本發(fā)明屬于電驅動膜分離技術領域,具體地講,涉及一種電滲析裝置。
背景技術:
電滲析作為一種電驅動膜分離技術,廣泛應用于海水淡化、苦咸水淡化、食品和醫(yī)藥生產等領域。近年來,隨著特種離子交換膜的研制和傳統(tǒng)電滲析裝置的不斷革新和改進,電滲析在工業(yè)廢水資源化利用和稀貴金屬的分離提取等領域的應用增長強勁。電滲析可用于從含鎳、鈷、錳、銅、鉻、鋅等金屬離子的工業(yè)廢液中回收貴重金屬;配備一價離子選擇性交換膜的電滲析裝置可用于從高鎂或高鈣溶液中高效分離提取鋰、銣、銫等稀貴金屬。
在電滲析過程中,主要過程為稀貴金屬離子作為反離子從脫鹽室透過陽離子交換膜向濃縮室的遷移。由于離子交換膜中的導電過程實質是離子透過膜的定向遷移,不可避免地伴隨有脫鹽室和/或濃縮室與陽極室和/或陰極室中的電極液之間的離子交換,脫鹽液和/或濃縮液中的二價以上的高價金屬陽離子以反離子遷移、同名離子遷移、濃差滲透等方式透過膜進入電極液;陰極液中的高價金屬離子達到一定濃度后,同陰極反應產生的氫氧根相結合生成沉淀,或者發(fā)生金屬還原反應,沉積到陰極板上,影響設備的長期平穩(wěn)運行,大大縮短電極液的循環(huán)周期,顯著提高電極液運行成本。
當電滲析用于從高鎂鋰比鹵水中提取鋰時,上述現象尤其突出。膜堆兩側脫鹽液或濃縮液中的鎂離子不斷透過膜進入電極液中,當陰極液中鎂離子含量超過1g/L時,陰極室會生成Mg(OH)2膠狀沉淀,粘附到陰極側膜面或陰極板上,迫使系統(tǒng)停車。
目前,一般采取補充大量新電極液的方法,以保持陰極液中鎂離子含量處于較低水平,但這一方法會造成較多淡水和NaNO3/硝酸或NaSO4/硫酸等試劑的大量消耗,提高了分離成本。
另外,也有部分研究報道了通過降低電極液的pH值或直接以酸液作為電極液的方法,但這些方法一方面會造成酸的大量消耗,分離成本較高;另一方面高酸度的陰極液還會對陰極板有強烈的腐蝕作用,不具有使用價值。
尤其是以二價或二價以上的高價金屬離子占支配地位的鹽溶液作為脫鹽原液時,如鎂鋰比(即鎂離子與鋰離子的質量之比)為10~2000的高鎂鋰比鹵水,如何控制這些高價金屬離子向電極液的遷移量、降低電極液的運行成本、保障電滲析安全穩(wěn)定運行,對電滲析技術的工業(yè)化推廣具有決定性的意義。
技術實現要素:
為解決上述現有技術存在的問題,本發(fā)明提供了一種電滲析裝置,該電滲析裝置通過在膜堆的兩側設置陽極保護室和陰極保護室,有效地控制了高價金屬離子透過膜層向陰極室遷移的問題。
為了達到上述發(fā)明目的,本發(fā)明采用了如下的技術方案:
一種電滲析裝置,包括膜堆以及位于所述膜堆兩側的陽極室和陰極室;其中,所述膜堆內形成若干濃縮室和脫鹽室;所述膜堆由鄰近于所述陽極室的第一陽膜、鄰近于所述第一陽膜的第一陰膜、鄰近于所述陰極室的第二陽膜、鄰近于所述第二陽膜的第二陰膜、以及設置于所述第一陰膜和所述第二陰膜之間的交替排列的陰離子交換膜和陽離子交換膜形成;其中,所述陰離子交換膜和所述陽離子交換膜之間形成交替排列的所述脫鹽室和所述濃縮室;所述第一陽膜和所述第一陰膜之間形成陽極保護室,所述第二陽膜和所述第二陰膜之間形成陰極保護室。
進一步地,所述第一陽膜為增強型陽膜或外側附加保護層的一價離子選擇性陽膜;所述第二陽膜為增強型陽膜或一價離子選擇性陽膜。
