分离和回收精制金属盐的方法

申请号 CN201180058020.9 申请日 2011-12-01 公开(公告)号 CN103237760B 公开(公告)日 2016-06-22
申请人 东丽株式会社; 发明人 佐佐木崇夫; 谷口雅英; 高畠宽生; 曾根三郎;
摘要 本 发明 涉及从 碱 金属盐 水 溶液中分离和回收精制碱金属盐的方法,所述方法包括使用分离膜从碱金属盐水溶液中除去精制阻碍物质的处理步骤,其中,在 温度 为25°C且pH为6.5的1000ppm 葡萄糖 水溶液以及温度为25°C且pH为6.5的1000ppm异丙醇水溶液在0.75MPa的操作压 力 下分别透过所述分离膜时,该分离膜的葡萄糖除去率和异丙醇除去率同时满足下式(I)和(II):葡萄糖除去率≥90%...(I),葡萄糖除去率-异丙醇除去率≥30%...(II)。
权利要求

1.一种从金属盐溶液中分离和回收精制碱金属盐的方法,所述方法包括使用分离膜从碱金属盐水溶液中除去精制阻碍物质的处理步骤,其中,在温度为25℃且pH为6.5的
1000ppm葡萄糖水溶液以及温度为25℃且pH为6.5的1000ppm异丙醇水溶液在0.75MPa的操作压下分别透过所述分离膜时,该分离膜的葡萄糖除去率和异丙醇除去率同时满足下式(I)和(II):
葡萄糖除去率≥90%   (I);
葡萄糖除去率-异丙醇除去率≥30%   (II)。
2.根据权利要求1所述的分离和回收精制碱金属盐的方法,其中,所述碱金属盐水溶液中的锂离子浓度在0.5ppm以上至10000ppm以下的范围内。
3.根据权利要求1或2所述的分离和回收精制碱金属盐的方法,其中,所述碱金属盐水溶液中的镁离子浓度是锂离子浓度的1000倍以下。
4.根据权利要求1所述的分离和回收精制碱金属盐的方法,包括将所述碱金属盐水溶液的一部分与通过所述处理步骤形成的透过水混合的步骤。
5.根据权利要求1所述的分离和回收精制碱金属盐的方法,其中,通过所述处理步骤除去了所述碱金属盐水溶液中的所述精制阻碍物质并且还使锂富集。
6.根据权利要求1所述的分离和回收精制碱金属盐的方法,其中,在所述处理步骤之后进行所述碱金属盐的浓缩处理。
7.根据权利要求1所述的分离和回收精制碱金属盐的方法,其中,进行所述处理步骤直至所述碱金属盐水溶液中的镁离子浓度成为锂离子浓度的7倍以下。
8.根据权利要求1所述的分离和回收精制碱金属盐的方法,其中,所述精制阻碍物质为选自由镁盐和硫酸盐构成的组中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的分离和回收精制碱金属盐的方法,其中,在所述处理步骤中的膜分离操作压力为所述碱金属盐水溶液的渗透压以下。

说明书全文

分离和回收精制金属盐的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及从湖地下水、工业废水等中分离和回收精制锂盐或精制盐等精制碱金属盐的方法,并且涉及通过使用对特定化合物表现出高选择透过能的分离膜来除去精制阻碍物质,从而有效回收精制碱金属盐的方法。

背景技术

[0002] 近年来,随着全球工业和经济的发展,对矿物资源的需求显著扩大。在各种工业(包括半导体工业)所不可缺少的矿物资源中,有的资源尽管在地壳中的储藏量大,但在技术上难以作为单质取得,并且由于采掘和精炼的成本高,因此在经济上不合算,而且在很多情况下资源是局限在特定地区的。另一方面,环境问题也是突出的,因此需要构建再循环型社会。特别是在减少二排放方面引起了关注,因此加速了电动汽车以及在其中使用的达和电池的开发。尤其是在电池方面,锂离子二次电池由于其能量密度和重量轻而被期待用作电动汽车的主要电池。
