盐湖提锂纳滤膜后钙镁离子深度处理技术
盐湖提锂：大规模、低成本，全球锂资源供应主体的理想来源锂作为自然界中轻、标准电极电势低、电化学当量大的金属元素，是天生理想的“电池金属”，因此在要求高比能的动力和储能应用场景中将具备长期的需求刚性，被誉为“未来的白色石油”。全球锂资源的供应体系分为矿石提锂、盐湖提锂两大体系。其中，盐湖卤水类型的锂资源在全球探明锂资源构成中的占比高达近六成，若纳入各类深层卤水、油气田卤水，其资源规模及找矿潜力将更加可观。加上盐湖项目的单体资源规模较大、运营成本低、工艺进步的潜力较大，因此未来有望成为全球锂资源供应理想的主体来源。
锂元素在地壳中的丰度并不低，但全球兼具大规模、高品位、易开采的优质锂资源项目依然稀缺，且全球分布不均。据USGS统计，2021年全球锂资源总量8556万吨金属量、折合1.19亿吨LCE，探明总储量2243万吨金属量、折合4.71亿吨LCE，足以支撑远期大规模的动力以及高端储能应用。其中，中国的锂资源总量紧随南美锂三角、澳洲、美国，全球占比6%、位列第六，但中国高品位的锂矿资源较为匮乏。
锂资源的成矿形式较为多样，其中三类占据主导：封闭盆地的盐湖卤水锂矿、伟晶岩型的硬岩锂矿（锂辉石、透锂长石、锂云母等）、沉积岩型的粘土锂矿，分别占据全球锂资源总量的58%、26%、7%，其余类型包括地下油气田卤水、地热卤水锂等。该比例跟随全球勘探的进程将动态变化，但仍可展现地壳中锂资源分布的基本特征。截至目前，得到商业开采的主要是硬岩与盐湖锂矿，未来3~5年，全球部分的高品位粘土锂矿有望加入供给阵营，而针对深层卤水、地热卤水钾锂资源的综合利用也正在开展试验。聚焦盐湖，其主要形成于高海拔地区干旱、半干旱气候的封闭盆地，地下热泉或河流将锂资源长期汇聚带入。全球有四大代表性的盐湖成矿区（美国西部盐湖区、南美盐湖区、西亚死海、中国盐湖区），资源禀赋各有特点。根据2019年自然资源部统计，中国的卤水锂资源潜力为9250万吨氯化锂、查明率仅为19%，占中国整体锂资源潜力的比重高达78.8%，主要分布在青海（盐湖）、西藏（盐湖），四川达州和湖北潜江（地下油田卤水）等地，新疆虽也有罗布泊等重要的钾肥生产基地，但原卤的平均锂含量较低。其中，青海盐湖属于高镁锂比、低锂离子浓度（甚至超高镁锂比）的盐湖卤水，锂主要作为钾、硼的副产品；由于早期已建成大规模的钾肥产能，因此具备盐田、基础设施、能源成本、物流运输方面的配套优势；在高镁锂比卤水提锂的技术难题实现突破后，青海盐湖的提锂产能目前正处于快速增长期。相比之下，西藏盐湖项目的锂离子浓度普遍更高，且拥有地表卤水（青海为晶间卤水），矿区的淡水资源也更加充裕，但由于电力系统薄弱、高海拔条件艰苦（装置也需要额外的磨合）、以及严苛的环保要求，目前阶段尚未得到全面开发，主要是在树立个别的“示范工程”。而位于青海、四川、湖北的深层卤水和油田卤水目前均处于勘探、试验阶段，资源潜力大，但打钻的成本、抽卤的持续性、尾卤能否回注、综合利用的可行性是制约此类资源商业化开采的掣肘。
技术升级迭代加速，从依靠“盐田蒸发滩晒”转向“工业化连续生产”盐湖提锂的工艺化繁为简，可分为提锂（浓缩、分离）和沉锂，其中核心技术在于提锂，沉锂较为标准化。尽管盐湖开发被寄予厚望，但时至现在，近60%的锂资源供应被矿石提锂所占据，主因盐湖提锂的产能释放存在多方面的掣肘：
（1）盐湖主要形成于高海拔干旱/半干旱地区的封闭盆地，基础设施薄弱、作业条件艰苦，同时生态脆弱、环保要求苛刻；
（2）全球的主力富锂盐湖多采用沉淀法工艺（除Livent的HombreMuerto采用吸附），需要建设大规模的盐田，导致初期的Capex高昂、建设周期长，且蒸发沉淀法仅适用于高锂离子浓度、低镁锂比的优质盐湖卤水，否则效率将大打折扣；
（3）根据盐田沉淀法的工艺流程，需先除钠、提钾、再提锂，导致碳酸锂的产能扩张还需取决于前端钾肥的生产规模，而盐田蒸发的生产稳定性也与雨雪、山洪等自然因素密切相关；
