使用螯合树脂吸附法提纯碳酸锂工艺介绍

前言
离子交换树脂(IER)是一种含有活性基团的合成功能高分子材料，是交联的高分子共聚物引入不同性质离子交换基团而成的。离子交换树脂具有交换、选择、吸附和催化等功能，在工业废水处理中，主要用于回收重金属和贵稀有金属，净化有毒物质，除去有机工业废水中的酸性或碱性的有机物质如酚、酸、胺等。
离子交换树脂法曾是我国工业废水治理中应用最广泛的技术之一。20世纪70年代中期上海光明电镀厂等首先应用离子交换树脂处理含铬废水，实现既除害，又可回收铬酸以及大量水得到循环回用的三重目的，此后离子交换树脂法曾在我国大中城市的工业废水处理行业广泛应用。近年来离子交换法由于其处理容量大，能够除去各种金属离子和酸根离子，处理水质好，可以回用，越来越受到重视，已经成为重金属工业废水处理的主要方法之一。
目前，在使用的离子交换树脂根据所含官能团的性质可分为阴离子交换树脂、阳离子交换树脂、两性离子交换树脂、螯合树脂以及氧化还原型树脂等。应用IER进行工业废水处理和提纯浓缩，不仅树脂可以再生，而且操作简单，工艺条件成熟且流程短。
一、螯合树脂定义及特点
螯合树脂（chelate resins），是一类能与金属离子形成多配位络合物的交联功能高分子材料。螯合树脂吸附金属离子的机理是树脂上的功能原子与金属离子发生配位反应，形成类似小分子螯合物的稳定结构，而离子交换树脂吸附的机理是静电作用。因此，与离子交换树脂相比，螯合树脂与金属离子的结合力更强，选择性也更高，广泛应用于各种金属离子的回收分离、氨基酸的拆分以及湿法冶金等方面。具有处理效果良好，吸附、解吸性能稳定，重复使用性好，且具有操作简单，不产生二次污染等特点
二、螯合树脂净化锂液的意义
随着锂电池在新能源电动车中的应用推广，我国碳酸锂市场需求量快速增长。碳酸锂的纯度对锂电池性能具有重大影响，而我国作为碳酸锂生产大国，却无法满足国内对高纯度碳酸锂日益增长的需求。每年向日本大量进口高纯碳酸锂，对国内新能源行业的发展具有极大的阻碍作用。在提纯生产中应用离子交换系统，主要目的是除去杂质，料液中一价离子的浓度很大，为排除一价离子干扰，故所用的离子交换树脂应对二价离子有很强的选择性，传统的阳离子交换树脂交换效率容易受到影响，选用螯合树脂，该类型树脂可以从碱金属（锂钠钾）的盐溶液中选择性地吸附碱土金属（钙、镁、锶、钡等）离子以及其它二价和二价以上金属离子。
三、离子交换树脂的工作机理
含有钙镁离子的原水通过离子交换的吸附层时，水中的钙、镁离子与螯合树脂发生螯合反应，同时释放出氢离子。这样从交换器内流出的水就是去掉了水中的二价离子。当吸附钙、镁离子的螯合树脂达到一定程度后，出水硬度增大，此时离子交换器按照预定的程序自动进行吸附剂的再生工作，利用较高浓度的酸溶液通过吸附饱和螯合树脂，对饱和的树脂进行再生重新恢复吸附性能。
四、海普工艺解决方案
江苏海普功能材料有限公司是一家专注于高性能吸附剂、催化剂及其工艺应用研发的高新技术企业。以自主研发的系列高性能吸附剂和催化剂产品为核心，配合自主开发的工艺技术，海普已成为专业的环保治理与资源循环领域的解决方案供应商。同时，以帮助工业企业环保达标、实现资源化可持续发展为己任，采用模块化精益生产，以研发数据为依据，制定工程化解决方案。依托自主研发的高性能吸附剂以及严谨全面的工艺开发，海普在废水治理这一块已经积累了很多处理案例，为众多企业解决发展中的难题，创造价值。
公司注重技术创新，同时也注重质量、环境与职业健康安全管理，公司通过了ISO9001质量管理体系、ISO14001环境管理体系、ISO45001职业健康安全管理体系的审核认证，确保为客户提供质量可靠、性能优异的产品和服务。
海普团队针对特定重金属离子的特点，利用螯合树脂的特种功能基团与重金属离子形成络合物的特性，对重金属离子具有较高的选择性吸附和利用。

   
图1 工艺方案流程图