La separación de Li de mezclas multi-iónicas mediante membranas de nanofiltración: experimentos y modelado
Autores: Hubach, Tobias; Pillath, Marcel; Knaup, Clemens; Schlüter, Stefan; Held, Christoph
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
La separación de Li de mezclas multi-iónicas mediante membranas de nanofiltración: experimentos y modelado
Categoría
Procesos industriales
Subcategoría
Simulación de procesos industriales
Palabras clave
Fuentes acuosas
Iones de litio
Nanofiltración
Sistemas de ósmosis inversa
Modelo de solución-difusión-electromigración
Agua de mar
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 22
Citaciones: Sin citaciones
Fuentes acuosas como las salmueras de lagos salados y el agua de mar son la fuente más abundante de iones de litio y podrían contribuir a la creciente demanda de litio para el almacenamiento de energía. Al acoplarse con los sistemas de ósmosis inversa cada vez más relevantes, la nanofiltración puede proporcionar un proceso alternativo prometedor a métodos convencionales como la evaporación de agua y la precipitación de sal a partir de minerales o salmueras con este fin. Un posible modelo para la nanofiltración es el modelo de solución-difusión-electromigración (SDEM). Primero, el modelo se parametrizó determinando las permeancias a partir de mezclas de electrolitos simples que contenían dos sales. Luego, el SDEM se utilizó para predecir los rechazos de soluciones complejas de multi-electrolitos que imitan el agua de mar y la salmuera de ósmosis inversa, sin ajustar parámetros adicionales a datos experimentales de esta mezcla compleja. Esto permitió predecir satisfactoriamente los rechazos de iones. También se pudo describir cualitativamente rechazos negativos debido a campos eléctricos generados espontáneamente en la membrana. En resumen, este modelado SDEM puede proporcionar una contribución importante a la purificación del litio procedente de fuentes acuosas.
Descripción
Fuentes acuosas como las salmueras de lagos salados y el agua de mar son la fuente más abundante de iones de litio y podrían contribuir a la creciente demanda de litio para el almacenamiento de energía. Al acoplarse con los sistemas de ósmosis inversa cada vez más relevantes, la nanofiltración puede proporcionar un proceso alternativo prometedor a métodos convencionales como la evaporación de agua y la precipitación de sal a partir de minerales o salmueras con este fin. Un posible modelo para la nanofiltración es el modelo de solución-difusión-electromigración (SDEM). Primero, el modelo se parametrizó determinando las permeancias a partir de mezclas de electrolitos simples que contenían dos sales. Luego, el SDEM se utilizó para predecir los rechazos de soluciones complejas de multi-electrolitos que imitan el agua de mar y la salmuera de ósmosis inversa, sin ajustar parámetros adicionales a datos experimentales de esta mezcla compleja. Esto permitió predecir satisfactoriamente los rechazos de iones. También se pudo describir cualitativamente rechazos negativos debido a campos eléctricos generados espontáneamente en la membrana. En resumen, este modelado SDEM puede proporcionar una contribución importante a la purificación del litio procedente de fuentes acuosas.