分离和回收精制碱金属盐的方法技术

本发明专利技术涉及从碱金属盐水溶液中分离和回收精制碱金属盐的方法，所述方法包括使用分离膜从碱金属盐水溶液中除去精制阻碍物质的处理步骤，其中，在温度为25℃且pH为6.5的1000ppm葡萄糖水溶液以及温度为25℃且pH为6.5的1000ppm异丙醇水溶液在0.75MPa的操作压力下分别透过所述分离膜时，该分离膜的葡萄糖除去率和异丙醇除去率同时满足下式(I)和(II)：葡萄糖除去率≥90%...(I)，葡萄糖除去率-异丙醇除去率≥30%...(II)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及从湖水、地下水、工业废水等中分离和回收精制锂盐或精制钾盐等精制碱金属盐的方法，并且涉及通过使用对特定化合物表现出高选择透过能力的分离膜来除去精制阻碍物质，从而有效回收精制碱金属盐的方法。
技术介绍
近年来，随着全球工业和经济的发展，对矿物资源的需求显著扩大。在各种工业(包括半导体工业)所不可缺少的矿物资源中，有的资源尽管在地壳中的储藏量大，但在技术上难以作为单质取得，并且由于采掘和精炼的成本高，因此在经济上不合算，而且在很多情况下资源是局限在特定地区的。另一方面，环境问题也是突出的，因此需要构建再循环型社会。特别是在减少二氧化碳排放方面引起了关注，因此加速了电动汽车以及在其中使用的马达和电池的开发。尤其是在电池方面，锂离子二次电池由于其能量密度和重量轻而被期待用作电动汽车的主要电池。作为锂化合物的用途，例如，碳酸锂被用作锂离子电池的电极材料和耐热玻璃的添加剂，并且还被用于弹性表面波滤波器。特别是高纯度的碳酸锂已经被用作手机、汽车导航系统等的滤波器和发射器。溴化锂的用途是建筑物、工厂等的大型空调使用的吸收式冷冻机的冷却剂吸收材料，而氢氧化锂的用途是汽车等的润滑油和锂电池(一次和二次)的原料。金属锂的用途是一次电池的阳极材料和合成橡胶催化剂用丁基锂的原料。锂盐包含在盐湖盐水和矿石中，考虑到生产成本，从盐湖盐水中进行资源回收是有利的。盐湖盐水主要存在于智利、玻利维亚和阿根廷，其储藏量也大。盐水根据组成主要分为氯化物盐水、硫酸盐盐水、碳酸盐盐水和钙盐水。其中资源量最丰富的硫酸盐盐水在精制过程中经常从硫酸盐形成难溶 盐，或包含大量碱土金属。因此，难以作为碳酸锂等精制盐来有效回收这些盐。作为解决问题的方案，已经提出了使用吸附剂的各种方法(专利文献I至3)等，但是问题在于成本高，并且没有建立在低成本下稳定回收精制锂盐的技术。作为常规的低成本方法，可以提到通过晒干盐水进行浓缩来去除杂质的方法，但是所述方法的问题在于:在锂浓度低的情况下或碱土金属浓度高的情况下难以应用该方法。此外，电渗析法和膜过滤法正在研究中(非专利文献I )，但是没有投入实际应用。另一方面，同样是碱金属的钾已经广泛用于肥料以及食品、饲料、工业化学品、药品等中，但是生产国限于加拿大、俄罗斯、白俄罗斯等。目前，虽然钾没有严重的资源问题，但是伴随粮食生产所不可缺少的肥料成分的稳定供应、以及发展中国家的爆炸性人口增加和经济增长而来的资源紧迫令人担忧。现有技术文献专利文献专利文献I JP-A-2009-161794专利文献2 JP-A-2002-167626专利文献3 JP-A-4-293541非专利文献非专利文献1:“Heisei20Nendo Genba Niizutou ni taisuru Gijutsu ShienJigyo(对2008年实际现场需要的技术支持方案):Kansui karano Richiumu KaisyuSisutemu Kaihatsu ni kansuru Kyoudo Sutadei Houkokusho (关于来自盐水的锂回收系统发展的合作研究报告)(公开版)”，独立行政法人石油天然气/金属矿物资源机构，三菱商事株式会社，2010年3月
技术实现思路
