一种基于流动电容去离子技术的盐湖粗化学品的除杂方法

本发明属于盐湖粗化学品除杂，尤其涉及一种基于流动电容去离子技术的盐湖粗化学品的除杂方法。

背景技术：

1、盐湖为湖水矿化度大于35g/l的湖泊，富含钾、钠、氯、镁、锂、硼等有价元素。作为国家的重要战略资源，盐湖资源的高效合理综合开发利用，对推动新材料和新能源等民生经济产业发展和促进社会进步具有重要意义。其中，基于盐湖资源开发高纯度、高价值化学品是进一步推动盐湖资源走向产业化和解决民生应用需求的重要环节。

2、典型的盐湖资源化学衍生品，如碳酸锂、氢氧化镁、氧化镁、硫酸镁、硼酸盐、氯化钾、硫酸钾等，在新能源、半导体、原子能、医药、催化、阻燃剂、保温材料、玻璃、陶瓷、冶金、农业、及其它高值化学品等诸多领域具有重要应用。基于盐湖资源开发制备上述高纯化学品，具有经济效益显著、资源丰富等优点。

3、盐湖资源经传统盐田晒盐、溶剂萃取法、吸附分离、纳滤法、低温冷冻法、兑卤法、高温热熔结晶法、冻硝法、电解法技术，可以实现高效粗化学品的生产，但是经上述方法得到的粗化学品中仍含有大量的杂质离子，例如粗碳酸锂产品中，含有大量的镁、钙、氯和硫酸根离子等杂质；粗氢氧化锂产品中含有大量的钠、钾、钙、镁、氯、碳酸、硫酸根离子等杂质；粗氢氧化镁产品中含有大量的钙、氯、硫酸根等杂质离子。上述粗化学品仍需要经过多步骤化工操作，如重结晶、浓缩、洗涤和化学沉淀等方法，才能实现对杂质离子的去除进而得到高纯高值化学品。

技术实现思路

1、鉴于现有技术存在的不足，本发明提供了一种基于流动电容去离子技术的盐湖粗化学品的除杂方法，以解决现有的盐湖粗化学品含有杂质的问题。

2、为了解决以上问题，本发明提供了一种基于流动电容去离子技术的盐湖粗化学品的除杂方法，采用流动电容去离子装置，所述流动电容去离子装置包括中间仓室以及在所述中间仓室的相对两侧分别依次设置的交换膜保护层、离子交换膜和流动电极室，所述除杂方法包括如下步骤：

3、s10、将研磨后的盐湖粗化学品和凝胶聚合物与水溶液混合，配制获得粗化学品浆料；所述盐湖粗化学品为碳酸锂、氢氧化镁、氧化镁、硫酸镁、硼酸盐、氯化钾或硫酸钾粗化学品；

4、s20、根据所述粗化学品浆料的杂质离子设置相应的离子交换膜并且确定相应的杂质离子提取电解液；

5、s30、将所述粗化学品浆料泵入所述中间仓室中，将所述杂质离子提取电解液泵入所述流动电极室，在所述流动电极室施加交变电压，使所述粗化学品浆料的杂质离子在所述离子交换膜和电场的共同作用下向所述流动电极室迁移并发生电化学反应而富集在电极材料上；

6、s40、对从所述中间仓室排出的除杂后的粗化学品浆料进行脱水处理，得到除杂后的盐湖化学品。

7、优选地，所述步骤s10中，研磨后的所述盐湖粗化学品的粒径为1um～100um。

8、优选地，所述步骤s10中，所述凝胶聚合物为聚乙烯醇或者聚氨酯。

9、优选地，所述步骤s10中，所述粗化学品浆料的固含量为50wt％～80wt％。

10、优选地，所述步骤s20中，所述离子交换膜为一价阴离子交换膜、一价阳离子交换膜、二价阴离子交换膜或二价阳离子交换膜，所述杂质离子提取电解液为一价杂质离子提取电解液或二价杂质离子提取电解液。

11、优选地，所述流动电容去离子装置中，所述流动电极室的电极的材料采用多孔碳材料或普鲁士蓝类似物材料。

12、优选地，所述流动电容去离子装置中，所述交换膜保护层为钛网或聚合物基膜。

13、优选地，所述钛网或所述聚合物基膜的目数为100～300。

14、优选地，所述步骤s30中，所述交变电压的电压值为0.5v～5v，频率为0.01hz～10hz。

15、优选地，所述步骤s30中，所述粗化学品浆料泵入的流速为10min/bv～30min/bv；所述杂质离子提取电解液泵入的流速为1ml/min～10ml/min。

