Sandwiched liquid-membrane electrodialysis: Lithium selective recovery from salt lake brines with high Mg/Li ratio

电渗析 卤水 化学 萃取(化学) 离子液体 色谱法 海水淡化 无机化学 分析化学(期刊) 有机化学 催化作用 生物化学
作者
Zhongwei Zhao,Gui Liu,Hang Jia,Lihua He
出处
期刊:Journal of Membrane Science [Elsevier]
卷期号:596: 117685-117685 被引量:65
标识
DOI:10.1016/j.memsci.2019.117685
摘要

A sandwiched liquid-membrane electrodialysis system, which combines the characteristics of liquid-membrane extraction and electrodialysis, has been proposed here to realize the selective extraction of lithium from salt-lake brines with high Mg/Li mass ratio. The sandwiched liquid membrane is comprised of 2 cation exchange membranes and a Li+-loaded organic liquid film. Because of the moderate working environment and satisfactory performance, the TBP + ClO4- system is chosen as the liquid film out of four candidates, namely TBP + FeCl3 system, TBP + ClO4- system, N-butanol, and β-diketone. According to the electrodialysis experiments then, the Mg/Li ratio in catholyte is reduced to lower than 2 from 100 in the initial brine and the specific energy consumption is as low as 0.13 kWh·mol−1 Li. Additionally, the optimal voltage and temperature for the electrodialysis process are determined as 3.00 V and 20 °C. Finally, we also conclude that this approach is highly adaptable to brines with different cation compositions, because of its ability to separate Li+ with other impurity cations in brine (Na+, K+, Mg2+, and Ca2+). With high adaptability and low energy consumption, this sandwiched liquid-membrane electrodialysis system provides a promising perspective for lithium extraction and separation from brines with high Mg/Li ratio.
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