专利技术要解决的课题本专利技术的目的是提供以低成本从湖水、地下水、工业废水等中稳定回收锂和钾等碱金属的方法。解决课题的手段为了解决上述问题，本专利技术涉及下列构成。(I) 一种从碱金属盐水溶液中，所述方法包括使用分离膜从碱金属盐水溶液中除去精制阻碍物质的处理步骤，其中，在温度为25° C且pH为6.5的IOOOppm葡萄糖水溶液以及温度为25。C且pH为6.5的IOOOppm异丙醇水溶液在0.75MPa的操作压力下分别透过所述分离膜时，该分离膜的葡萄糖除去率和异丙醇除去率同时满足下式⑴和(II): 葡萄糖除去率≥90% (I);葡萄糖除去率-异丙醇除去率≥30% (II)。(2)根据第(I)项所述的，其中，所述碱金属盐水溶液中的锂离子浓度在0.5ppm以上至IOOOOppm以下的范围内。(3)根据第(I)项或第(2)项所述的，其中所述碱金属盐水溶液中的镁离子浓度是锂离子浓度的1000倍以下。(4)根据第(I)项至第(3)项中任一项所述的，包括将所述碱金属盐水溶液的一部分与通过所述处理步骤形成的透过水混合的步骤。(5)根据第(I)项至第(4)项中任一项所述的，其中，通过所述处理步骤除去了所述碱金属盐水溶液中的精制阻碍物质并且还使锂富集。(6)根据第(I)项至第(5)项中任一项所述的，其中，在所述处理步骤之后进行所述碱金属盐的浓缩处理。(7)根据第(I)项至第(6)项中任一项所述的，其中，进行所述处理步骤直至所述碱金属盐水溶液中的镁离子浓度成为锂离子浓度的7倍以下。(8)根据第(I)项至第(7)项中任一项所述的，其中，所述精制阻碍物质为选自由镁盐和硫酸盐构成的组中的至少一种。(9)根据第(I)项至第(8)项中任一项所述的，其中，在所述处理步骤中的膜分离操作压力为所述碱金属盐水溶液的渗透压以下。专利技术的效果根据本专利技术，使得从各种溶质共存的水溶液中有效回收锂和钾等碱金属成为可倉泛。具体实施例方式本专利技术的碱金属盐水溶液优选是至少含有锂盐的溶液，并且在要应用本专利技术的方法的盐湖盐水等中，溶解有由锂以外的钠、钾、铷和铯等碱金属中的至少一种金属、还有镁、钙和锶等碱土金属、典型元素(铝、锡、铅等)和过渡金属(铁、铜、钴、锰等)与一种或多种共轭碱(例如氯根离子、硝酸根离子、硫酸根离子、碳酸根离子、乙酸根离子等)的盐构成的化合物。对各种成分的浓度没有特别的限制，从分离和回收效率的角度考虑，锂离子浓度优选在0.5ppm以上至IOOOOppm以下的范围内，更优选在5ppm以上至5000ppm以下的范围内，并且还优选的是，优选使用锂离子浓度范围从50ppm以上至2000ppm以下的水溶液作为原水。如有必要，可以提供浓缩或稀释等处理之后的溶液作为原水。此处，在分离和回收碳酸锂和/或氯化钾等所需的精制碱金属盐时，例如，作为精制阻碍物质，可以提及易于形成难溶盐的碱土金属盐和硫酸盐、地壳中的有机物质等，并且可以例举镁盐和/或硫酸盐等。在本专利技术中，从于碱金属盐水溶液中分离和回收精制碱金属盐的效率的角度考虑，成为原水的碱金属盐水溶液中的镁离子浓度优选是锂离子浓度的1000倍以下，并且在浓度比更 优选为500倍以下且进一步优选为100倍以下时是有效的。在本专利技术中，在用分离膜除去精制阻碍物质的处理步骤中，优选用所述分离膜进行所述除去处理，直到含有碱金属盐的水溶液中的镁离子浓度成为该水溶液中的锂离子浓度的7倍以下。当此比率超过7倍时，精制碱金属盐的回收效率明显降低。在这点上，精制阻碍物质的重量是以镁离子或硫酸根离子等离子的换算重量来进行计算的。此外，锂离子换算重量和精制阻碍物质的重量是通过用离子色谱法测量定量测定含有碱金属盐的水溶液中的各种离子的浓度而确定的。关于精制阻碍物质的含量，所述精制阻碍物质的组成和浓度根据原水的种类和性质而变化。例如，盐湖盐水包含的镁离子和硫酸根离子均在IOOppm以上至30000ppm以下的范围内。本专利技术人发现，在使用纳滤膜作为分离膜的情况下，特别是通过使用下述纳滤膜:当25° C且pH本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐佐木崇夫，谷口雅英，高畠宽生，曾根三郎，
申请(专利权)人：东丽株式会社，
类型：
国别省市：