ВОССТАНОВЛЕНИЕ ЛИТИЯ ИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ

1. Способ восстановления лития как гидроксида лития, при котором подают водный поток, включающий ионы лития в биполярную ячейку для электродиализа, где ячейка формирует раствор гидроксида лития.
2. Способ по п.1, включающий этапы, на которых:
(a) подают включающий литий поток в устройство, включающее биполярную ячейку для электродиализа;
(b) электродиализируют включающий литий раствор для разделения положительно заряженных ионов лития и отрицательно заряженных ионов;
(c) восстанавливают литий как раствор гидроксида лития, образованного на этапе электродиализного разделения.
3. Способ по п.1, где гидроксид лития подают в технологический поток, который требует указанного гидроксида лития.
4. Способ по п.1, где гидроксид лития подают в требующий гидроксида лития процесс, который требует указанного гидроксида лития, так, что указанный требующий гидроксида лития процесс является непрерывным.
5. Способ по п.1, где указанный сырьевой поток применяют для получения фосфата лития-железа.
6. Способ по п.1, где указанный поток включает ионы лития из источника лития, выбранного из группы, включающей карбонат лития, гидроксид лития моногидрат и лития нитрат.
7. Способ по п.1, где указанный поток получают от выделения лития из несущих литий руд или несущих литий материалов на основе руды.
8. Способ по п.2, при котором дополнительно рециркулируют гидроксид лития, восстановленный из электродиализного отделения в сырьевом потоке, применяемом в процессе, который требует указанного гидроксида лития.
9. Способ по п.2, при котором дополнительно снижают или удаляют фосфатный ион в сырьевом потоке перед биполярным электродиализом.
10. Способ по п.1, где сырьевой поток содержит ионы лития как сульфат лития, включающий этапы, на которых:
(a) подают поток сульфата лития в устройство, включающее биполярную ячейку для электродиализа;
(b) электродиализируют поток сульфата лития для разделения положительно заряженных ионов лития и отрицательно заряженных ионов сульфата;
(c) создают раствор гидроксида лития на анодной стороне и раствор серной кислоты на катодной стороне; и
(d) восстанавливают литий как раствор гидроксида лития, образованный из биполярного электродиализа.
11. Способ по п.10, где указанный включающий сульфат лития поток является сырьевым потоком из получения компонента литиевой батареи.
12. Способ по п.10, дополнительно включающий этапы, на которых:
(a) регулируют поток сульфата лития до рН от 10 до 11 для удаления примеси добавлением щелочного гидроксида;
(b) осаждают примесь из потока сульфата лития;
(c) фильтруют примесь из потока сульфата лития; и
(d) регулируют рН полученного в результате потока до рН от 1 до 4 перед подачей указанного потока в устройство биполярного электродиализа.
13. Способ по п.12, где указанный щелочной гидроксид выбирают из группы, включающей гидроксиды Li, Na и К.
14. Способ по п.12, где примесью является фосфат.
15. Способ по п.12, где рН потока сульфата лития этапа (d) регулируют от 2 до 3,5.
16. Способ по п.12, где рН потока сульфата лития этапа (d) регулируют от 2 до 3.
17. Способ по п.10, при котором дополнительно удаляют фосфат из потока сульфата лития путем использования ионообменной мембраны перед подачей указанного потока в устройство биполярного электродиализа.
4
18. Способ по п.10, где раствор гидроксида лития вводят в процесс для приготовления LiFePО или других включающих литий солей или продуктов.
19. Способ по п.10, где указанный восстановленный гидроксид лития применяют как основание в химических реакциях.
20. Способ по п.10, где раствор гидроксида лития применяют для регулирования рН сырьевого потока, включающего сульфат лития.
21. Способ по п.10, при котором дополнительно концентрируют раствор гидроксида лития.
22. Способ по п.10, при котором дополнительно очищают раствор гидроксида лития.
23. Способ по п.10, дополнительно включающий этапы, на которых:
(a) восстанавливают раствор серной кислоты, полученный в результате из биполярного электродиализа;
(b) добавляют источник железа в восстановленный раствор серной кислоты;
(c) превращают указанный раствор серной кислоты в ион сульфат;
(d) смешивают указанный ион сульфат, восстановленный раствор гидроксида лития и источник фосфата для получения иона лития фосфата,
где указанный лития фосфат образуется при непрерывном процессе.
24. Способ по п.23, где указанный источник ионов является металлическим железом, обнаруженным в железной руде природного происхождения.
25. Способ по п.23, где указанный восстановленный раствор гидроксида лития регулируют до необходимого уровня гидроксида лития введением гидроксида лития из другого источника.
26. Способ по п.23, где указанный восстановленный раствор гидроксида лития регулируют до необходимого уровня гидроксида лития концентрированием восстановленного раствора гидроксида лития.
