一种基于流动电极电化学选择性提锂的系统及方法和应用与流程

1.本发明涉及提锂技术领域，具体涉及一种基于流动电极电化学选择性提锂的系统及方法和应用。


背景技术：

2.目前盐湖提锂的技术主要包括沉淀法、溶剂萃取法、膜分离法以及吸附法。沉淀法利用太阳能或者试剂沉淀对锂离子进行沉淀，方法简单实用，但仅限于低镁锂比（mg/li《6）的盐湖。溶剂萃取法利用锂离子在有机或无机溶剂中的溶解差异，实现选择性分离，可在常温常压下进行，回收率高，但有机溶剂在卤水中有一定的溶解度，有一定的环保压力，同时容易造成设备的腐蚀。膜分离法包括纳滤法和电渗析法，其利用膜对锂离子的选择性透过实现分离，具有环保能耗低的优势，但由于卤水复杂容易造成膜污染的问题，同时膜成本较高。吸附法是利用吸附剂对锂离子的特异性吸附实现选择性分离，具有操作简单分离效率高，环境友好，能耗低等优势，但过程中淡水消耗大，吸附剂在解析脱锂过程中需要加酸，吸附剂存在溶损，导致使用寿命下降。
3.针对上述盐湖提锂技术所遇到的难题，现有技术中公开了从含有锂离子的溶液中选择性的提取和富集锂离子的电化学脱嵌方法。例如：中国专利申请201010555927.3、201010552141.6、201110185128.6和美国专利申请us 9062385b2，其中公开了该过程基于lifepo4、limn2o4对离子价态和离子半径的专属选择性，通过外加电场，利用电极材料的氧化还原反应，将锂离子选择性的嵌入到阴极电极材料中，实现含锂溶液的选择性分离，同时将吸附达到要求材料中的锂离子释放到干净的溶液中，实现锂离子的富集。该公开的方法对锂离子有很好的选择性和富集能力，因此不受杂质离子的干扰，可实现高镁锂比、高钠锂比盐湖原卤、老卤的处理，对含锂溶液无严格要求，成本低，淡水用量低，同时无需调节卤水的酸碱度等，过程中也无有毒有害物质的添加和产生。然而其依然存在较多缺点，例如：（1）研究采用的是固体平板电极，其制备过程需要经过材料混合、浆料涂敷和溶剂蒸发多个步骤来完成，过程复杂，如果电极需要更换则很不方便；（2）固体电极采用pvdf等粘结剂，导致部分活性材料表面被粘结剂覆盖，降低了活性材料有效含量。电极涂敷厚度也会影响溶液的扩散，限制锂离子的提取速率；（3）电极经过长时间水力冲刷可能脱落，造成使用寿命降低。
4.而在中国专利申请cn 115094246 a中公开了一种基于流电极的连续电化学提锂系统，其采用了分别设置锂提取单元、电渗析单元、锂富集单元的方式，且每个单元均需要设置多个腔室，各相邻的腔室之间均需要设置离子交换膜，整体结构相对复杂，要实现提锂和富锂，每个单元至少需要设置三个腔室，因此至少需要设置六个离子交换膜并同时运行两组电场，膜成本以及能耗较高。


技术实现要素：

5.因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中流动电极提锂的结构复杂、
成本相对较高的缺陷，从而提供一种结构简单、膜成本以及能耗更低的一种基于流动电极电化学选择性提锂的系统及方法和应用。
6.一种基于流动电极电化学选择性提锂的系统，包括：电化学处理单元，包括腔体，分别设置在腔体两端的电极，连接两端电极的电源，设置在两端集流体之间的将腔体分隔成第一腔室和第二腔室的阴离子交换膜，与第一腔室形成循环回路的第一配液槽，以及与第二腔室形成循环回路的第二配液槽；物料输入单元，包括与第一配液槽的入口连通的第一固体储槽、产品液富集槽，和与第二配液槽的入口连通的原料液储槽、第二固体储槽；所述第一固体储槽和第二固体储槽均用于盛装电化学活性材料和导电剂；固液分离系统：包括将第一配液槽中物料进行固液分离的第一固液分离装置，和将第二配液槽中物料进行固液分离的第二固液分离装置；第一固液分离装置的固体出口与第二固体储槽入口连通，第一固液分离装置的滤液出口与产品液富集槽入口连通，第二固液分离装置的固体出口与第一固体储槽入口连通，第二固液分离装置的滤液出口连接出料槽；洗水单元，包括第一洗水槽和第二洗水槽；其中第一洗水槽出口与第一配液槽入口和第一固液分离装置入口连通，第一洗水槽入口与第一腔室出口和第一固液分离装置的滤液出口连通；第二洗水槽出口与第二配液槽入口和第二固液分离装置入口连通，第二洗水槽入口与第二腔室出口和第二固液分离装置的滤液出口连通。
