[发明专利]一种用于盐湖提锂的纳滤膜及其制备方法

说明书

本发明属于水处理技术领域，尤其涉及一种用于盐湖提锂的纳滤膜及其制备方法。本发明采用常规制备工艺，通过在制备功能层的水相中添加(S)‑2,6‑二氨基‑1‑己醇和聚乙烯醇等，并控制其添加量制备纳滤膜，使得高镁锂比的盐湖卤水在经过该纳滤系统后镁锂比显著降低，同时对硼有较好的截留效果，有效提高了提锂效率；且膜表面粗糙度低，抗污性好，运行成本低。此方法操作简单，可控性强，容易实现大规模生产和商品化。

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，尤其涉及一种用于盐湖提锂的纳滤膜及其制备方法。

背景技术

锂是自然界最轻的金属元素，在周期表中居IA族碱金属首位，是最轻的、最活泼的碱金属。因其应用领域广泛，被誉为“工业味精”，又由于锂具有各种元素中最高的标准氧化电势，因而是电池和电源领域无可争议的最佳元素，故也被称为“能源金属”。锂广泛应用于电池、陶瓷、玻璃、润滑剂、制冷液、核工业以及光电等行业。随着电脑、数码相机、手机、移动电动工具等电子产品的不断发展，电池行业已经成为锂最大的消费领域。随着电动汽车技术的不断成熟，锂电池也将被广泛应用到汽车行业，对锂的需求进一步增长。

我国盐湖卤水中锂资源储量丰富，其中青海的盐湖和西藏的盐湖为主，我国盐湖从组成特点来看，属于高镁锂质量比型盐湖，大部分盐湖卤水中镁/锂质量比大于40。盐湖卤水中镁、硼是两种主要杂质，由于镁和锂的化学性质相近，分离难度较大；同时，盐湖卤水中含有硼元素，由于硼在不同pH下具有不同形态，同样增大了锂资源的提取难度。经济高效的除硼工艺，对于盐湖提锂项目中锂收率和碳酸锂品质都具有极为重要的意义。

目前，国内外从盐湖卤水中分离、提取锂的方法主要有沉淀法、溶剂萃取法、离子交换吸附法、锻烧浸取法、电渗析法、纳滤膜法等。其中，纳滤膜法以压力差为驱动力实现不同价态离子的分离，工艺过程能量消耗低、绿色环保。因此，在高镁锂比卤水镁锂分离方面具有广阔的应用前景。

发明内容

本发明的首要目的在于提供一种用于盐湖提锂的纳滤膜，使高镁锂比的盐湖卤水在经过纳滤膜后镁锂比显著下降，同时对硼具有较好的截留率，有效提高了盐湖提锂效率。

本发明还提供了一种用于盐湖提锂的纳滤膜的制备方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于盐湖提锂的纳滤膜的制备方法，包括以下步骤：

S1、将聚砜与N,N-二甲基甲酰胺混合，制备20～30μm的聚砜层，除去溶剂制备支撑层膜片；

S2、将步骤S1中支撑层膜片浸入水相溶液中，沥干，再浸入油相溶液进行界面聚合形成分离层；

其中，水相组成质量百分比为：哌嗪1.4～2.2％、间苯二胺0.1～0.3％、(S)-2,6-二氨基-1-己醇0.05～0.3％、樟脑磺酸1～1.4％、三乙胺0.5～0.7％、聚乙烯醇300～800ppm、余量为水；

油相组成质量百分比为：0.15～0.25％均苯三甲酰氯、余量为石脑油。

作为一种优选的技术方案，步骤S1中所述的聚砜质量分数为15％～17％，N,N-二甲基甲酰胺质量分数为83％～85％。

作为一种优选的技术方案，步骤S1中将聚砜与N,N-二甲基甲酰胺混合，搅拌溶解成均一铸膜液，粘度范围在400～470mPa·s，静置脱泡20～30h，将铸膜液直接刮在无纺布后，浸入水中沉淀出聚砜层，洗去溶剂得到支撑层膜片。

作为一种优选的技术方案，步骤S2中形成分离层后，沥干经水漂洗，过NaHSO₃溶液处理，再浸入甘油溶液保护。

作为一种优选的技术方案，步骤S2中所述的NaHSO₃溶液质量分数为5％～7％，处理时间为0.1～3.0min。