16、本发明提供的一种基于流动电容去离子技术的盐湖粗化学品的除杂方法，采用流动电容去离子装置对盐湖粗化学品进行除杂，在除杂时，将研磨后的盐湖粗化学品和凝胶聚合物与水溶液混合，配制获得粗化学品浆料，随后根据盐湖粗化学品的杂质离子在流动电容去离子装置中设置相应的离子交换膜以及选用相应的杂质离子提取电解液，之后将粗化学品浆料泵入中间仓室中，将杂质离子提取电解液泵入流动电极室，向流动电极室施加交变电压，使杂质离子在离子交换膜和电场的共同作用下向流动电极室迁移并发生电化学反应而富集在电极材料上，以将粗化学品浆料中的杂质离子分离出来，排出的除杂后的粗化学品浆料从中间仓室排出，最后再对除杂后的粗化学品浆料进行脱水处理，得到除杂后的盐湖化学品。相比于现有技术，本发明提供的除杂方法，不需要经过多步骤化工操作，更简单高效。

技术特征：

1.一种基于流动电容去离子技术的盐湖粗化学品的除杂方法，采用流动电容去离子装置，所述流动电容去离子装置包括中间仓室以及在所述中间仓室的相对两侧分别依次设置的交换膜保护层、离子交换膜和流动电极室，其特征在于，所述除杂方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的除杂方法，其特征在于，所述步骤s10中，研磨后的所述盐湖粗化学品的粒径为1um～100um。

3.根据权利要求1所述的除杂方法，其特征在于，所述步骤s10中，所述凝胶聚合物为聚乙烯醇或者聚氨酯。

4.根据权利要求1-3任一项所述的除杂方法，其特征在于，所述步骤s10中，所述粗化学品浆料的固含量为50wt％～80wt％。

5.根据权利要求1所述的除杂方法，其特征在于，所述步骤s20中，所述离子交换膜为一价阴离子交换膜、一价阳离子交换膜、二价阴离子交换膜或二价阳离子交换膜，所述杂质离子提取电解液为一价杂质离子提取电解液或二价杂质离子提取电解液。

6.根据权利要求1所述的除杂方法，其特征在于，所述流动电容去离子装置中，所述流动电极室的电极的材料采用多孔碳材料或普鲁士蓝类似物材料。

7.根据权利要求1所述的除杂方法，其特征在于，所述流动电容去离子装置中，所述交换膜保护层为钛网或聚合物基膜。

8.根据权利要求7所述的除杂方法，其特征在于，所述钛网或所述聚合物基膜的目数为100～300。

9.根据权利要求1所述的除杂方法，其特征在于，所述步骤s30中，所述交变电压的电压值为0.5v～5v，频率为0.01hz～10hz。

10.根据权利要求9所述的除杂方法，其特征在于，所述步骤s30中，所述粗化学品浆料泵入的流速为10min/bv～30min/bv；所述杂质离子提取电解液泵入的流速为1ml/min～10ml/min。

技术总结
本发明公开了一种基于流动电容去离子技术的盐湖粗化学品的除杂方法，所述除杂方法包括如下步骤：将研磨后的盐湖粗化学品和凝胶聚合物与水溶液混合，配制获得粗化学品浆料；盐湖粗化学品为碳酸锂、氢氧化镁、氧化镁、硫酸镁、硼酸盐、氯化钾或硫酸钾粗化学品；根据粗化学品浆料的杂质离子设置相应的离子交换膜并且确定相应的杂质离子提取电解液；将粗化学品浆料泵入中间仓室中，将杂质离子提取电解液泵入流动电极室，在流动电极室施加交变电压，使粗化学品浆料的杂质离子在离子交换膜和电场的共同作用下向流动电极室迁移并发生电化学反应而富集在电极材料上；对从中间仓室排出的除杂后的粗化学品浆料进行脱水处理，得到除杂后的盐湖化学品。

技术研发人员：刘忠,卫文飞,赵炳,吴志坚
受保护的技术使用者：中国科学院青海盐湖研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13