7.所述第一固液分离装置和第二固液分离装置均包括分离腔，设置在分离腔内进行固液分离的滤布，以及设置在分离腔上的固体出口和滤液出口。
8.所述滤布的孔径小于电化学活性材料的粒径；和/或，所述滤布的分离精度为＜100μm ，优选为0.5μm～100μm。
9.所述第一固体储槽中盛装的电化学活性材料为富锂态材料，所述第二固体储槽中盛装的电化学活性材料为贫锂态材料；和/或，所述第一固液分离装置和第二固液分离装置为板框压滤机或带式压滤机。
10.所述原料液储槽用于盛装含锂原液，优选的，所述含锂原液为盐湖卤水、油田卤水、海水、矿石浸出液、沉锂母液或锂电池浸出液中的任意一种或至少两种的组合；和/或，所述产品液富集槽用于盛装电解质溶液，优选的，所述电解质溶液为licl、kcl、nacl、na2so4、k2so4中的任意一种或至少两种的组合溶液；和/或，电解质溶液的浓度范围为0.01～1 mol/l；和/或，所述第一洗水槽和第二洗水槽用于盛装洗液，优选的，所述洗液为水。
11.所述贫锂态材料为li
1-x
fepo4、li
1-x
mn2o4、li
1-x
niycozmn
1-y-z
o2、li
1-x
comno4中的任意一种或至少两种的组合；和/或，所述富锂态材料为lifepo4、limn2o4、liniycozmn
1-y-z
o2、licomno4中的任意一种或至少两种的组合；和/或，所述导电剂为导电炭黑、石墨烯、碳纳米管、导电石墨中的任意一种或至少两种的组合；其中，x、y和z的值为0～1，且 y+z≤1，x不为0。
12.所述电化学活性材料和导电剂之间的质量比为（2～100）:1；
和/或，所述电化学活性材料的粒径为0.5μm～200μm。
13.一种基于流动电极电化学选择性提锂的方法，包括：步骤一、将原料液储槽中的含锂原液送入第二配液槽，同时将第二固体储槽中的贫锂态材料、导电剂加入第二配液槽，搅拌均匀配制为阴极流动电极浆料，送入第二腔室中循环流动；将产品液富集槽中的电解质溶液送入第一配液槽，同时将第一固体储槽中的富锂态材料、导电剂加入第一配液槽，搅拌均匀配制为阳极流动电极浆料，送入第一腔室中循环流动；通过电源对电极施加恒定电流或电压后，阴极流动电极浆料中的贫锂态材料选择性地将含锂原液中的锂离子吸附形成富锂态材料，阳极流动电极浆料中的富锂态材料将锂离子脱附后形成贫锂态材料；步骤二、当阴极流动电极浆料中的贫锂态材料吸附达到要求或者阳极流动电极浆料中富锂态材料脱附达到要求后，停止第一腔室和第二腔室中溶液循环；将第一配液槽中的浆料送入第一固液分离装置进行固液分离，然后将第一洗水槽的洗水送到第一配液槽，冲洗第一腔室及其循环管路，洗水送入第一固液分离装置进行固液分离；第一固液分离装置分离后的滤液送到产品液富集槽储存，固体经洗水洗涤后送到第二固体储槽储存，洗水返回到第一洗水槽储存；将第二配液槽中的浆料送入第二固液分离装置进行固液分离，然后将第二洗水槽的洗水送到第二配液槽冲洗第二腔室及其循环管路，洗水送入第二固液分离装置进行固液分离；第二固液分离装置分离后的滤液送到出料槽储存，固体经洗水洗涤后送到第一固体储槽储存，洗水送到第二洗水槽储存。
14.本发明还包括重复步骤一至步骤二至少一次。
15.所述电压范围为0.1～2.0 v；和/或，所述电流范围为每平方厘米阴离子交换膜面积0.1～5.0 ma；和/或，所述水清洗为两级清洗；和/或，适用温度范围为5～40℃；和/或，所述阳极流动电极浆料和阴极流动电极浆料的含固量均为1wt%～30wt%。
16.本发明技术方案，具有如下优点：1.本发明提供的一种基于流动电极电化学选择性提锂的系统，利用流动电极电吸附脱盐和膜分离技术耦合的方法，实现高镁锂比、高钠锂比的含锂溶液中锂离子的选择性分离和富集；本发明中电化学处理单元只需阴离子交换膜，成本更低，结构更加简单。
