锂行业报告：中国盐湖提锂（57页）

行业报告下载 2021年10月15日 07:42 管理员

膜分离法是当下产业化应用最积极的工艺之一。膜分离法的本质在于通过压力，利用膜的选择性分离功能将料液不同成分进行分离，核心是膜材料选择。通常，膜分离法是一种或多种膜材料进行梯度耦合，以实现提取低价锂离子，分离二价和多价离子（分离镁离子、硫酸根、锂离子等），而且具备环保和资本开支相对较低的优势。过去，膜分离主要应用于工业废水处理、食品等领域，目前盐湖提锂的商业化案例包括恒信融、五矿一里坪盐湖。但电耗较高、膜损耗、膜污染、稳定性、以及高低价离子截留率优化等问题仍需优化。盐湖提锂的膜材选择落脚于有机膜。膜材料分为以陶瓷膜为代表的无机膜和以超滤膜、纳滤膜和反渗透膜为代表的有机膜。其中，陶瓷膜主要应用于工业过程分离的固液、纯化分离领域，有机膜则能有效去除水中微粒、高分离有机物质等，应用于水处理领域。

膜材料通过微孔结构的孔径大小决定截留物质范围，因此膜材料分离精度和分离效率的关键在于孔径分布和孔隙率。在实际应用中，膜分离法往往会基于不同膜的特点将其分别应用在不同工序环节。主要应用于盐湖的膜材料根据孔径范围可主要分为：（1）超滤膜（UF），孔径范围约为 0.01-0.1 微米，适用于固液或者大分子有机物分离，因此大多被应用在已经完成吸附解析的合格液中，通过过滤悬浮物粒等来降低后续纳滤膜的污染和损耗可能性；（2）纳滤膜（NF），孔径范围缩小至 0.001-0.01 微米，可以实现小分子有机物的浓缩（如锂离子），且纳滤膜是荷电膜，能对不同物质选择性提纯，此外根据电荷、粗糙度、孔径结构参数等还有如 NF90、NF270、NF-1 之类的不同类型的纳滤膜；（3）反渗透膜（RO），孔径小于 0.001 微米，利用压力差为推动力可以截留几乎所有离子或分子量 100 以上的有机物，当压力超过渗透压则溶剂会反向渗透，高压得到浓缩液而低压出水为去离子的纯水，在盐湖提锂环节中用于工艺后端进行锂溶液的浓缩。

中国的有机膜处于逐步实现进口替代阶段，膜材损耗仍需优化。现阶段下中国的超滤膜经过自主创新已基本与国外水平相当，但纳滤与反渗透膜仍大部分依靠国外进口，前者的攻关点在于提高渗透量、抗污染、耐氧化和降低成本，而后者除了成本优化外还包括产水量、降低能耗和运营稳定等方面。此外在实际应用中，膜材料还普遍存在消耗较快的情况，如何降低损耗率、提升膜材强度或是抗污染性仍是研发方向。  膜法的商业化案例包括五矿一里坪的梯度耦合膜分离，从外西台盐湖也有望采用膜法工艺（中信国安已申请膜法专利，结合三级纳滤膜装置+反渗透膜+MVR 蒸发得到碳酸锂），在阿根廷，Orocobre 与 EnergyX 开展合作，后者拥有专利技术 LITAS 纳米膜材料。

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