Селективное извлечение катионов лития из смеси хлоридов щелочных металлов с использованием электробаромембранного процесса

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Проблема малореагентного разделения катионов Na+, K+ и Li+ приобретает все большее значение в связи с поиском новых технологий извлечения лития из рассолов и рекуперации этого ценного элемента из уже отработавших источников энергии. В данной работе представлены результаты апробации электробаромембранного процесса, в котором градиенты электрического поля и поля давлений направлены в противоположные стороны. Эксперименты проведены в проточной лабораторной ячейке, камеры обессоливания и концентрирования которой разделены трековой мембраной и ограничены анионообменными мембранами МА-41. Рабочая площадь каждой из мембран равняется 30 см2. Перерабатываемый раствор содержит 70, 75 и 55 ммоль/л LiCl, KCl и NaCl, соответственно. Показано, что при плотности тока 11,7 мА/см2 и разности давлений 0,2 бар в контуре обессоливания удается обеспечить скорость накопления катионов Li+, равную 0,05 моль/(м2 ч), и скорости убыли из этого контура катионов Na+ и K+, равные –0,09 и –0,25 моль/(м2ч), соответственно. Рассмотрены факторы, которые могут влиять на эффективность разделения Li+ и Na+, K+.

Об авторах

Д. Ю. Бутыльский

ФГБОУ ВО Кубанский государственный университет

Email: v_nikonenko@mail.ru
Россия, 350040, Краснодар, ул. Ставропольская, д. 149

В. А. Троицкий

ФГБОУ ВО Кубанский государственный университет; Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова

Email: v_nikonenko@mail.ru
Россия, 350040, Краснодар, ул. Ставропольская, д. 149; 346428, Новочеркасск, ул. Просвещения, д. 132

Н. В. Смирнова

Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова

Email: v_nikonenko@mail.ru
Россия, 346428, Новочеркасск, ул. Просвещения, д. 132

Н. Д. Письменская

ФГБОУ ВО Кубанский государственный университет

Email: v_nikonenko@mail.ru
Россия, 350040, Краснодар, ул. Ставропольская, д. 149

П. Ю. Апель

Объединенный институт ядерных исследований

Email: v_nikonenko@mail.ru
Россия, 141980, Дубна, ул. Жолио-Кюри, д. 6

И. В. Блонская

Объединенный институт ядерных исследований

Email: v_nikonenko@mail.ru
Россия, 141980, Дубна, ул. Жолио-Кюри, д. 6

В. В. Никоненко

ФГБОУ ВО Кубанский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: v_nikonenko@mail.ru
Россия, 350040, Краснодар, ул. Ставропольская, д. 149