17.2.本发明提供的一种基于流动电极电化学选择性提锂的方法，采用电化学处理单元中利用阴离子交换膜分隔的两个腔室分别作为阴极室和阳极室，同时对阴极室和阳极室施加电压，采用两组固液分离装置分别对阴极室和阳极室的浆料进行处理，并其中任意一个固体出口中排出的固体物料排出到另一个固体储槽中作为电化学活性材料相互替换使用，电化学活性材料、洗水循环利用的情况下，通过贫锂态材料和富锂态材料的电吸附-脱附循环过程将含锂原液中的锂离子迁移到另一股纯净的电解质溶液中，实现锂离子的选择性分离和富集，且迁移过程中仅仅只增加清洗固体物料的废水，废水量少。
18.3.本发明提供的方法，首先可处理高镁锂比、高钠锂比的含锂溶液，对盐湖类型无严格要求，处理过程中无需调节酸碱盐度，过程中无任何有毒有害物质的添加和产生；其次流动电极制备过程简单，仅需将活性材料与电解液简单混合即可，循环稳定性高，电极更换简单；同时流动电极的活性材料均匀分散在含锂溶液中，锂离子的提取速率快，且活性材料
负载不受电极面积限制，易于放大。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本发明提供的系统的示意图；图2 为本发明实施例1步骤二中原料液和电解质溶液中锂浓度变化示意图；图3 为本发明实施例1步骤三中原料液和电解质溶液中锂浓度变化示意图。
21.附图标记说明：1-电极，2-阴离子交换膜，3-电源，4-第一配液槽，5-第二配液槽，6-第一固体储槽，7-产品液富集槽，8-原料液储槽，9-第二固体储槽，10-第一固液分离装置，11-第二固液分离装置，12-出料槽，13-第一洗水槽，14-第二洗水槽。
具体实施方式
22.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
24.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
25.此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
26.实施例1一种基于流动电极电化学选择性提锂的系统，如图1所示，包括：电化学处理单元，包括腔体，分别设置在腔体两端的电极，连接两端电极的电源，设置在两端集流体之间的将腔体分隔成第一腔室和第二腔室的阴离子交换膜，与第一腔室形成循环回路的第一配液槽，以及与第二腔室形成循环回路的第二配液槽；物料输入单元，包括与第一配液槽的入口连通的第一固体储槽、产品液富集槽，与第二配液槽的入口连通的原料液储槽、第二固体储槽；所述第一固体储槽和第二固体储槽均用于盛装电化学活性材料和导电剂；
固液分离系统：包括将第一配液槽中物料进行固液分离的第一固液分离装置，和将第二配液槽中物料进行固液分离的第二固液分离装置；第一固液分离装置的固体出口与第二固体储槽入口连通，第一固液分离装置的滤液出口与产品液富集槽入口连通，第二固液分离装置的固体出口与第一固体储槽入口连通，第二固液分离装置的滤液出口上连接有出料槽；洗水单元，包括第一洗水槽和第二洗水槽；其中第一洗水槽出口与第一配液槽入口和第一固液分离装置入口连通，第一洗水槽入口与第一腔室出口和第一固液分离装置的滤液出口连通；第二洗水槽出口与第二配液槽入口和第二固液分离装置入口连通，第二洗水槽入口与第二腔室出口和第二固液分离装置的滤液出口连通。
27.本发明中的第一固液分离装置和第二固液分离装置均包括分离腔，设置在分离腔内进行固液分离的滤布，以及设置在分离腔上的固体出口和滤液出口。例如常规的板框压滤机或带式压滤机。本实施例中为板框压滤机。
28.所述原料液储槽用于盛装原料液，即含锂原液，优选的，所述含锂原液为盐湖卤水、油田卤水、海水、矿石浸出液、沉锂母液或锂电池浸出液中的任意一种或至少两种的组合。所述产品液富集槽用于盛装电解质溶液，更优选的，所述电解质溶液为licl、kcl、nacl、na2so4、k2so4中的任意一种或至少两种的组合溶液；和/或，电解质溶液的浓度范围为0.01～1 mol/l。所述第一洗水槽和第二洗水槽用于盛装洗液，优选的，所述洗液为水。
29.所述第一固体储槽中盛装的电化学活性材料为富锂态材料，所述第二固体储槽中盛装的电化学活性材料为贫锂态材料。所述贫锂态材料为li
1-x