進一步地,所述保護層為阻隔Cl2分子透過的導電膜。
進一步地,所述第一陰膜為一價離子選擇性陰膜或普通陰膜;所述第二陰膜為一價離子選擇性陰膜或普通陰膜。
進一步地,所述陰離子交換膜為一價離子選擇性陰膜或普通陰膜,所述陽離子交換膜為一價離子選擇性陽膜或普通陽膜。
進一步地,所述陽極保護室和所述陰極保護室內填充有隔網。
進一步地,所述陽極保護室的布水框、所述陰極保護室的布水框、所述脫鹽室以及所述濃縮室的通電面積均相等。
進一步地,所述布水框的進出水通道配有多分支歧管。
進一步地,所述電滲析裝置還包括與所述陽極保護室和所述陰極保護室相連通的保護液循環(huán)槽,通入所述保護液循環(huán)槽的保護液進水為其中Na+濃度不低于0.5mol/L的鈉鹽水溶液;所述保護液進水在所述陽極保護室與所述保護液循環(huán)槽之間、以及在所述陰極保護室與所述保護液循環(huán)槽之間循環(huán),形成保護液。
進一步地,所述保護液在所述陽極保護室和所述陰極保護室中的表觀線速度不低于2cm/s。
進一步地,所述鈉鹽水溶液為NaCl水溶液或Na2SO4水溶液。
本發(fā)明的有益效果:
(1)根據本發(fā)明的電滲析裝置可以大幅降低高價金屬陽離子到電極液的遷移量,從而更有效地控制陰極室中電極液中生成沉淀或金屬還原沉積到陰極板的反應,保障設備的長期穩(wěn)定運行;
(2)根據本發(fā)明的電滲析裝置大大延長了電極液的循環(huán)周期,可顯著降低現有技術中淡水和試劑消耗量,緩解電極循環(huán)廢液的排放或回用問題,大幅降低電極液運行成本;
(3)根據本發(fā)明的電滲析裝置避免了電極液中NO3-等雜質離子對濃縮產水的污染,有利于降低其后處理的成本,并提高產品的品質;
(4)工業(yè)生產上,膜堆中濃縮室和脫鹽室一般可達數百對,而根據本發(fā)明的電滲析裝置只需要兩個保護室,同時利用陽極保護室中的濃縮作用以及陰極保護室中的脫鹽作用相互抵消,保護液消耗量可近似忽略,而以鈉鹽水溶液作為保護液進水,其來源廣泛、價格低廉,從而保護液的運行成本可近似忽略不計;
(5)在本發(fā)明的電滲析裝置中,陰極保護室內側的第二陰膜對金屬陽離子所具有的阻隔作用,使得與陰極保護室相鄰的濃縮室起到完全的濃縮作用,從而避免了設備啟動階段由于濃縮液進水中的離子含量過低而首先在該處發(fā)生濃差極化的問題,解決了此時膜面發(fā)生水分解而形成Mg(OH)2或其它高價金屬沉淀的問題;
(6)根據本發(fā)明的電滲析裝置通過合理選擇第一陽膜、第二陽膜、第一陰膜、第二陰膜、陰離子交換膜以及陽離子交換膜的種類,可應用于采用電滲析法從高鎂溶液回收鋰鹽或從有色金屬工業(yè)廢液中回收貴重金屬等目的,應用廣泛;尤其適用于處理具有超高鎂鋰比(Mg2+與Li+的質量比不低于100)的含鋰原液,對于將選擇性電滲析法用于提鋰的技術推廣到化學組成各異的鹵水鋰資源具有決定性的意義。
附圖說明
通過結合附圖進行的以下描述,本發(fā)明的實施例的上述和其它方面、特點和優(yōu)點將變得更加清楚,附圖中:
圖1是根據本發(fā)明的電滲析裝置的結構示意圖;
圖2是圖1中膜堆的結構示意圖。
具體實施方式