[0003] 作为锂化合物的用途,例如,碳酸锂被用作锂离子电池电极材料和耐热玻璃的添加剂,并且还被用于弹性表面波滤波器。特别是高纯度的碳酸锂已经被用作手机、汽车导航系统等的滤波器和发射器。溴化锂的用途是建筑物、工厂等的大型空调使用的吸收式冷冻机的冷却剂吸收材料,而氢氧化锂的用途是汽车等的润滑油和锂电池(一次和二次)的原料。金属锂的用途是一次电池的阳极材料和合成橡胶催化剂用丁基锂的原料。
[0004] 锂盐包含在盐湖盐水和矿石中,考虑到生产成本,从盐湖盐水中进行资源回收是有利的。盐湖盐水主要存在于智利、玻利维亚和阿根廷,其储藏量也大。盐水根据组成主要分为氯化物盐水、硫酸盐盐水、碳酸盐盐水和盐水。其中资源量最丰富的硫酸盐盐水在精制过程中经常从硫酸盐形成难溶盐,或包含大量碱土金属。因此,难以作为碳酸锂等精制盐来有效回收这些盐。
[0005] 作为解决问题的方案,已经提出了使用吸附剂的各种方法(专利文献1至3)等,但是问题在于成本高,并且没有建立在低成本下稳定回收精制锂盐的技术。作为常规的低成本方法,可以提到通过晒干盐水进行浓缩来去除杂质的方法,但是所述方法的问题在于:在锂浓度低的情况下或碱土金属浓度高的情况下难以应用该方法。此外,电渗析法和膜过滤法正在研究中(非专利文献1),但是没有投入实际应用。
[0006] 另一方面,同样是碱金属的钾已经广泛用于肥料以及食品、饲料、工业化学品、药品等中,但是生产国限于加拿大、俄罗斯、白俄罗斯等。目前,虽然钾没有严重的资源问题,但是伴随粮食生产所不可缺少的肥料成分的稳定供应、以及发展中国家的爆炸性人口增加和经济增长而来的资源紧迫令人担忧。
[0007] 现有技术文献
[0008] 专利文献
[0009] 专利文献1:JP-A-2009-161794
[0010] 专利文献2:JP-A-2002-167626
[0011] 专利文献3:JP-A-4-293541
[0012] 非专利文献
[0013] 非专利文献1:“Heisei20Nendo Genba Niizutou ni taisuru Gijutsu Shien Jigyo(对2008年实际现场需要的技术支持方案):Kansui karano Richiumu Kaisyu Sisutemu Kaihatsu ni kansuru Kyoudo Sutadei Houkokusho(关于来自盐水的锂回收系统发展的合作研究报告()公开版)”,独立行政法人石油天然气/金属矿物资源机构,三菱商事株式会社,2010年3月

发明内容

[0014] 发明要解决的课题
[0015] 本发明的目的是提供以低成本从湖水、地下水、工业废水等中稳定回收锂和钾等碱金属的方法。
[0016] 解决课题的手段
[0017] 为了解决上述问题,本发明涉及下列构成。
[0018] (1)一种从碱金属盐水溶液中分离和回收精制碱金属盐的方法,所述方法包括使用分离膜从碱金属盐水溶液中除去精制阻碍物质的处理步骤,其中,在温度为25°C且pH为6.5的1000ppm葡萄糖水溶液以及温度为25°C且pH为6.5的1000ppm异丙醇水溶液在0.75MPa的操作压力下分别透过所述分离膜时,该分离膜的葡萄糖除去率和异丙醇除去率同时满足下式(I)和(II):
[0019] 葡萄糖除去率≥90%  (I);
[0020] 葡萄糖除去率-异丙醇除去率≥30%  (II)。
[0021] (2)根据第(1)项所述的分离和回收精制碱金属盐的方法,其中,所述碱金属盐水溶液中的锂离子浓度在0.5ppm以上至10000ppm以下的范围内。
[0022] (3)根据第(1)项或第(2)项所述的分离和回收精制碱金属盐的方法,其中所述碱金属盐水溶液中的镁离子浓度是锂离子浓度的1000倍以下。
