一种无膜双极性电极从溶液中提取锂的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于锂提取冶金领域，特别涉及一种无膜双极性电极从溶液中提取锂的装置，包括电解槽、端部电极、一个或多个导电隔板；所述端部电极包括分别设置在所述电解槽两端的第一端部电极、第二端部电极；所述导电隔板设置在所述电解槽内部，两个所述端部电极之间，仅通过两端电极与电源的连接，由此产生的感应电场驱动整个电解槽内部的双极性电极以串联模式工作，实现了电解槽内部电活性材料的同步、同进度反应，提高了电解槽电极材料的稳定性和循环性；电流一致，且电流小，对电源的控制精度和制造要求低，无功功耗低、成本低；不再有铜排的防腐问题，导线的电阻发热能耗低；不使用导电隔膜，装置结构简单，成本低，并且对待提取液的水质要求低。质要求低。质要求低。

【技术实现步骤摘要】
一种无膜双极性电极从溶液中提取锂的方法和装置


[0001]本专利技术属于锂提取冶金领域，具体涉及一种采用双极性电极的电化学提锂方法及装置。

技术介绍

[0002]盐湖卤水储存着大量的锂资源，约占锂总储量的78.3％。目前约80％的锂盐产品生产是以盐湖卤水为原料。但是目前大规模工业生产采用的都是低镁锂比的卤水，而我国大多数盐湖的特征是镁锂比高，如西台吉乃尔盐湖卤水的镁锂比高达40以上，少量的Li
+
与大量的Mg
2+
共存，由于Li
+
和Mg
2+
的化学性质相似，造成锂的提取十分困难。
[0003]中国专利CN 102382984 A公开了一种盐湖卤水镁锂分离及富集锂的方法和装置，该方法采用阴离子交换膜将电渗析装置隔成锂盐室和卤水室，卤水室充入盐湖卤水，锂盐室充入不含Mg
2+
的支持电解质溶液，将涂覆有离子筛的导电基体置于卤水室中，作为阴极；将涂覆有嵌锂态离子筛的导电基体置于锂盐室作为阳极；在外电势的驱动下卤水中的Li
+<br/>嵌入到离子筛本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无膜双极性电极从溶液中提取锂的装置，其特征在于，包括电解槽、端部电极、一个或多个导电隔板；所述端部电极包括分别设置在所述电解槽两端的第一端部电极、第二端部电极；所述导电隔板设置在所述电解槽内部，且位于两个所述端部电极之间；所述第一端部电极和所述第二端部电极分别用于连接电源的正极和负极；所述导电隔板面向第一端部电极的表面涂覆有锂提取层；所述锂提取层采用可脱嵌锂但处于欠锂态的锂电活性材料；所述导电隔板面向第二端部电极的表面涂覆有离子平衡层材料，所述离子平衡层通过化学反应使含锂溶液内维持离子电中性平衡；所述导电隔板两面分别涂覆可脱嵌锂但处于欠锂态的锂电活性材料和离子平衡层材料后形成双极性电极。2.根据权利要求1所述无膜双极性电极从溶液中提取锂的装置，其特征在于，所述离子平衡层为阳离子平衡层，所述阳离子平衡层材料包括用于吸附或脱附除锂离子以外的阳离子的电活性材料；可选地，所述阳离子平衡层材料采用至少一种化学式为(M1)
x
Fe
y
(M2)
z
(CN)6的材料，其中，0≤x≤2，0＜y≤2，0≤z≤2，Fe的价态为+2或+3，M1选自Na、K，M2选自Cr、Ti、Ni、Co、Mn、Cu、Zn。3.根据权利要求1所述无膜双极性电极从溶液中提取锂的装置，其特征在于，所述离子平衡层为阴离子平衡层，所述阴离子平衡层材料包括用于吸附或脱附阴离子的电活性材料；可选地，所述阴离子平衡层材料采用聚二茂铁、聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩、多孔碳材料、锑、银、铋中的至少一种。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述无膜双极性电极从溶液中提取锂的装置，其特征在于，所述第一端部电极的面向所述导电隔板的表面涂覆有所述离子平衡层材料，所述第二端部电极的面向所述导电隔板的表面涂覆有所述锂提取层材料。5.根据权利要求1
‑
3任一项所述无膜双极性电极从溶液中提取锂的装置，其特征在于，还包括比所述导电隔板数目多一个的绝缘布水网，所述布水网均设置于所述电解槽内，且分布于所述导电隔板的两侧；可选地，所述导电隔板为电化学惰性电子导体，为致密碳纸、致密碳纤维烧结布、石墨、耐蚀金属间化合物、涂钌钛，金、铂族金属和/或其合金，或钛、锆、铪、钽、铌和/或其合金制成。6.根据权利要求1
‑
3任一项所述无膜双极性电极从溶液中提取锂的装置，其特征在于，所述锂提取层材料为LiFePO4、LiMn2O4、LiMeO2及其掺杂衍生物中的一种或几种的混合物(Me为Ni、Co、Mn中的一种或几种)，经化学氧化或电化学氧化后脱去...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵中伟，刘旭恒，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：