以下,將參照附圖來詳細描述本發(fā)明的實施例。然而,可以以許多不同的形式來實施本發(fā)明,并且本發(fā)明不應該被解釋為限制于這里闡述的具體實施例。相反,提供這些實施例是為了解釋本發(fā)明的原理及其實際應用,從而使本領域的其他技術人員能夠理解本發(fā)明的各種實施例和適合于特定預期應用的各種修改。在附圖中,為了清楚起見,可以夸大元件的形狀和尺寸,并且相同的標號將始終被用于表示相同或相似的元件。
將理解的是,盡管在這里可使用術語“第一”、“第二”等來描述各種元件,但是這些元件不應受這些術語的限制。這些術語僅用于將一個元件與另一個元件區(qū)分開來。
圖1是根據本發(fā)明的電滲析裝置的結構示意圖,圖2是圖1中膜堆的結構示意圖。
具體參照圖1和圖2,根據本發(fā)明的電滲析裝置包括膜堆以及位于膜堆兩側陽極室和陰極室;膜堆內形成若干濃縮室和脫鹽室;膜堆由鄰近于陽極室的第一陽膜K1、鄰近于第一陽膜K1的第一陰膜A1、鄰近于陰極室的第二陽膜K2、鄰近于第二陽膜K2的第二陰膜A2、以及設置于第一陰膜A1和第二陰膜A2之間的交替排列的陰離子交換膜A和陽離子交換膜K形成;其中,陰離子交換膜A和陽離子交換膜K之間形成交替排列的脫鹽室和濃縮室;第一陽膜K1和第一陰膜A1之間形成一個陽極保護室,第二陽膜K2和第二陰膜A2之間形成一個陰極保護室。
值得說明的是,在圖1中,在膜堆中的結構并不代表本發(fā)明實施例中脫鹽室和濃縮室的具體排布方式,僅代表在膜堆內部由若干離子交換膜(即上述第一陽膜K1、第一陰膜A1、陰離子交換膜A、陽離子交換膜K、第二陰膜A2及第二陽膜K2)交替排列形成的陽極保護室、脫鹽室、濃縮室和陰極保護室,以及與陽極保護室、脫鹽室、濃縮室和陰極保護室相關的料液流動方向。
具體來講,本發(fā)明的電滲析裝置的結構為:一張第一陽膜K1、一張第一陰膜A1、n-1張陰離子交換膜A、n張陽離子交換膜K、一張第二陰膜A2、以及一張第二陽膜K2按照由陽極室至陰極室的方向交替排列,形成了一個陽極保護室、交替排列的n個濃縮室和n個脫鹽室、以及一個陰極保護室;也就是說,在該電滲析裝置中,一個陽極保護室和一個陰極保護室之間夾設有均為n個交替排列的脫鹽室和濃縮室,其中與陽極保護室相鄰的是第一脫鹽室,與陰極保護室相鄰的是第一濃縮室,由第一脫鹽室至第一濃縮室的方向依次交替排列有第n濃縮室、第二脫鹽室、第n-1濃縮室、……、第n-1脫鹽室、第二濃縮室、第n脫鹽室、第一濃縮室。
第一陽膜K1可以為耐Cl2腐蝕的增強型陽膜或在其鄰近陽極室的外側附加保護層的一價離子選擇性陽膜,保護層優(yōu)選為能夠阻隔Cl2分子透過的導電膜;第二陽膜K2可以為耐Cl2腐蝕的增強型陽膜或一價離子選擇性陽膜;陽離子交換膜K根據用途選擇一價離子選擇性陽膜或普通陽膜,第一陰膜A1、第二陰膜A2以及陰離子交換膜A根據用途選擇一價離子選擇性陰膜或普通陰膜。
具體地,當陽離子交換膜K為一價離子選擇性陽膜時,可采用日本ASTOM公司生產的CIMS型或K192型膜、旭硝子公司的CSO型膜(也稱為CSV型膜)、或其它公司具有相近選擇性的陽膜;當第一陰膜A1、第二陰膜A2以及陰離子交換膜A為一價離子選擇性陰膜時,可采用ASTOM公司生產的ACS型或A192型膜、旭硝子公司的ASV型膜、或其它公司具有相近選擇性的陰膜。