[0023] (4)根据第(1)项至第(3)项中任一项所述的分离和回收精制碱金属盐的方法,包括将所述碱金属盐水溶液的一部分与通过所述处理步骤形成的透过水混合的步骤。
[0024] (5)根据第(1)项至第(4)项中任一项所述的分离和回收精制碱金属盐的方法,其中,通过所述处理步骤除去了所述碱金属盐水溶液中的精制阻碍物质并且还使锂富集。
[0025] (6)根据第(1)项至第(5)项中任一项所述的分离和回收精制碱金属盐的方法,其中,在所述处理步骤之后进行所述碱金属盐的浓缩处理。
[0026] (7)根据第(1)项至第(6)项中任一项所述的分离和回收精制碱金属盐的方法,其中,进行所述处理步骤直至所述碱金属盐水溶液中的镁离子浓度成为锂离子浓度的7倍以下。
[0027] (8)根据第(1)项至第(7)项中任一项所述的分离和回收精制碱金属盐的方法,其中,所述精制阻碍物质为选自由镁盐和硫酸盐构成的组中的至少一种。
[0028] (9)根据第(1)项至第(8)项中任一项所述的分离和回收精制碱金属盐的方法,其中,在所述处理步骤中的膜分离操作压力为所述碱金属盐水溶液的渗透压以下。
[0029] 发明的效果
[0030] 根据本发明,使得从各种溶质共存的水溶液中有效回收锂和钾等碱金属成为可能。

具体实施方式

[0031] 本发明的碱金属盐水溶液优选是至少含有锂盐的溶液,并且在要应用本发明的方法的盐湖盐水等中,溶解有由锂以外的钠、钾、铷和铯等碱金属中的至少一种金属、还有镁、钙和锶等碱土金属、典型元素(、铅等)和过渡金属(、钴、锰等)与一种或多种共轭碱(例如氯根离子、硝酸根离子、硫酸根离子、碳酸根离子、乙酸根离子等)的盐构成的化合物。对各种成分的浓度没有特别的限制,从分离和回收效率的度考虑,锂离子浓度优选在0.5ppm以上至10000ppm以下的范围内,更优选在5ppm以上至5000ppm以下的范围内,并且还优选的是,优选使用锂离子浓度范围从50ppm以上至2000ppm以下的水溶液作为原水。如有必要,可以提供浓缩或稀释等处理之后的溶液作为原水。
[0032] 此处,在分离和回收碳酸锂和/或氯化钾等所需的精制碱金属盐时,例如,作为精制阻碍物质,可以提及易于形成难溶盐的碱土金属盐和硫酸盐、地壳中的有机物质等,并且可以例举镁盐和/或硫酸盐等。在本发明中,从于碱金属盐水溶液中分离和回收精制碱金属盐的效率的角度考虑,成为原水的碱金属盐水溶液中的镁离子浓度优选是锂离子浓度的1000倍以下,并且在浓度比更优选为500倍以下且进一步优选为100倍以下时是有效的。
[0033] 在本发明中,在用分离膜除去精制阻碍物质的处理步骤中,优选用所述分离膜进行所述除去处理,直到含有碱金属盐的水溶液中的镁离子浓度成为该水溶液中的锂离子浓度的7倍以下。当此比率超过7倍时,精制碱金属盐的回收效率明显降低。在这点上,精制阻碍物质的重量是以镁离子或硫酸根离子等离子的换算重量来进行计算的。此外,锂离子换算重量和精制阻碍物质的重量是通过用离子色谱法测量定量测定含有碱金属盐的水溶液中的各种离子的浓度而确定的。
[0034] 关于精制阻碍物质的含量,所述精制阻碍物质的组成和浓度根据原水的种类和性质而变化。例如,盐湖盐水包含的镁离子和硫酸根离子均在100ppm以上至30000ppm以下的范围内。
[0035] 本发明人发现,在使用纳滤膜作为分离膜的情况下,特别是通过使用下述纳滤膜:当25°C且pH为6.5的1000ppm异丙醇水溶液以及25°C且pH为6.5的1000ppm葡萄糖水溶液分别在0.75MPa的操作压力下透过所述纳滤膜时,该纳滤膜的葡萄糖除去率为90%以上并且葡萄糖除去率与异丙醇除去率之差在30%以上,碱金属盐、尤其是锂盐与精制阻碍物质的分离以极高的效率实现,而与总盐浓度无关。从而完成了本发明。