fepo4、li
1-x
mn2o4、li
1-x
niycozmn
1-y-z
o2、li
1-x
comno4中的任意一种或至少两种的组合；所述富锂态材料为lifepo4、limn2o4、liniycozmn
1-y-z
o2、licomno4中的任意一种或至少两种的组合；所述导电剂为导电炭黑、石墨烯、碳纳米管、导电石墨中的任意一种或至少两种的组合；其中，x、y和z的值为0～1，且 y+z≤1，x不为0。
30.本实施例中，采用的含锂原液为盐湖卤水；电解质溶液为nacl溶液，其浓度为 0.1 mol/l；洗液为水；富锂态材料为lifepo4，贫锂态材料为fepo4；导电剂为导电炭黑(乙炔黑)；电化学活性材料和导电剂之间的质量比为5:1；所述电化学活性材料的粒径为5μm，滤布分离精度为2μm。
31.利用上述的一种基于流动电极电化学选择性提锂系统进行提锂的方法，包括：步骤一、将含锂原液与贫锂态材料、导电剂配制为阴极流动电极浆料，具体的，将5g fepo4(粒径为5μm)与1g 乙炔黑按5：1质量比加入100ml盐湖卤水中搅拌均匀作为阴极流动电极浆料，送入第二腔室中循环流动；将电解质溶液与富锂态材料、导电剂配制为阳极流动电极浆料，将5g lifepo4(粒径为5μm)与1g 乙炔黑按5：1质量比加入100ml 0.1mol/l nacl溶液中搅拌均匀作为阳极流动电极浆料，送入第一腔室中循环流动；通过电源对集流体施加恒定电压（0.5 v）循环反应4h后，阴极流动电极浆料中的贫锂态材料选择性地将含锂原液中的锂离子吸附形成富锂态材料，含锂原液中锂离子被吸附后形成脱锂后原液被分离出；同时，阳极流动电极浆料中的富锂态材料将锂离子脱附后形成贫锂态材料，电解质溶液中锂离子浓度富集后变成富锂溶液；即，阴极的盐湖卤水原料液中锂浓度逐步降低，阳极的电解质溶液中锂浓度逐步升高，如图2所示；步骤二、当阴极流动电极浆料中的贫锂态材料吸附达到要求或者阳极流动电极浆
料中富锂态材料脱附达到要求后，停止第一腔室和第二腔室中溶液循环。将第一配液槽中的浆料送入第一固液分离装置入口实现固液分离，然后通过第一洗水槽的洗水将第一配液槽与第一腔室及其构成的循环管路进行清洗后送入第一固液分离装置入口实现固液分离；采用第一固液分离装置分离出的液体送入产品液富集槽中储存，分离后的固体通过洗水清洗后送入到第二固体储槽储存，清洗固体后的洗水返回到第一洗水槽循环使用。在实现第一配液槽中浆料处理的同时对第二配液槽中的浆料进行分离处理，处理过程为：将第二配液槽中的浆料送入第二固液分离装置入口实现固液分离，然后通过第二洗水槽的洗水将第二配液槽与第二腔室及其构成的循环管路进行清洗后送入第二固液分离装置入口实现固液分离；采用第二固液分离装置分离出的液体送入出料槽中储存，分离后的固体通过洗水清洗后送入到第一固体储槽储存，清洗固体后的洗水返回到第二洗水槽中循环使用。具体的，本步骤中，当反应时间达到4h时，停止实验，将阳极流动电极浆料通过2μm滤布过滤获得贫锂材料，将阴极流动电极浆料通过2μm滤布过滤获得富锂材料；步骤三、重复步骤一和步骤二直至所有含锂原液处理完成。具体的，将步骤二获得的贫锂材料与盐湖卤水搅拌均匀作为阴极流动电极浆料， 将步骤二获得的富锂材料与新鲜的0.1mol/l nacl溶液搅拌均匀作为阳极流动电极浆料；采用蠕动泵将阴极液和阳极液单独循环，在恒电压0.5v条件下循环反应4h，阴极流动电极浆料的盐湖卤水原料液中锂浓度逐步降低，阳极流动电极浆料的电解质溶液中锂浓度逐步升高，如图3所示；依此类推，不断重复上面的过程，使得盐湖卤水中的锂逐步转移到电解质溶液中。即，本发明通过电化学活性贫锂和富锂材料的电吸附-脱附循环过程将含锂原液中的锂离子迁移到另一股纯净的电解质溶液中，实现锂离子的选择性分离和富集。
32.实施例2本实施例与实施例1的区别在于，参数条件不同，具体的，本实施例中采用的含锂原液为锂电池浸出液；电解质溶液为0.5mol/l kcl和0.5mol/l licl的组合溶液；洗液为水；贫锂态材料为ni
0.9
co
0.05
mn
0.05
o2，富锂态材料为 lini
0.9
