[科普中国]-海水提锂

海水提锂是从海水中提取元素锂的技术。元素锂与钠、镁共存，提取技术难度较大，许多国家从事海水提锂技术研究。目前，在海水提锂研究中主要应用溶剂萃取法和吸附剂法。由于海水中锂浓度仅为0.17mg·L-1，因此从低锂浓度海水中提锂，吸附剂法被认为是最有前途的海水提锂方法。

简介锂具有与其他金属元素不同的化学和物理性质， 用途非常广泛。 目前世界锂产品年消耗量约为30 万 t ，且以每年 7%～11% 的速度持续增长。然而，全球已查明的陆地锂资源总量为 1 376 万 t，远远不能满足锂的远景市场需求。 而海水中锂资源量非常巨大，是陆地锂资源总量的一万余倍。国外日本、美国等工业发达国家已从事多年海水提锂的研究，并取得了一定进展：国内也有一部分科研人员从事该领域的研究。为了避免在海水提锂方面我国再次发生类似于盐湖卤水提锂滞后的情况，以及满足未来我国及世界对锂的强劲需求，在海水提锂上我们应该给予高度重视，尽早着手于该领域的研究并不断加大力度 。

目前，在海水提锂研究中主要应用溶剂萃取法和吸附剂法。由于海水中锂浓度仅为0.17mg·L-1，因此从低锂浓度海水中提锂，吸附剂法被认为是最有前途的海水提锂方法1。

溶剂萃取法目前，对锂的萃取剂及萃取体系的研究，大致集中在醇类和酮类、烷基膦和膦酸酯类、混合离子萃取剂类、冠醚类 4 个方面，其中尤以冠醚类最受关注。冠醚通过静电能作用同离子半径与内腔相匹配的阴离子结合， 会对不同半径阳离子络合物的稳定常数产生巨大差异。由于各种冠醚的孔穴大小不同，所能容纳的离子便出现了选择性。 对锂具有较强选择性的冠醚类萃取剂主要是羧酸冠醚和冠醚膦酸脂类，最适合的冠醚环是 14 冠 4。从实际提锂过程来看， 溶剂萃取法适用于锂浓度高的水溶液，海水中锂的浓度很低，需要浓缩，费时费力，因此不适于大规模工业发展。

吸附-离子交换法吸附 - 离子交换法工艺简单、回收率高、选择性好，特别适合从低品位的海水中提锂，被认为是最有前途的海水提锂方法。 该方法的关键是找到合适的吸附剂。 吸附剂可分为有机系吸附剂和无机系吸附剂，有机系吸附剂对锂的选择性很低，不宜采用；无机系吸附剂对锂有较高的选择性，特别是有特定记忆效应的离子筛类吸附剂，对该方法尤其有效2。

无定型氢氧化物吸附剂这类交换剂主要以铝的氧化物和含水氧化物作为原料，其吸附能力依赖于它的表面羟基，其吸附机理可表达为：

S—OH+Z++OH-= S—O—Z+H2O

其中，S 代表氧化物， Z 代表被吸附阳离子。 式中，表面羟基作为配体与氧化物表面上吸附的阳离子形成含羟配合物，从而促进了对阳离子的吸附。溶液中锂的浓度关系到该附剂对锂的吸附能力，浓度越高，吸附性就越强。

层状多价金属酸性盐吸附剂这类吸附剂主要是 4 价的金属酸性盐， 如砷酸盐和磷酸盐。 它对碱金属离子的吸附选择性随着层间隔而变化，层间隔越小，对锂的亲和性越强。 将层状钛酸钾纤维等用酸处理后， 使钾等溶出时结晶结构仍保持层状，可作为锂交换体加以利用研究。研究发现，在适当的温度下对这类酸处理物加热，层间隔会发生变化，锂的吸附性得到提高，选择性由大到小依次为 Li 、Na 、K3。

锑酸盐吸附剂锑酸盐吸附剂是由具有斜方对称结构的 LiSbO3经酸处理得到的，可表示为 Li1-xHxSbO3（0