[0036] 一般而言,因为上述精制碱金属盐可以通过由水溶液的浓缩、加热和/或冷却或成核剂的添加引起的沉淀操作进行分离和回收,因此优选除去阻碍所述操作的镁盐和/或硫酸盐。因此,通过使用下述纳滤膜:当25°C且pH为6.5的2000ppm硫酸镁水溶液以及25°C且pH为6.5的2000ppm氯化锂水溶液在0.75MPa的操作压力下透过所述膜时,该膜的硫酸镁除去率为90%以上、优选为95%以上、更优选为97%以上并且氯化锂除去率为70%以下、优选为50%以下、更优选为30%以下,锂盐与精制阻碍物质的分离以极高的效率实现,而与总盐浓度无关。此外,优选在使用了本发明的分离膜的步骤之后,通过浓缩碱金属盐来回收所述精制碱金属盐。
[0037] 关于精制碱金属盐的回收,例如,在钾盐的情况下,回收是通过已知方法进行的,所述已知方法为通过利用溶解度的温度依赖性或通过添加乙醇等不良溶剂来回收氯化钾。在锂盐的情况下,利用碳酸锂的溶解度比其它碱金属盐小的事实,通过向水溶液中添加碳酸盐,以碳酸锂的形式进行回收。所述回收利用了以下的事实:与碳酸钠和碳酸钾在水中足够高的溶解度(每100mL水20g以上)相比,碳酸锂的溶解度在25°C下只有每100mL水1.33g,并且所述溶解度在高温下进一步降低。
[0038] 本文中纳滤膜是定义为“阻止小于2nm的粒子和溶解的大分子的压力驱动膜”的膜。适用于本发明的有效纳滤膜优选是这样的膜:在该膜表面上有电荷,因而通过细孔分离(粒度分离)和得益于该膜表面上的电荷的静电分离的结合而表现出提高的分离效率。因此,必需采用这样的纳滤膜,该纳滤膜能够在将作为回收目标的碱金属离子与具有不同电荷特性的其他离子借助电荷进行分离的同时、通过粒度分离来去除高分子类物质。
[0039] 作为本发明中使用的纳滤膜的材料,可以使用乙酸纤维素系聚合物、聚酰胺、磺化聚砜、聚丙烯腈、聚酯、聚酰亚胺和乙烯基聚合物等高分子材料。所述膜不限于仅由一种材料构成的膜,可以是包含多种所述材料的膜。关于膜结构,所述膜可以是非对称膜,其在膜的至少一面上具有致密层,并且具有从致密层向膜内部或者另一面孔径逐渐变大的微孔;或者是复合膜,其在非对称膜的致密层上具有由其它材料所形成的非常薄的功能层。作为复合膜,例如,可以使用在日本专利文献JP-A-62-201606中记载的、在以聚砜为膜材料的支持膜上构造由聚酰胺功能层构成的纳米过滤器而形成的复合膜。
[0040] 其中,同时具有高耐压性、高透水性及高溶质除去性能、且具有优异潜能的以聚酰胺为功能层的复合膜是优选的。为了能保持对操作压力的耐久性、高透水性及阻止性能,具有以下结构的复合膜是合适的:在该结构中,将聚酰胺用作功能层并且聚酰胺用多孔膜与无纺布构成的支撑体保持。另外,作为聚酰胺半透膜,合适的是在支撑体上具有下述功能层而构成的复合半透膜:所述功能层是通过多官能胺和多官能酰卤的缩聚反应而得到的交联聚酰胺的功能层。
[0041] 此处,多官能胺是指在其一个分子中具有至少两个伯和/或仲基的胺。其例子包括:芳族多官能胺,例如其中2个氨基以邻位、间位或对位的任意一个位置关系与苯结合的苯二胺、苯甲二胺、1,3,5-三氨基苯、1,2,4-三氨基苯、联苯胺、亚甲基双二苯胺、4,4′-二氨基联苯醚、联茴香胺、3,3′,4-三氨基联苯醚、3,3′,4,4′-四氨基联苯醚、3,3′二氧联苯胺、1,8-二胺、间(对)-单甲基苯二胺、3,3’-单甲氨基-4,4’-二氨基联苯醚、4,N,N’-(4-氨基苯甲酰基)-对(间)-苯二胺-2,2’-双(4-氨基苯基苯并咪唑)、2,2’-双(4-氨基苯基苯并噁唑)、2,2’-(4-氨基苯基苯并噻唑)和3,5-二氨基苯甲酸;脂肪族胺,如乙二胺和丙二胺;脂环族的多官能胺,如1,2-二氨基环已烷、1,4-二氨基环己烷、哌嗪、2,5-二甲基哌嗪、2-甲基哌嗪、2,6-二甲基哌嗪、2,3,5-三甲基哌嗪、2,5-二乙基哌嗪、2,3,5-三乙基哌嗪、2-正丙基哌嗪、2,5-二正丁基哌嗪、1,3-双哌啶基丙烷和4-氨基甲基哌嗪。其中,考虑到选择分离能力、透过性和耐热性,所述胺优选是一个分子中具有两个至四个伯和/或仲氨基的脂肪族多官能胺。特别是,更优选使用哌嗪或2,5-二甲基哌嗪,它们能够以宽的组成比获得具有较高的溶质除去性能和水透过性的纳滤膜。这些多官能胺可以单独或以混合物的形式使用。