co
0.05
mn
0.05
o2；导电剂为导电炭黑super-p；电化学活性材料和导电剂之间的质量比为100:1；所述电化学活性材料的粒径为10μm，滤布分离精度为5μm。阴极流动电极浆料的固含量为1%，阳极流动电极浆料的固含量为1%；施加的恒定电压为0.1v。
33.实施例3本实施例与实施例1的区别在于，参数条件不同，具体的，本实施例中采用的含锂原液为矿石浸出液；电解质溶液为k2so4溶液，其浓度为0.01mol/l；洗液为水；富锂态材料为licomno4，贫锂态材料为comno4；导电剂为碳纳米管和石墨烯；电化学活性材料和导电剂之间的质量比为2:1；所述电化学活性材料的粒径为200μm，滤布分离精度为100μm。阴极流动电极浆料的固含量为30%，阳极流动电极浆料的固含量为30%；施加的恒定电压为2v。
34.实施例4与实施例1的区别在于，施加的是恒定电流，恒定电流为每平方厘米阴离子交换膜面积3.0 ma。
35.实施例5本实施例中，采用的含锂原液为盐湖卤水；电解质溶液为nacl溶液，其浓度为 0.1 mol/l；洗液为水；富锂态材料为lifepo4，贫锂态材料为fepo4；导电剂为导电炭黑(乙炔黑)；
电化学活性材料和导电剂之间的质量比为50:1；所述电化学活性材料的粒径为1μm，隔膜分离精度为0.5μm。
36.在上述本发明实施例2-5所示的实施例中，均可有效达到与实施例1中使得原料液中的锂逐步转移到电解质溶液基本相当的效果，有效实现锂离子的选择性分离和富集。显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

技术特征：
1.一种基于流动电极电化学选择性提锂的系统，其特征在于，包括：电化学处理单元，包括腔体，分别设置在腔体两端的电极，连接两端电极的电源，设置在两端集流体之间的将腔体分隔成第一腔室和第二腔室的阴离子交换膜，与第一腔室形成循环回路的第一配液槽，以及与第二腔室形成循环回路的第二配液槽；物料输入单元，包括与第一配液槽的入口连通的第一固体储槽、产品液富集槽，与第二配液槽的入口连通的原料液储槽、第二固体储槽；所述第一固体储槽和第二固体储槽均用于盛装电化学活性材料和导电剂；固液分离系统：包括将第一配液槽中物料进行固液分离的第一固液分离装置，和将第二配液槽中物料进行固液分离的第二固液分离装置；第一固液分离装置的固体出口与第二固体储槽入口连通，第一固液分离装置的滤液出口与产品液富集槽入口连通，第二固液分离装置的固体出口与第一固体储槽入口连通，第二固液分离装置的滤液出口上连接有出料槽；洗水单元，包括第一洗水槽和第二洗水槽；其中第一洗水槽出口与第一配液槽入口和第一固液分离装置入口连通，第一洗水槽入口与第一腔室出口和第一固液分离装置的滤液出口连通；第二洗水槽出口与第二配液槽入口和第二固液分离装置入口连通，第二洗水槽入口与第二腔室出口和第二固液分离装置的滤液出口连通。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一固液分离装置和第二固液分离装置均包括分离腔，设置在分离腔内进行固液分离的滤布，以及设置在分离腔上的固体出口和滤液出口。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述滤布的孔径小于电化学活性材料的粒径；和/或，所述滤布的分离精度为≤100μm 。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述滤布的分离精度为0.5μm～100μm。5.根据权利要求1-4任一项所述的系统，其特征在于，所述第一固体储槽中盛装的电化学活性材料为富锂态材料，所述第二固体储槽中盛装的电化学活性材料为贫锂态材料；和/或，所述第一固液分离装置和第二固液分离装置为板框压滤机或带式压滤机；和/或，所述原料液储槽用于盛装含锂原液；和/或，所述产品液富集槽用于盛装电解质溶液；和/或，所述第一洗水槽和第二洗水槽用于盛装洗液；和/或，所述电化学活性材料和导电剂之间的质量比为（2～100）:1；和/或，所述电化学活性材料的粒径为0.5μm～200μm。