（4）盐湖卤水的化学组分因湖而异，因此产线难以简单复制、常需一湖一工艺，产能磨合周期较长；
（5）与资源静态存在的固体锂矿不同，盐湖卤水是动态的，因此盐湖开发需要对盐湖水文进行细致研究、科学规划，否则易出现抽卤不及预期、采卤区浓度快速下降等问题；
（6）全球的、经验丰富的技术团队稀缺。
下面介绍一下在盐湖提锂中，卤水除钙镁的离子交换树脂工艺
目前应用的比较多的是纳滤膜分离法
纳滤是一种以压力差为推动力的膜分离过程，在膜两侧施加一定的压力差可使一部分溶剂及小于膜孔径的组分透过膜，大于膜孔径的微粒、大分子、盐等被膜截留下来而实现分离的目的。此外，由于Donnan效应，纳滤膜对不同价态的离子具有不同的选择性，对二价和多价离子的截留率要比一价离子高，从而可以应用于盐湖卤水中镁离子与锂离子的分离。 纳滤法生产电池级Li2CO3 纳滤具有以下特点：
①纳滤过程不存在相变和化学反应，在常温下进行，不破坏生物活性，适合于热敏物质的分离；
②纳滤精度介于反渗透和超滤之间，对分子大小在1nm以上或相对分子质量为200～1000的物质具有较强的截留能力；
③纳滤是以压力差为驱动力的不可逆过程，推动力为0.5～2.0MPa，操作压力低；
④纳滤膜大多为荷电膜，对离子具有选择性，即使在较低的操作压力下仍然对二价和多价离子有较高的截留率，对单价离子的截留率较低。
纳滤膜后，还会留有微量的钙、镁离子，需要做到一个深度处理，尽可能的降低里面的钙镁离子，提取纯净的锂离子。
下面介绍一下在盐湖提锂中，卤水除钙镁的离子交换树脂工艺
一、盐湖提锂软化离子交换系统产品介绍
Tulsimer®CH-93盐水除钙镁螯合树脂是包含氨甲膦酸基连接到聚苯乙烯共聚物的一种***的大孔树脂。
Tulsimer®CH-93是用于从含有一价阳离子的废水处理中选择性的除去二价金属阳离子。使二价金属阳离子以及由其他二价阳离子可以像钙一样容易地从一价阳离子中分离出来。
Tulsimer®CH-93是用于在氯碱工业中盐水洗涤溶液脱钙。这种树脂的其它应用，如：电镀和金属酸洗，湿法冶金，电池制造的铅去除，电子工业等。
二、盐湖提锂软化离子交换系统重要参数
| 型式/Type | 大孔弱酸性阳离子交换树脂 |
| 主体结构/Matrixstructure | 大孔交联聚苯乙烯 |
| 官能基/Functionalgroup | 氨甲基膦 |
| 物理型式/Physicalform | 含水球状 |
| 离子型式/Ionicform | 钠 |
| 粒径分布/ScreensizeU.S.S(wet) | 16–50 |
| 粒径大小/Particlesize （95%minm） | 0.3to1.2mm |
| 总交换容量/Totalexchangecapacity(minm) | 2.0meq/ml(H+) |
| 膨胀/SwellingH+ toNa+ | 约 35% |
| 湿度/Moisturecontent | 约 55%±3% |
| PH 范围/pHrange | 0–14 |
| 溶解性/Solubility | 不溶于所有常见溶剂 |
| 反洗密度/Backwashsettleddensity | 720–760g/l |
三、盐湖提锂软化离子交换系统产品优势
1、处理精度高，可以将废水中重金属离子去除到0.2ppm。
2、吸附量大，较大交换容量可以达到2.0 meq/ml(H+)。
3、使用寿命长，树脂寿命可以达到3-5年。
4、耐高盐，可以在高盐条件下有良好的吸附效果。
5、属于螯合树脂，具有螯合树脂的特点，吸附和脱附效果好。
四、使用场景
CH-93盐水除钙镁螯合树脂是包含氨甲膦酸基连接到聚苯乙烯共聚物的一种***的大孔树脂
是用于从含有一价阳离子的废水处理中选择性的除去二价金属阳离子
使二价金属阳离子以及由其他二价阳离子可以像钙一样容易地从一价阳离子中分离出来
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