[发明专利]一种盐湖提锂用复合纳滤膜及其制备方法

说明书

本发明提供了一种盐湖提锂用复合纳滤膜及其制备方法，属于纳滤膜制备技术领域。本发明是将基础膜依次在水相溶液和油相溶液中浸泡，经热处理后得到初生态复合纳滤膜；然后采用后处理液进行改性获得一种表面带有正电荷的纳滤膜。本发明的复合纳滤膜水通量高，同时具有氯化镁的截留率高以及氯化锂透过率高的特点。本发明的复合纳滤膜能够提高镁锂分离比，提升分离效率。

技术领域

本发明涉及纳滤膜制备技术领域，尤其涉及一种盐湖提锂用复合纳滤膜及其制备方法。

背景技术

锂在自然界中是一种主要以固体锂矿石形式存在于锂辉石、锂云母等伟晶岩中，以锂离子形式存在于盐湖卤水、地下卤水及海水中。目前，盐湖卤水提锂是全球锂盐生产的主要来源，针对镁锂比比较高的盐湖开采，纳滤技术成为一种新型的提取技术。

纳滤膜作为介于RO与UF膜之间的一种新型的压力驱动膜，正在逐步探索并清晰化适用于自己的应用边界。纳滤膜作为一种新型膜分离技术，分离效果主要决定与孔径尺寸、电荷效应与介电效应。因此，对不同的离子具有选择透过性，从而用来实现分盐效果。电荷效应也称为Donnan效应，将荷电基团的膜置于含盐溶剂中时，溶液中的反离子(所带电荷与膜内固定电荷相反的离子)在膜内浓度大于其在主体溶液中的浓度，而同名离子在膜内的浓度则低于其在主体溶液中的浓度。由此形成的Donnan位差阻止了同名离子从主体溶液向膜内的扩散，为了保持电中性，反离子也被膜截留。

但是，目前市场中使用的纳滤膜普遍是电负性的纳滤膜，受到Donnan效应为主要因素的影响，能够有效分离一价和二价及以上的阴离子，但是对于分离一价和二价及以上的阳离子效果不佳。因此，市面中的纳滤膜不能高效的分离盐湖卤水中镁离子和锂离子。

综上所述，急需一种表面电荷为电正性的纳滤膜及其制备方法以解决现有技术中存在的问题，即生产一种低氯化锂截留率，高氯化镁截留率的纳滤膜，应用于盐湖卤水中镁锂分离中。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种盐湖提锂用复合纳滤膜及其制备方法，所述复合纳滤膜水通量高，不仅能够增加氯化镁的截留率，同时还提高了氯化锂的透过率，利用该复合纳滤膜用于盐湖水中使用，能够提高镁锂分离比，提升分离效率。

本发明的目的是提供一种盐湖提锂用复合纳滤膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备水相溶液：将胺类物质、水相添加剂和去离子水均匀混合得到水相溶液；

(2)制备油相溶液：将多元酰氯和油相溶剂均匀混合得到油相溶液；

(3)制备初生态复合纳滤膜：先将基础膜浸入水相溶液浸泡，然后再将其浸入油相溶液浸泡；对经油相溶液浸泡后的基础膜进行热处理，得到初生态复合纳滤膜；

(4)制备后处理溶液：将聚乙烯亚胺、催化剂和醇类溶剂混合制得后处理溶液；

(5)后处理改性：将步骤(3)得到的初生态复合纳滤膜浸入所述后处理溶液中，完成后处理改性后，得到盐湖提锂用复合纳滤膜。

优选的，步骤(1)所述胺类物质为哌嗪、1,6-己二胺、1,4-二氨基环己烷和间苯二胺中的至少一种；

所述水相添加剂为聚乙二醇200、聚乙二醇300、聚乙二醇400和聚乙二醇800中的至少一种；

所述水相溶液中胺类物质、水相添加剂和去离子水的质量比为0.5～3：1～5：92～98.5。

优选的，步骤(2)所述多元酰氯为均苯三甲酰氯、邻苯二甲酰氯、间苯二甲酰氯、对苯二甲酰氯、4,4'-联苯二甲酰氯、丁二酰氯、戊二酰基二氯、己二酰氯和1,4-环己二酰氯中的至少一种；

所述油相溶剂为正己烷、环己烷和庚烷中的至少一种；

所述油相溶液中多元酰氯和油相溶剂的质量比为0.05～1：99～99.95。