陽極保護室和陰極保護室外均設有同脫鹽室及濃縮室具有相同通電面積的布水框(圖中未示出);同時,陽極保護室和陰極保護室分別在各自的兩張膜中間填充有隔網(圖中未示出)、并分別具有用于保護液流通的獨立的循環(huán)系統(tǒng)(圖中未示出)以及若干條設置在布水框進水口/出水口上的多分支歧管(圖中未示出),其中循環(huán)系統(tǒng)的進水管與布水框的進水口相連接;隔網的設置起到相應的支撐、密封、導電和水流均布、匯集以及增強湍流等作用。如此,保護液即通過循環(huán)泵和循環(huán)管路(圖中未示出)在陽極保護室、陰極保護室和保護液循環(huán)槽之間循環(huán)流動;也就是說,首先向保護液循環(huán)槽中通入保護液進水,這部分保護液進水由保護液循環(huán)槽通入陽極保護室和陰極保護室中,再由陽極保護室及陰極保護室循環(huán)回保護液循環(huán)槽時形成保護液。
具體地,通入保護液循環(huán)槽中的保護液進水為其中Na+濃度不低于0.5mol/L的鈉鹽水溶液;根據該電滲析裝置一般應用于從高鎂鋰比鹽湖鹵水中分離鋰時采用的脫鹽進水的組成,保護液進水優(yōu)選為NaCl水溶液或Na2SO4水溶液。該濃度的保護液進水足以承載較大的操作電流。同時,當保護液在保護液循環(huán)槽與陽極保護室、陰極保護室循環(huán)的過程中,控制保護液在陽極保護室和陰極保護室中的表觀線速度不低于2cm/s。
為驗證本發(fā)明中所述的電滲析裝置在從高鎂鋰比鹽湖鹵水中分離鋰的過程中的良好效果,通過具體的實施例對本發(fā)明提供的電滲析裝置進行了測試。
本發(fā)明提供的電滲析裝置在進行測試時,其一般操作及原理如下:(1)將脫鹽原液(即高鎂鋰比鹽湖鹵水)通入脫鹽液循環(huán)槽中,該脫鹽原液通過脫鹽液循環(huán)泵和脫鹽循環(huán)管路在脫鹽室和脫鹽液循環(huán)槽之間循環(huán);(2)電極液通過電極液循環(huán)泵和電極液循環(huán)管路在陰極室、陽極室和電極液循環(huán)槽之間循環(huán),形成電極循環(huán)液;圖1中電極循環(huán)管路即指其中流通有電極循環(huán)液的管路;(3)將濃縮液進水通入濃縮液循環(huán)槽中,該濃縮液進水通過濃縮液循環(huán)泵和濃縮循環(huán)管路在濃縮室和濃縮液循環(huán)槽之間循環(huán)。如此,在直流電場的作用下,脫鹽液中的Li+等陽離子通過陽離子交換膜K從脫鹽室遷移至濃縮室,在濃縮室獲得濃縮產水并流回濃縮循環(huán)槽,再以濃縮液形式經由濃縮循環(huán)槽通入濃縮室;同時,在脫鹽室獲得脫鹽產水并流回脫鹽循環(huán)槽,再以脫鹽液形式經由脫鹽循環(huán)槽通入脫鹽室。圖1中脫鹽循環(huán)管路即指其中流通有脫鹽液、脫鹽產水的管路,圖1中濃縮循環(huán)管路即指其中流通有濃縮液、濃縮產水的管路。
為了保障濃縮流路正常循環(huán)和導電,至少在電滲析的啟動階段,在濃縮液循環(huán)槽中通入少量濃縮液進水,該濃縮液進水可以為去離子水。利用電滲析過程中水的電滲透現象,脫鹽室中的一小部分水分滲透到濃縮室中,從而實現濃縮產水體積及離子含量的同步提升。