27. Способ по п.23, дополнительно включающий этапы, на которых:
(a) регулируют поток сульфата лития до рН от 10 до 11 для удаления примесей добавлением щелочного гидроксида;
(b) осаждают примесь из потока сульфата лития;
(c) фильтруют примесь из потока сульфата лития; и
(d) регулируют рН полученного в результате потока до рН от 2 до 3,5 до подачи указанного потока в устройство биполярного электродиализа.
28. Способ по п.10, при котором дополнительно:
(a) восстанавливают оба потока и гидроксида лития, и серной кислоты, образованные в результате биполярного электродиализа;
(b) проводят реакцию потока серной кислоты с карбонатом лития для получения дополнительного раствора сульфата лития;
(c) добавляют указанный дополнительный раствор сульфата лития в исходный сырьевой поток, содержащий сульфат лития; и
(d) непрерывно подают поток сульфата лития в биполярное электролизное устройство.
29. Способ по п.28, дополнительно включающий этапы, на которых:
(a) регулируют поток сульфата лития до рН от 10 до 11 для удаления примесей добавлением щелочного гидроксида;
(b) осаждают примесь из потока сульфата лития;
(c) фильтруют примесь из потока сульфата лития; и
(d) регулируют рН полученного в результате потока до рН от 2 до 3,5 до подачи указанного потока в устройство биполярного электродиализа.
30. Устройство биполярного электродиализа для разделения видов ионов во включающем литий потоке путем применения биполярной ячейки для электродиализа, где указанная биполярная ячейка для электродиализа включает:
(a) проницаемую для анионов мембрану, позволяющую отрицательно заряженному иону проходить, но затрудняющую прохождение положительно заряженного иона лития;
(b) проницаемую для катионов мембрану, позволяющую положительно заряженному иону лития проходить, но затрудняющую прохождение отрицательно заряженного иона;
(c) биполярную мембрану, расположенную между проницаемой для анионов мембраной и проницаемой для катионов мембраной, формирующую отдельные камеры с проницаемой для анионов мембраной и проницаемой для катионов мембраной, соответственно;
(d) анод и катод с указанной проницаемой для анионов мембраной, проницаемой для катионов мембраной и биполярной мембраной, расположенной между указанным анодом и указанным катодом; и
(е) постоянный ток, подаваемый через электроды.
31. Устройство по п.30, где указанная биполярная мембрана сформирована из анион-обменного слоя и катион-обменного слоя, причем указанные слои связаны вместе.
32. Устройство по п.31, где указанная биполярная мембрана дополнительно включает слой диффузии воды или границу раздела, позволяющую воде диффундировать из внешнего водного солевого раствора.
33. Устройство по п.30, где мембраны из коммерчески доступных источников.
34. Устройство по п.33, где мембраны из коммерчески доступных источников, выбранные из группы, включающей Astom ACM, CMB, AAV, ВР или FumaTech FKB.
35. Устройство по п.30, где применяют мембраны в комбинации их сопротивления обратной миграции нежелательного иона, низкого электрического удельного сопротивления и сопротивления к потенциально коррозионной природе полученного в результате раствора кислоты и основания.
36. Устройство биполярного электродиализа для разделения видов ионов во включающем сульфат лития потоке путем использования биполярной ячейки для электродиализа, где указанная биполярная ячейка для электродиализа включает:
(a) проницаемую для анионов мембрану, позволяющую отрицательно заряженному сульфат иону проходить, но затрудняющую прохождение положительно заряженного иона лития;
(b) проницаемую для катионов мембрану, позволяющая положительно заряженному иону лития проходить, но затрудняющую прохождение отрицательно заряженному сульфат иону;
(c) биполярную мембрану, расположенную между проницаемой для анионов мембраной и проницаемой для катионов мембраной, формирующую отдельные камеры с проницаемой для анионов мембраной и проницаемой для катионов мембраной соответственно;
(d) анод и катод с указанной проницаемой для анионов мембраной, проницаемой для катионов мембраной и биполярной мембраной, расположенной между указанным анодом и указанным катодом; и
(e) постоянный ток, подаваемый через электроды.
37. Устройство по п.36, где указанная биполярная мембрана сформирована из анион-обменного слоя и катион-обменного слоя, причем указанные слои связаны вместе.
38. Устройство по п.37, где биполярная мембрана дополнительно включает слой диффузии воды или границу раздела, позволяющую воде из внешнего водного солевого раствора диффундировать.
39. Устройство по п.36, где мембраны из коммерчески доступных источников.
40. Устройство по п.39, где мембраны из коммерчески доступных источников, выбранные из группы, включающей Astom ACM, CMB, AAV, ВР или FumaTech FKB.
41. Устройство по п.36, где применяют мембраны в комбинации из сопротивления обратной миграции нежелательного иона, низкого электрического удельного сопротивления и сопротивления потенциально коррозионной природе образующегося в результате раствора кислоты и основания.