6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述含锂原液为盐湖卤水、油田卤水、海水、矿石浸出液、沉锂母液或锂电池浸出液中的任意一种或至少两种的组合；和/或，所述电解质溶液为licl、kcl、nacl、na2so4、k2so4中的任意一种或至少两种的组合溶液；和/或，电解质溶液的浓度范围为0.01～1 mol/l；和/或，所述洗液为水。7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述贫锂态材料为li
1-x
fepo4、li
1-x
mn2o4、li
1-x
ni
y
co
z
mn
1-y-z
o2、li
1-x
comno4中的任意一种或至少两种的组合；
和/或，所述富锂态材料为lifepo4、limn2o4、lini
y
co
z
mn
1-y-z
o2、licomno4中的任意一种或至少两种的组合；和/或，所述导电剂为导电炭黑、石墨烯、碳纳米管、导电石墨中的任意一种或至少两种的组合；其中，x、y和z的值为0～1，且 y+z≤1，x不为0。8.一种基于流动电极电化学选择性提锂的方法，其特征在于，包括：步骤一、将原料液储槽中的含锂原液送入第二配液槽，同时将第二固体储槽中的贫锂态材料、导电剂加入第二配液槽，搅拌均匀配制为阴极流动电极浆料，送入第二腔室中循环流动；将产品液富集槽中的电解质溶液送入第一配液槽，同时将第一固体储槽中的富锂态材料、导电剂加入第一配液槽，搅拌均匀配制为阳极流动电极浆料，送入第一腔室中循环流动；通过电源对电极施加恒定电流或电压后，阴极流动电极浆料中的贫锂态材料选择性地将含锂原液中的锂离子吸附形成富锂态材料，阳极流动电极浆料中的富锂态材料将锂离子脱附后形成贫锂态材料；步骤二、当阴极流动电极浆料中的贫锂态材料吸附达到要求或者阳极流动电极浆料中富锂态材料脱附达到要求后，停止第一腔室和第二腔室中溶液循环；将第一配液槽中的浆料送入第一固液分离装置进行固液分离，然后将第一洗水槽的洗水送到第一配液槽，冲洗第一腔室及其循环管路中的浆料，洗水送入第一固液分离装置进行固液分离；第一固液分离装置分离后的滤液送到产品液富集槽储存，固体经洗水洗涤后送到第二固体储槽储存，洗水返回到第一洗水槽储存；将第二配液槽中的浆料送入第二固液分离装置进行固液分离，然后将第二洗水槽的洗水送到第二配液槽冲洗第二腔室及其循环管路中的浆料，洗水送入第二固液分离装置进行固液分离；第二固液分离装置分离后的滤液送到出料槽储存，固体经洗水洗涤后送到第一固体储槽储存，洗水送到第二洗水槽储存。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括重复步骤一至步骤二至少一次；和/或，所述电压范围为0.1～2.0 v；和/或，所述电流范围为每平方厘米阴离子交换膜面积0.1～5.0 ma；和/或，适用温度范围为5～40℃；和/或，所述阳极流动电极浆料和阴极流动电极浆料的含固量均为1wt%～30wt%。10.权利要求1-7任一项所述的基于流动电极电化学选择性提锂的系统在提锂中的应用。

技术总结
本发明公开了一种基于流动电极电化学选择性提锂的系统及方法和应用，其中，一种基于流动电极电化学选择性提锂的系统，包括：电化学处理单元、物料输入单元、固液分离系统和洗水单元；其中，电化学处理单元包括腔体，分别设置在腔体两端的电极，连接两端电极的电源，设置在两端集流体之间的将腔体分隔成第一腔室和第二腔室的阴离子交换膜，与第一腔室形成循环回路的第一配液槽，以及与第二腔室形成循环回路的第二配液槽。本发明通过结构优化并利用电化学活性贫锂和富锂材料的电吸附-脱附循环过程将含锂原液中的锂离子迁移到另一股纯净的电解质溶液中的方式实现了锂离子的选择性分离和富集；本发明具有结构简单、成本以及能耗更低的优势。耗更低的优势。耗更低的优势。


技术研发人员：曹宏斌 李玉平 阮丁山 段锋 续洋 许高洁
受保护的技术使用者：北京中科邦普循环科技创新有限公司
技术研发日：2023.08.31
技术公布日：2023/10/7