以下,將通過具體的實施例來說明本發(fā)明的電滲析裝置以及其應用效果。
實施例1
在實施例1中,第一陽膜K1和第二陽膜K2均為耐Cl2腐蝕增強型陽膜,第一陰膜A1以及第二陰膜A2均為A192型膜,陰離子交換膜A均為ACS型膜,陽離子交換膜K均為CIMS型膜。
保護液進水為1mol/LNaCl,其進入體積為3L;脫鹽原液的主要組成如表1所示,其進入體積為4.5L;濃縮液進水的進入體積為0.95L;電極液為1mol/L NaNO3與0.01mol/L HNO3的混合溶液,其進入體積為2L;保護液的主要組成如表1所示。
在電滲析過程中,控制平均電流密度為210A·m-2,并且控制保護液在陽極保護室和陰極保護室中的表觀線速度為2.3cm/s。經340min的電滲析操作,并未出現沉淀,且保護液的體積僅減少為2.94L;同時,對脫鹽產水、濃縮產水、保護液及電極循環(huán)液的主要組成進行了分析,均列于表1中。
表1脫鹽原液、保護液、脫鹽產水、濃縮產水和電極循環(huán)液的主要組成
注:在表1中,“—”表示無法測出或不影響效果未提供,下表2、3同理。
在實施例1中,當電滲析時間達到340min時,Li+收率為98.2%;保護液中Mg2+濃度近似為濃縮產水中Mg2+濃度的1/100。
對比保護液進水與表1中保護液的組成,可以看出,在經過一定時間的電滲析后,保護液的主體成分為1mol/L左右的NaCl,與保護液進水的組成變化不大,說明陽極保護室中的濃縮作用以及陰極保護室中的脫鹽作用發(fā)生耦合,可相互抵消,從而使得保護液可長期運行,顯著降低保護液運行成本;與此同時,表1中電極循環(huán)液的主體成分為1mol/L左右的NaNO3,與電極液相比未發(fā)生大的變化,且其中高價金屬陽離子Mg2+的含量較低,說明本實施例提供的電滲析裝置可以大幅降低高價金屬陽離子Mg2+到電極液的遷移量,從而更有效地控制陰極室中電極液中生成沉淀或金屬還原沉積到陰極板的反應,保障設備的長期穩(wěn)定運行。
實施例2
在實施例2中,第一陽膜K1為其外側附加保護層N801的CIMS型膜,第二陽膜K2和陽離子交換膜K均為CIMS型膜,第一陰膜A1和第二陰膜A2均為AMX型膜,陰離子交換膜A均為ACS型膜。
保護液進水為1mol/LNaCl,其進入體積為3L;脫鹽原液的主要組成如表2所示,其進入體積為4.5L;濃縮液進水的進入體積為0.95L;電極液為1mol/L NaNO3與0.01mol/L HNO3的混合溶液,其進入體積為2L;保護液的主要組成如表2所示。
在電滲析過程中,控制平均電流密度為210A·m-2,并且控制保護液在陽極保護室和陰極保護室中的表觀線速度為2.2cm/s。經339min的電滲析操作,并未出現沉淀,且保護液的體積僅減少為2.95L;同時,對脫鹽產水、濃縮產水、保護液及電極循環(huán)液的主要組成進行了分析,均列于表2中。
表2脫鹽原液、保護液、脫鹽產水、濃縮產水和電極循環(huán)液的主要組成
在實施例2中,當電滲析時間為339min時,Li+收率為97.0%;保護液中Mg2+濃度近似為濃縮產水中Mg2+濃度的1/370。
