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。

The rapid popularization of electric vehicles, the supply of important raw materials for batteries, and the rapid development of the industry The resources are concentrated in South China's Guizhou Province and Hubei Province, and the production is mainly hydrometallurgy. This study focuses on the design of capture systems and the creation of polymer membranes by integrating electrodialysis technology with solvent extraction technology. The organic solvent collection system comprises a low concentration aqueous solution supply chamber, a high concentration aqueous solution extraction chamber, and a high concentration aqueous solution extraction chamber. A polymer membrane is provided between the chambers. The organic solvent is extracted and concentrated in aqueous acid solution due to the movement of organic solvent in the middle chamber and the electric power. In the early years, electric dialysis and solvent extraction were used to design and test the system. The polymer electrolyte membrane is synthesized by the chemical exchange reaction and the necessary elements. In addition, the system can be used to collect data from the network. As a result, the ability to concentrate on the selection process has been demonstrated. In addition, the synthesis of high conductivity polymer electrolyte membrane was successfully carried out. In the future, the electrolyte membrane will be improved and developed to meet the requirements of high performance electrolyte membrane.

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