[0042] 在芳族聚酰胺的情况下,优选含有两个氨基处于邻(o-)位的邻芳族二胺(它是在其一个分子中具有两个以上氨基的胺)的芳族聚酰胺作为多官能胺。此外,还优选含有选自由以下物质构成的组中的至少一种作为所述多功能胺:在间位(m-)上具有两个氨基的间芳族二胺、在对位(p-)上具有两个氨基的对芳族二胺和脂肪族胺及其衍生物,特别优选间芳族二胺和/或对芳族二胺,使用它们容易获得由于致密且刚性的结构因而阻止性能和透水性能的潜能优异、且耐久性(特别是耐热性)优异的膜。
[0043] 在此,优选使用邻苯二胺作为邻芳族二胺。作为间芳族二胺,优选间苯二胺,但是也可以使用3,5-二氨基苯甲酸、2,6-二氨基吡啶等等。作为对芳族二胺,优选对苯二胺,但是也可以使用2,5-二氨基苯磺酸、对苯甲二胺等等。
[0044] 作为这些多官能胺各自在成膜原液中的摩尔比,最合适的组成比可以根据使用的胺和酰基卤适当选择,但是当添加的邻芳族二胺的比率增加时,透水性提高,而阻止全体溶质的性能降低。此外,当以更大的量使用脂肪族多官能胺时,多价离子与单价离子的分离性能提高,由此可以获得满足目标透水性能和离子分离性能、以及阻止全体溶质的性能的本发明的液体分离膜。
[0045] 对所述多官能酰卤没有特别限制,只要它是在其一个分子中具有至少两个卤代羰基的酰卤或多官能酸酐卤化物、并通过与上述多官能胺反应形成交联聚酰胺的分离功能层的多官能酰卤即可。三官能酰卤的例子包括:均苯三甲酰氯、1,3,5-环己烷三甲酰氯、1,2,4-环丁烷三甲酰氯等。双官能酰卤的例子包括:芳族双官能酰卤,如联苯基二甲酰氯、亚联苯基二甲酰氯、偶氮苯二甲酰氯、对苯二甲酰氯、间苯二甲酰氯、和萘二甲酰氯;脂肪族双官能酰卤,如己二酰氯和癸二酰氯;脂环族双官能酰卤,如环戊烷二甲酰氯、环己烷二甲酰氯、和四氢呋喃二甲酰氯。当考虑与多官能胺的反应性时,所述多官能酰卤优选是多官能酰基氯。另外,当考虑膜的选择性分离能力和耐热性时,优选在其一个分子中具有两到四个氯代羰基的多官能芳族酰氯。特别是,从易获取性和易操作性的角度考虑,更优选使用均苯三甲酰氯。这些多官能酰卤可以单独或以混合物的形式使用。
[0046] 此外,作为多官能酸酐卤化物,优选使用由下述通式[III]表示的偏苯三酸酐卤化物及其衍生物,所述偏苯三酸酐卤化物具有一个或多个酸酐部分和一个或多个卤代羰基,并且是苯甲酸酐和邻苯二甲酸酐的羰基卤化物。
[0047] [化学式1]
[0048]
[0049] 在式[III]中,X1和X2选自C1至C3的直链或者环状饱和或非饱和脂肪族基团、H、OH、COOH、SO3H、COF、COCl、COBr和COI中的任一种,或者在X1和X2之间可以形成酸酐。X3选自C1至C3的直链或者环状饱和或非饱和脂肪族基团、H、OH、COOH、SO3H、COF、COCl、COBr和COI中的任一种。Y选自H、F、Cl、Br、I或C1至C3的类。
[0050] 另一方面,例如,当碱金属离子以50000ppm以上至100000ppm以下的钠离子相当量透过纳滤膜时,优选高效实现碱金属盐与精制阻碍物质的分离。也就是说,据认为在高盐浓度条件下活性系数降低,并且在高浓度离子对带电荷的膜的掩蔽效应起作用的条件下,尽管机制尚未充分阐明,但与电荷排斥力和对膜的亲合力相比,粒度分离的效果仍高度促进了无机盐的分离。另外,透过纳滤膜的透过液中的锂浓缩变得可能,因此这样的情况是优选的。令人惊讶的是,已经发现,在特定的浓度条件下,由于在分离膜表面上的浓度极化效应而出现易透过性物质向透过侧的主动输送。