對比保護液進水與表2中保護液的組成,可以看出,在經過一定時間的電滲析后,保護液的主體成分為1mol/L左右的NaCl,與保護液進水的組成變化不大,說明陽極保護室中的濃縮作用以及陰極保護室中的脫鹽作用發(fā)生耦合,可相互抵消,從而使得保護液可長期運行,顯著降低保護液運行成本;與此同時,表2中的電極循環(huán)液的主體成分為1mol/L左右的NaNO3,與電極液相比未發(fā)生大的變化,且其中高價金屬陽離子Mg2+的含量較低,說明本實施例提供的電滲析裝置可以大幅降低高價金屬陽離子Mg2+到電極液的遷移量,從而更有效地控制陰極室中電極液中生成沉淀或金屬還原沉積到陰極板的反應,保障設備的長期穩(wěn)定運行。
實施例3
在實施例3中,第一陽膜K1和第二陽膜K2均為耐Cl2腐蝕增強型陽膜,第一陰膜A1、第二陰膜A2以及陰離子交換膜A均為ACS型膜,陽離子交換膜K均為CIMS型膜。
保護液進水為0.25mol/LNa2SO4,其進入體積為3L;脫鹽原液的主要組成如表3所示,其進入體積為4.5L;濃縮液進水的進入體積為0.95L;電極液為0.5mol/LNa2SO4和0.005mol/L H2SO4的混合溶液,其進入體積為2L;保護液的主要組成如表3所示。
在電滲析過程中,控制平均電流密度為210A·m-2,并且控制保護液在陽極保護室和陰極保護室中的表觀線速度為2.2cm/s。經340min的電滲析操作,并未出現沉淀,且保護液的體積僅減少為2.94L;同時,對脫鹽產水、濃縮產水、保護液及電極循環(huán)液的主要組成進行了分析,均列于表3中。
表3脫鹽原液、保護液、脫鹽產水、濃縮產水和電極循環(huán)液的主要組成
在實施例3中,當電滲析時間為340min時,Li+收率為97.7%;保護液中Mg2+濃度近似為濃縮產水中Mg2+濃度的1/420。
對比保護液進水與表3中保護液的組成,可以看出,在經過一定時間的電滲析后,保護液的主體成分為0.25mol/L左右的Na2SO4,與保護液進水的組成變化不大,說明陽極保護室中的濃縮作用以及陰極保護室中的脫鹽作用發(fā)生耦合,可相互抵消,從而使得保護液可長期運行,顯著降低保護液運行成本;與此同時,電極循環(huán)液的主體成分為0.5mol/L左右的Na2SO4,與電極液相比未發(fā)生大的變化,且其中高價金屬陽離子Mg2+的含量較低,說明本實施例提供的電滲析裝置可以大幅降低高價金屬陽離子Mg2+到電極液的遷移量,從而更有效地控制陰極室中電極液中生成沉淀或金屬還原沉積到陰極板的反應,保障設備的長期穩(wěn)定運行。
通過對比實施例1-3,可以看出,根據本發(fā)明的電滲析裝置可以使保護液循環(huán)數十次以上而不至于保護液到電極循環(huán)液中的Mg2+通量大幅增加而在陰極膜面上造成沉淀析出。
為了進一步驗證本發(fā)明的電滲析裝置的有益效果,進行了如下的對比實驗,對比例1旨在通過與上述實施例1進行對比,以說明陽極保護室和陰極保護室設置的必要性。
對比例1
在對比例1中,所采用的電滲析裝置與上述實施例1中的電滲析裝置的相同之處在此不再贅述,只描述二者的不同之處。不同之處在于:不設置第二陰膜A2以及第二陰膜A2和第二陽膜K2之間的陰極保護室,同時將第一陰膜A1替換為ACS型膜,陽極保護室的布水框更換為濃縮室隔板,并將其與濃縮液循環(huán)槽相連通。也就是說,在對比例1的電滲析裝置中,膜堆包括鄰近陽極室的第一陽膜K1、鄰近陰極室的第二陽膜K2以及夾設于第一陽膜K1和第二陽膜K2之間的交替排布的陰離子交換膜A和陽離子交換膜K,其中,第一陽膜K1和第二陽膜K2仍采用如實施例1中的耐Cl2腐蝕增強型陽膜,而陰離子交換膜A均為ACS型膜,陽離子交換膜K均為CIMS型膜。