Список литературы

  1. Bradley D.C., Stillings L.L., Jaskula B.W., Munk L., McCauley A.D. Lithium, 1802K, Reston, VA, 2017.
  2. Zhang Y., Yu D., Jia C., Sun L., Tong A., Wang Y., Wang Y., Huang L., Tang J. // Desalination. 2023. V. 66. P. 116891.
  3. Рябцев А. Д., Коцупало Н. П., Вахромеев А. Г., Комин М. Ф. // Рациональное освоение недр. 2013. №. 1. С. 44–51.
  4. Gabra G.G., Torma A.E. // Hydrometallurgy. 1978. V. 3. №. 1. P. 23–33.
  5. Shi D., Zhang L., Peng X., Li L., Song F., Nie F., Ji L., Zhang Y. // Desalination. 2018. V. 441. P. 44–51.
  6. Besserguenev A.V., Fogg A.M., Francis R.J., Price S.J., Hare D. O’, Isupov V.P., Tolochko B.P. // Chem. Mater. 1997. V. 9. №. 1. P. 241–247.
  7. Chitrakar R., Kanoh H., Miyai Y., Ooi K. // ChemInform. 2001. V. 32. №. 4. P. 3151–3157.
  8. Guo Y., Yu J., Su H., Lin S. // Desalination. 2001. V. 571. №. 117113.
  9. Wang J., Yue X., Wang P., Yu T., Du X., Hao X., Abudula A., Guan G. // Renew. Sust. Energ. Rev. 2022. V. 154. №. 111813.
  10. Zhang Y., Xu R., Wang L., Sun W., Guan G. // Miner. Eng. 2022. V. 180. №. 107468.
  11. Lai X., Xiong P., Zhong H. // Miner. Eng. 2020. V. 192. №. 105252.
  12. Zhu R., Wang S., Srinivasakannan C., Li S., Yin S., Zhang L., Jiang X., Zhou G., Zhang N. // Environ. Chem. Lett. 2023. V. 21. №. 3. P. 1611–1626.
  13. Lide D.R., CRC Handbook of Chemistry and Physics 86TH Edition. 2005.
  14. Wei X., Gao W., Wang Y., Wu K., Xu T. // Sep. Purif. Technol. 2022. V. 280. №. 119909.
  15. Бутыльский Д. Ю., Письменская Н. Д., Никоненко В. В. // Успехи химии. 2023. Т. 92. С. 4. (англоязычная версия: Butylskii D.Y., Dammak L., Larchet C., Pismenskaya N.D., Nikonenko V.V. // Russ. Chem. Rev. 2023. V. 92. P. 5074.)
  16. Gao S.-L., Qin Z.-X., Wang B.-F., Huang J., Xu Z.-L., Tang Y.-J. // Desalination. 2024. V. 572. №. 117142.
  17. Ying J., Lin Y., Zhang Y., Yu J. // ACS ES and T Water. 2023. V. 3. №. 7. P. 1720–1739.
  18. Wang H., Zeng G., Yang Z., Chen X., Wang L., Xiang Y., Zeng X., Feng Z., Tang B., Yu X., Zeng Y. // Sep. Purif. Technol. 2024. V. 330. №. 125254.
  19. Figueira M., Rodríguez-Jiménez D., López J., Reig M., Cortina J. L., Valderrama C. // Desalination. 2023. V. 549. №. 1116321.
  20. Bazrgar Bajestani M., Moheb A., Dinari M. // Desalination. 2020. V. 486. №. 114476.
  21. Sharma P.P., Yadav V., Rajput A., Gupta H., Saravaia H., Kulshrestha V. // Desalination. 2020. V. 496. №. 114755.
  22. Ying J., Luo M., Jin Y., Yu J. // Desalination. 2020. V. 492. №. 1146215.
  23. Brewer A.K., Madorsky S.L., Westhaver J.W. // Science. 1946. V. 104. №. 2694. P. 156 –157.
  24. Forssell P., Kontturi K. // Sep. Purif. Technol. 1983. V. 18. №. 3. P. 205 – 214.
  25. Kontturi K., Pajari H. // Sep. Purif. Technol. 1986. V. 21. №. 10. P. 1089–1099.
  26. Tang C., Bondarenko M.P., Yaroshchuk A., Bruening M.L. // J. Memb. Sci. 2021. V. 638. № 119684.
  27. Butylskii D.Y., Pismenskaya N.D., Apel P.Y., Sabbatovskiy K.G., Nikonenko V.V. // J. Memb. Sci. 2021. V. 635. №. 119449.
  28. Butylskii D., Troitskiy V., Chuprynina D., Dammak L., Larchet C., Nikonenko V. // Membranes. 2021. V. 13. №. 5. Art. 509.
  29. Сарапулова В.В., Пасечная Е.Л., Титорова В.Д., Письменская Н.Д., Апель П.Ю., Никоненко В.В. // Мембраны и мембранные технологии. 2020. Т. 10. № 5. С. 350–370. (англоязычная версия: Sarapulova V. V., Pasechnaya E.L., Titorova V.D., Pismenskaya N.D., Apel P.Y., Nikonenko V. V. // Membr. Membr. Technol. 2020. V. 2. P. 332–350.)
  30. Kozhina E., Panov D., Kovalets N., Apel P., Bedin S. // Nanotechnology. 2023. V. 35. № 3. Art. 035601.
  31. Flerov G.N., Apel P.Y., Didyk A.Y., Kuznetsov V.I., Oganesyan R.T. // Soviet At. Energy. 1989. V. 67, P. 763–70.
  32. Apel P. Y. //Encyclopedia of membrane science and technology. 2013. P. 1–25.
  33. Monopolar membranes. http://www.azotom.ru/monopolyarnye-membrany/ (accessed September 26, 2023).
  34. Сарапулова В.В., Титорова В.Д., Никоненко В.В., Письменская Н.Д. // Мембраны и мембранные технологии. 2019. Т. 9. № 3. С. 198–213. (англоязычная версия: Sarapulova V.V., Titorova V.D., Nikonenko V.V., Pismenskaya N.D. // Membr. Membr. Technol. 2019. V. 1. № 3. P. 168–182.)
  35. Белей И., Кармацких С. А., Речапов Д. А., Цыпкин Е. Б., Коростелев А. С., Антоненко Д. В. // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. 2018. №. 4. С. 23–30.
  36. Кислый, А. Г., Бутыльский, Д. Ю., Мареев, С. А., & Никоненко, В. В. // Мембраны и мембранные технологии. 2021. Т. 11. № 2. С. 146–154. (англоязычная версия: Kislyi A.G., Butylskii D.Y., Mareev S.A., Nikonenko V.V. // Membr. Membr. Technol. 2021. V. 3. № 2. P. 131–138.)
  37. Zhao Y., Xiang X., Wang M., Wang H., Li Y., Li J., Yang H. // Desalination. 2021. V. 512. №. 115126.
  38. Tang C., Yaroshchuk A., Bruening M. L. // Chem. Commun. 2020. V. 56. №. 74. P. 10954 –10957.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».