Lithium recovery by electrodialysis and solvent extraction technologies

通过电渗析和溶剂萃取技术回收锂

• 批准号: 22K04748
• 负责人: 陳 進華
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: National Institutes for Quantum Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2027-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04748/
• 关键词: 電気透析; 有機溶媒抽出剤; 放射線グラフト重合; 高分子電解質膜; リチウム捕集; 高分子電解膜; リチウムイオン

電気自動車の急速な普及により、電池の重要な原材料であるリチウムの供給が逼迫し、その価格は高騰している。一方、リチウム資源は南米や豪州の鉱産、塩湖に集中して存在しており、その生産は主に湿法冶金により行われている。本研究は、電気透析技術と溶媒抽出技術を融合利用したリチウム捕集システムの設計とその高分子隔膜の創製である。リチウム捕集システムは、低リチウムイオン水溶液を供給するアノード室、リチウムイオンを抽出する有機溶媒中間室とリチウムイオンを逆抽出するカソード室から構成する。各室の間に高分子機能膜を隔膜として設ける。リチウムイオンは、電気駆動によりアノード室から中間室へ移動して有機溶媒により抽出され、さらにカソード室へ移動して塩酸水溶液により逆抽出することで濃縮する。初年度は、電気透析と溶媒抽出を利用したリチウム捕集システムを設計・試作した。また、放射線グラフト重合と化学変換反応により、必須要素である高分子電解質隔膜を合成した。また、模擬塩湖かん水を用いてリチウム捕集システムによるリチウムイオンの回収実験を行った。結果として、本システムは、リチウムイオンを選択的濃縮する能力を実証した。さらに、放射線グラフト重合と化学変換反応により、ポリエーテルエーテルケトン（PEEK）フィルムから強靭な高分子電解質膜と、ポリフッ化ビニリデン（PVDF）フィルムから高導電性高分子電解質膜の合成に成功した。今後は、これらの電解質膜をさらに改良し、開発したリチウム捕集システムに適した高性能電解質膜の創出を目指す。

电动汽车的迅速传播导致锂的供应密集，这是电池的重要原材料，而且价格上涨。另一方面，锂资源集中在南美和澳大利亚的矿物质和盐湖中，它们的生产主要是通过湿冶金所进行的。这项研究是结合电透析和溶剂提取技术的锂收集系统的设计，以及其聚合物膜片的创建。锂收集系统由一个阳极室组成，该阳极腔室提供低锂离子水溶液，一个提取锂离子的有机溶剂中间室和一个背面提取锂离子的阴极腔。每个腔室之间提供一个功能性聚合物膜作为隔膜。锂离子是电驱动的，并从阳极室提取到中间腔室，然后移动到有机溶剂中，然后移动到阴极室，然后用水性盐酸溶液萃取并浓缩。在第一年，我们使用电透析和溶剂提取设计并原型设计了锂收集系统。此外，通过辐射移植聚合和化学转化反应合成了聚合物电解质膜片的基本元素。此外，使用模拟盐湖啤酒厂使用锂收集系统进行了锂离子恢复实验。结果，该系统证明了其有选择地富集锂离子的能力。此外，通过辐射移植聚合和化学转化反应，我们成功地合成了来自聚醚醚酮（PEEK）膜的强聚合物电解质膜，并从聚乙烯基氟化物（PVDF）膜上合成了高导电聚合物电解质膜。将来，我们的目标是进一步改善这些电解质膜，并创建适合我们开发的锂收集系统的高性能电解质膜。

项目成果

Molecular weight of PVDF-g-St prepared under different conditions

不同条件下制备的PVDF-g-St的分子量

• 发表时间: 2022
• 作者: 陳進華;瀬古典明
• 通讯作者: 瀬古典明

低分子抽出剤を吸着基として導入した繊維状レアアース吸着材の開発

以低分子萃取剂为吸附基团的纤维状稀土吸附剂的开发

• 发表时间: 2022
• 作者: 保科宏行;陳進華;天田春代; 瀬古典明
• 通讯作者: 瀬古典明