[0051] 在通过纳滤膜过滤时,上述碱金属盐水溶液优选在0.1MPa以上至8MPa以下的压力范围内供应至所述纳滤膜。当压力低于0.1MPa时,膜透过速率降低,而当压力高于8MPa时,可能对膜的损伤造成影响。此外,当以0.5MPa以上至6MPa以下的压力供应溶液时,由于膜透过通量高,因此金属盐水溶液能够有效地透过,另外对膜损伤造成影响的可能性小,因此这种情况是优选的。特别优选在1MPa以上至4MPa以下的压力下进行所述供给。此外,在使用纳滤膜过滤时,通过在低于碱金属盐水溶液的渗透压的压力下进行透过,进一步降低了对膜损伤造成影响的可能性。
[0052] 此外,为了实现适合于通过浓缩等获得精制碱金属盐的后续步骤的金属盐成分比,优选将碱金属盐水溶液的一部分与通过用分离膜除去精制阻碍物质的处理步骤而形成的透过水混合。
[0053] 实施例
[0054] 下面将参考实施例对本发明进行说明,但是本发明不限于这些实施例。按以下方式进行实施例和比较例中的测定。
[0055] (异丙醇除去率)
[0056] 在将温度调节为25°C且pH调节为6.5的1000ppm异丙醇水溶液以0.75MPa的操作压力提供给分离膜时,通过比较透过水与供应水中的异丙醇浓度来进行评价。即,所述比率计算如下:异丙醇除去率(%)=100×(1-(透过水中的异丙醇浓度/供应水中的异丙醇浓度))。就此而言,异丙醇浓度通过气相色谱仪(岛津制作所制造的GC-18A)测定。
[0057] (葡萄糖除去率)
[0058] 在将温度调节为25°C和pH调节为6.5的1000ppm葡萄糖水溶液以0.75MPa的操作压力提供给分离膜时,通过比较透过水与供应水中的葡萄糖浓度来进行评价。即,所述比率计算如下:葡萄糖除去率(%)=100×(1-(透过水中的葡萄糖浓度/供应水中的葡萄糖浓度))。就此而言,葡萄糖浓度由折射计(岛津制作所制造的RID-6A)测定。
[0059] (盐水的制备)
[0060] 在以下条件下制备含有多种金属盐的两种水溶液。
[0061] 作为盐水A,将氯化锂(4.3g)、氯化钠(52.3g)、四酸钠(10.4g)、硫酸钠(25.3g)、氯化钾(61.0g)、氯化镁(51.0g)和氯化钙(2.0g)分别添加到1L纯水中,并在25°C下搅拌8小时而溶解。将所述溶液过滤(2号滤纸),通过离子色谱测量对所得溶液中的各种离子的浓度进行定量测定,并示于表1中。
[0062] 作为盐水B,将氯化锂(2.1g)、氯化钠(46.5g)、四硼酸钠(5.2g)、硫酸钠(12.6g)、氯化钾(30.5g)、氯化镁(25.5g)和氯化钙(1.0g)分别添加到1L纯水中,并在25°C下搅拌8小时而溶解。用盐酸调节pH。将所述溶液过滤(2号滤纸),通过离子色谱测量对所得溶液中的各种离子的浓度进行定量测定,并示于表1中。
[0063] (离子除去率)
[0064] 基于下式通过离子色谱测量确定将温度调节为25°C的上述每种盐水在2.0MPa的操作压力下提供给半透膜时的透过水的盐浓度。
[0065] 离子除去率=100×{1-(透过水中的盐浓度/供应水中的盐浓度)}
[0066] (膜透过通量)
[0067] 使用上述各盐水作为供应水,根据每平方米的膜表面每天透过的水量(立方米)来确定膜透过通量(m3/m2/日)。
[0068] (微孔支持膜的制备)
[0069] 在室温下(25°C)下,将聚砜的15.0重量%二甲基甲酰胺(DMF)溶液以180μm的厚度2
