随着现代电子行业的不断发展,锂作为自然界最轻的金属以其应用广泛的特点逐渐占领了市场。目前,全球锂资源主要分为一级资源和二级资源。一级资源中锂主要储存于盐湖卤水、粘土、矿石和海水中,其中全球盐湖卤水中的锂资源占总储存量的62%。二级资源中锂主要来源于废弃锂电池及其生产过程中产生的废水,其中可直接回收提取的锂约占5-7%。考虑到传统锂提取技术存在高污染、高能耗等不足之处,而电渗析技术具有高效率、低能耗、环境友好等特点。因此,本文提出了电渗析集成技术用于回收一二级锂资源。本文第一项工作主要集成单价选择性电渗析(SED)及单价选择性双极膜电渗析(BMSED)处理盐湖卤水制备氢氧化锂研究。该工艺以SED作为第一步预提取高镁锂比盐湖卤水中的氯化锂,BMSED作为第二步用于高纯度氢氧化锂的制备。SED预提取氯化锂过程中,主要研究电流密度和单价选择性离子交换膜堆(CIMS/ACS、CSO/ASV)对电渗析过程中膜污染及分离性能的考察。实验结果表明,当操作电流密度小于12 m A/cm~2并调节极液呈弱酸性时,电渗析膜堆可有效避免膜结垢的出现。此外,CIMS/ACS膜堆对二价离子的分离性能优于CSO/ASV膜堆。BMSED制备氢氧化锂过程中,主要将单价选择性离子交换膜与双极膜(FBM)相结合组成BMSED膜堆,实现截留二价离子的同时生产高纯度氢氧化锂。实验结果表明,采用BMSED制备氢氧化锂的最佳电流密度为6m A/cm~2。此外,与FBM/ASV/CSO膜堆和FBM/AMX/CMX膜堆相比,FBM/ACS/CIMS膜堆具有更优的电流效率和钙镁离子分离性能,且制得的氢氧化锂纯度高达99%。另一项工作主要针对二级锂资源回收再生进行研究,提出了一种集成反渗透(RO)和电渗析(ED)技术用于工业锂废水深度浓缩系统。实验首先将锂废水通过阳离子交换树脂柱对钙镁离子进行吸附,出水进入到反渗透系统对氯化锂溶液进行预浓缩。其次,将一级电渗析和二级电渗析用于深度浓缩反渗透浓水,最后向高浓度氯化锂溶液中加入碳酸钠沉淀得到碳酸锂。主要研究参数为:RO操作压力、ED电压、ED进料电导率、ED体积比和ED操作模式。相比于电渗析直接处理锂废水,反渗透作为预浓缩步骤可将能耗从26.67 k W·h/m~3降低至7.81k W·h/m~3。随着反渗透浓水电导率的提高,进一步提升了电渗析过程对锂废水的处理量,并降低生产成本至0.47$/kg。此外,在二级电渗析过程中,当淡室与浓室进料体积比为3:1时,实验终点浓室氯化锂溶液浓度可达87.09 g/L,系统总浓缩倍数达12.32倍。实验后期浓室溶液电导率到达区域1时停止实验,可以减少能耗7.71 k W·h/m~3,剩余淡室溶液重新回用于RO再次处理。