四種常用鹵水中分離硼的工藝介紹
鋰因其優(yōu)良的物理化學(xué)性質(zhì)，被認(rèn)為是“推動(dòng)世界進(jìn)步的能源金屬”，隨著新能源、冶金等行業(yè)的快速發(fā)展，人們對(duì)鋰的需求量逐年攀升。然而地殼中鋰的含量?jī)H為0.0065%左右，約80%的鋰資源蘊(yùn)含于鹽湖鹵水中。
鹽湖鹵水成分復(fù)雜，含有鋰、鈉、鎂、鈣等金屬元素以及硅、硼、硫、氯、溴等非金屬元素。 在提鋰過程中，由于硼元素在鹵水中以硼酸或硼酸鹽形式存在，硼酸或硼酸鹽在水中均有較大的溶解度，很難將鹵水中的硼元素降到較低的水平，給鋰鹽產(chǎn)品的后續(xù)提純或后續(xù)加工帶來了較大的工藝難度。目前常用的且具有一定效果的除硼方法有沉淀法、吸附法、膜分離法、離子交換樹脂法等。
01、沉淀法
沉淀法除硼的原理是利用沉淀劑將溶液中的硼轉(zhuǎn)為難溶的硼酸鹽沉淀或溶解度低的硼酸，該法可分為加堿沉淀法和加酸沉淀法。
加堿沉淀法是在弱堿性的條件下，溶液中的硼與金屬氧化物反應(yīng)生成難溶的硼酸鹽沉淀；加酸沉淀法的主要原理是利用硼酸在無(wú)機(jī)酸中溶解度小的特點(diǎn)，通過添加鹽酸或硫酸形成硼酸沉淀的方法分離粗硼酸。
沉淀法具有工藝成熟、設(shè)備簡(jiǎn)單、投資小、周期短等特點(diǎn)，但是需要消耗大量的沉淀劑，并調(diào)節(jié)ph值至堿性，而目由于沉淀不完quan或沉淀吸附作用使得分離不完quan，致使硼的去除率較低，為了提高硼的去除率，通常將該方法作為前期處理與其它除硼方法聯(lián)合使用。
02、吸附法
硼是缺電子原子，容易形成多中心鍵。吸附法是利用硼的缺電子特性及易于被吸附劑吸附的特點(diǎn)，通過吸附在吸附劑表面上去除溶液中的硼。
此種方法由于吸附劑產(chǎn)量大，具有成本低廉、材料易于獲取的優(yōu)點(diǎn)，但是再生比較耗時(shí)，長(zhǎng)期使用會(huì)因吸附容量降低而影響最終效果。
03、膜分離法
膜分離法以選擇性半透膜為分離介質(zhì)，通過在膜兩側(cè)施加推動(dòng)力(如濃度差、壓力差、電位差等)使原料組分選擇性地通過半透膜，從而達(dá)到分離的目的，包括反滲透、正滲透、納濾和電滲析法等。
其中應(yīng)用較多的是反滲透法，其原理是在濃度較高的一側(cè)施加外力，通過半透膜的選擇透過性，滲透到低濃度區(qū)，從而分離水溶液中的硼。
此法的除硼操作簡(jiǎn)單、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)，但效果受溶液ph值、操作壓力、膜的種類的影響較大，且消耗大，維護(hù)費(fèi)用高。
04、離子交換樹脂法
離子交換樹脂是通過在具有三維空間立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的骨架上導(dǎo)入不同類型的功能活性基團(tuán)而制成。其除硼的原理是其中的多羥基官能團(tuán)與四羥基合硼酸根離子[b(oh)4]的絡(luò)合反應(yīng)(堿性多羥基官能團(tuán)與[b(oh)4]-的絡(luò)合或酸性多羥基官能團(tuán)與 h3bo3的絡(luò)合)和樹脂對(duì)硼的吸附作用來達(dá)到除硼的目的。
四種常用鹵水中分離硼的工藝介紹