浇在由聚酯纤维构成的无纺布(透气度:0.5至1cc/cm/秒)上,将所得膜立即浸于纯水中并使其静置5分钟,由此制备由纤维强化聚砜支持膜构成的微孔支持膜(厚度:150至160μm)。
[0070] (分离膜A的制备)
[0071] 将所述微孔支持膜浸在含有多官能胺(以占全部多官能胺的1.5重量%的量使间苯二胺与1,3,5-三氨基苯的摩尔比为70/30的方式制备)和3.0重量%ε-己内酰胺的水溶液中2分钟,然后沿竖直方向逐渐提起所述支持膜。在通过从喷气嘴吹氮而从支持膜表面去除多余的水溶液之后,涂布含有0.05重量%均苯三甲酰氯的正癸烷溶液,使表面完全润湿,然后静置1分钟。然后,为了从膜中除去多余的溶液,将膜竖直保持2分钟以排掉所述溶液,并且通过使用鼓机在20°C下吹气来进行干燥。在室温下,用含有0.7重量%亚硝酸钠和0.1重量%硫酸的水溶液处理由此获得的分离膜2分钟之后,立即用水洗涤该膜并在室温下保存,获得分离膜A。
[0072] (分离膜B的制备)
[0073] 将微孔支持膜浸在含有0.25重量%哌嗪的水溶液中2分钟,并沿竖直方向逐渐提起所述支持膜。在通过从喷气嘴吹氮而从支持膜表面去除多余的水溶液之后,以160cm3/m2的比率涂布含有0.17重量%均苯三甲酰氯的正癸烷溶液,使表面完全润湿,然后静置1分钟。然后,为了从膜中除去多余的溶液,将膜竖直保持1分钟以排掉所述溶液,并且通过使用鼓风机在20°C下吹气来进行干燥。干燥之后,立即用水洗涤该膜并保存在室温下,获得分离膜B。
[0074] (分离膜C的制备)
[0075] 将微孔支持膜浸在含有1.0重量%哌嗪、1.5重量%磷酸三钠十二水合物和0.5重量%十二烷基硫酸钠的水溶液中2分钟,并沿竖直方向逐渐提起所述支持膜。在通过从喷气嘴吹氮而从支持膜表面去除多余的水溶液之后,以160cm3/m2的比率涂布含有0.2重量%均苯三甲酰氯的正癸烷溶液,使表面完全润湿,然后静置1分钟。然后,为了从膜中除去多余的溶液,将膜竖直保持1分钟以排掉所述溶液,并且通过使用鼓风机在20°C下吹气来进行干燥。干燥之后,立即用水洗涤该膜并保存在室温下,获得分离膜C。
[0076] (分离膜D的制备)
[0077] 在用pH调节至9的0.1重量%的次氯酸钠水溶液在室温下处理SCL-100(乙酸纤维素反渗透膜,东丽(株)制造)24小时之后,立即用水洗涤该膜并保存在室温下,获得分离膜D。
[0078] (实施例1)
[0079] 使用UTC-60(交联芳族聚酰胺纳滤膜,东丽(株)制造)作为分离膜,分别利用盐水A和B作为原水来评价离子除去率和水透过性能。与异丙醇除去率和葡萄糖除去率一起,结果显于表1中。
[0080] (比较例1)
[0081] 按照与实施例1同样的方式进行评价,不同之处在于,将分离膜A用作分离膜。结果示于表1中。
[0082] (实施例2)
[0083] 按照与实施例1同样的方式进行评价,不同之处在于,将分离膜B用作分离膜。结果示于表1中。
[0084] (实施例3)
[0085] 按照与实施例1同样的方式进行评价,不同之处在于,将分离膜C用作分离膜。结果示于表1中。
[0086] (比较例2)
[0087] 按照与实施例1同样的方式进行评价,不同之处在于,将分离膜D用作分离膜。结果示于表1中。
[0088] 由表1所示的结果明显看出,为了表现出对作为精制阻碍物质的镁离子和硫酸根离子等离子的阻止能力,葡萄糖除去率在90%以上是必要的,并且从适当的水透过量和选择透过性之间的平衡(Mg/Li比)考虑,葡萄糖除去率和异丙醇除去率之差在30%以上是必要的。
[0089] 表1
[0090]
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