盐湖卤水中分离硼的工艺有哪些

锂因其优良的物理化学性质，被认为是“推动世界进步的能源金属”，随着新能源、冶金等行业的快速发展，人们对锂的需求量逐年攀升。然而地壳中锂的含量仅为0.0065%左右，约80%的锂资源蕴含于盐湖卤水中。

盐湖卤水成分复杂，含有锂、钠、镁、钙等金属元素以及硅、硼、硫、氯、溴等非金属元素。

在提锂过程中，由于硼元素在卤水中以硼酸或硼酸盐形式存在，硼酸或硼酸盐在水中均有较大的溶解度，很难将卤水中的硼元素降到较低的水平，给锂盐产品的后续提纯或后续加工带来了较大的工艺难度。

目前常用的且具有一定效果的除硼方法有沉淀法、吸附法、膜分离法、离子交换树脂法等。

沉淀法

沉淀法除硼的原理是利用沉淀剂将溶液中的硼转为难溶的硼酸盐沉淀或溶解度低的硼酸，该法可分为加碱沉淀法和加酸沉淀法。

加碱沉淀法是在弱碱性的条件下，溶液中的硼与金属氧化物反应生成难溶的硼酸盐沉淀；加酸沉淀法的主要原理是利用硼酸在无机酸中溶解度小的特点，通过添加盐酸或硫酸形成硼酸沉淀的方法分离粗硼酸。

沉淀法具有工艺成熟、设备简单、投资小、周期短等特点，但是需要消耗大量的沉淀剂，并调节pH值至碱性，而目由于沉淀不完全或沉淀吸附作用使得分离不完全，致使硼的去除率较低，为了提高硼的去除率，通常将该方法作为前期处理与其它除硼方法联合使用。

吸附法

硼是缺电子原子，容易形成多中心键。吸附法是利用硼的缺电子特性及易于被吸附剂吸附的特点，通过吸附在吸附剂表面上去除溶液中的硼。

此种方法由于吸附剂产量大，具有成本低廉、材料易于获取的优点，但是再生比较耗时，长期使用会因吸附容量降低而影响最终效果。

膜分离法

膜分离法以选择性半透膜为分离介质，通过在膜两侧施加推动力(如浓度差、压力差、电位差等)使原料组分选择性地通过半透膜，从而达到分离的目的，包括反渗透、正渗透、纳滤和电渗析法等。

其中应用较多的是反渗透法，其原理是在浓度较高的一侧施加外力，通过半透膜的选择透过性，渗透到低浓度区，从而分离水溶液中的硼。

此法的除硼操作简单、占地面积小等优点，但效果受溶液PH值、操作压力、膜的种类的影响较大，且消耗大，维护费用高。

离子交换树脂法

离子交换树脂是通过在具有三维空间立体网络结构的骨架上导入不同类型的功能活性基团而制成。其除硼的原理是其中的多羟基官能团与四羟基合硼酸根离子[B(OH)4]的络合反应(碱性多羟基官能团与[B(OH)4]-的络合或酸性多羟基官能团与 H3BO3的络合)和树脂对硼的吸附作用来达到除硼的目的。

因为硼酸可以和多羟基络合，同时释放出来的氢离子可以被胺基中和，所以硼选择吸附树脂的有效部分是含有胺基的多羟基化合物。

Tulsimer ®CH-99树脂是一款骨架为一种苯乙烯和二乙烯苯交联的树脂，具有与硼能够生成络合物的功能基团多羟基胺（Polyhydroxy amine），这种化学结构在官能团中具有多羟基部分与硼之间生成络合阴离子，其胺基部分作为阴离子交换基捕捉生成的络合阴离子，从而选择吸附硼离子。

CH-99树脂的优点是可以在较大的PH 范围内甚至有其他离子存在的溶液中有效的去除硼以及硼盐，而不受大量共存盐类的影响，其反应对pH值很敏感，络合离子只有在中性或碱性溶液里才能生成，在酸性溶液里络合离子分解。

离子交换树脂法适合低浓度硼的去除，可联合其它除硼方法，达到深度除硼的效果。由于离子交换树脂高选择和高吸附的性能特点，离子交换树脂除硼法现已成为除硼领域应用较多的热点工艺。

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