采用與實施例1相同的條件,經過348min電滲析即發(fā)現電極液中出現少許白色沉淀,經XRD鑒定為Mg(OH)2;同時,對脫鹽產水、濃縮產水及電極循環(huán)液的主要組成進行了分析,均列于表4中。
表4脫鹽原液、脫鹽產水、濃縮產水和電極循環(huán)液的主要組成
注:在表4中,“—”表示無法測出或不影響效果未提供。
從表4中可以看出,在經過一段時間的電滲析后,電極循環(huán)液中Mg2+濃度大幅上升,如此,即使得陰極室中電極液中生成沉淀,阻止了設備的長期穩(wěn)定運行,迫使設備停車;且大大縮短電極液的循環(huán)周期,顯著提高電極液運行成本。
通過對比實施例1與對比例1的電滲析效果,可以看出,當以高鎂鋰比含鋰料液作為含鋰脫鹽原液時,采用帶有保護室的一價離子選擇性電滲析裝置提鋰時,Mg2+到電極循環(huán)液的通量可降低至1/37左右(實施例1表1中電極循環(huán)液中Mg2+濃度為38.31mg/L、對比例1表4中電極循環(huán)液中Mg2+濃度為1402mg/L),實施例1中的電滲析裝置以極小的代價防止了電極循環(huán)液中生成沉淀,降低了電極液運行成本,而且避免了電極循環(huán)液中雜質離子對濃縮產水的污染,有利于降低濃縮產水的后處理成本并提高其獲得的鋰鹽產品的品質。上述對比例1與實施例1的電滲析效果對比,也從反面證明根據上述實施例1-3中的電滲析裝置中陽極保護室和陰極保護室的設計的必要性。
因此,綜合上述實施例1-3以及對比例1,可以看出,根據本發(fā)明的電滲析裝置在膜堆的兩側由內到外依次采用陰膜(第一陰膜A1、第二陰膜A2)、保護室(陽極保護室、陰極保護室)、陽膜(第二陽膜K1、第二陽膜K2)隔離,以其中Na+含量不低于0.5mol/L的鈉鹽水溶液作為保護液進水,采用獨立的循環(huán)流路通過陽極保護室和陰極保護室,由于陽極保護室和陰極保護室的設置,使得電極循環(huán)液同濃縮液和脫鹽液得到充分隔離,保護液的組成簡單、原料來源廣泛、價格低廉,不僅以極小的代價防止了電極循環(huán)液中生成沉淀,降低了電極液運行成本,而且避免了電極循環(huán)液中雜質離子對濃縮產水的污染,有利于降低濃縮產水的后處理成本并提高其獲得的產品的品質。上述實施例1中脫鹽產水中鎂鋰比可達800以上,可以獲知根據本發(fā)明的電滲析裝置有助于在保持設備長期穩(wěn)定運行的前提下,從高鎂鋰比鹽湖鹵水中以高達98%的收率(脫鹽產水中Li+濃度低于70mg/L)來濃縮富集鋰鹽,且該電滲析裝置尤其適用于處理具有超高鎂鋰比(Mg/Li≥100)的含鋰脫鹽原液。
雖然已經參照特定實施例示出并描述了本發(fā)明,但是本領域的技術人員將理解:在不脫離由權利要求及其等同物限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下,可在此進行形式和細節(jié)上的各種變化。