随着能源转换、航空航天等高新技术产业的迅猛发展,陆地锂资源将无法满足未来发展需要,开发利用海水体系中锂资源已成为国内外研究的热点。目前,在众多海水提锂方法中,吸附法虽然最具工业化应用前景,但其最大的工艺难点仍是海水锂浓度过低,因此将海水进一步浓缩后再进行提锂就显得尤为必要。同时,在当前海水利用工艺链条中存在着一些副产浓缩液,其中包括锂在内的多种元素都得到了浓缩,是比较理想的提锂原料液,却未得到有效利用,有些甚至作为废液被排放掉,在污染环境的同时,也造成了资源的严重浪费。因此,本研究以资源化利用浓缩海水中的锂为目标,在综合比较并优选锂离子筛吸附剂的基础上,以海水淡化后浓海水、盐田苦卤和制溴母液为原料,发挥其在海水利用过程中锂得到浓缩的优势,替代天然海水开展吸附法提锂的静态和动态试验,通过优选原料浓缩液及优化吸附、洗脱、沉锂工艺参数,探讨解决海水提锂产业化过程中周期长、处理量大、设备负荷高等问题的有效途径。此外,针对提锂浓缩液利用过程中的生态失衡问题,从生态修复角度,开展兑卤法浓海水综合利用的掺兑工艺优化研究。主要研究成果如下:采用水热两段固相法和胶晶模板法分别制备了高性能锂离子筛吸附剂MnO2·0.5H2O,通过XRD、SEM、HRTEM、TG-DTA等手段对其晶相结构和表面形貌进行了分析。借助动力学、等温线和离子选择性模型分析了离子筛的吸附性能,可以得出:在浓海水、盐田苦卤和制溴母液三种体系下,两种离子筛的吸Li+速率均符合准一级动力学Lagergren方程,吸附过程也均符合Langmuir吸附等温方程,同时对Li+都具有较高选择性。开展了各浓缩液体系下动态吸附/脱附试验,结合静态吸附试验结果,同时兼顾工艺可操作性和经济性,优选了盐田苦卤作为提锂原料浓缩液。同时,从吸附性能、稳定性、制备成本等方面,对两种方法制得的离子筛进行了综合比选,确定将水热两段固相法制得离子筛作为提锂吸附剂。通过开展动态吸附提锂工艺参数优化试验,确定相对最佳的吸附工艺条件为:pH值为8.5,温度为298 K,流速为5 m L/min,采取叠加吸附的循环方式。通过开展洗脱工艺参数优化试验,确定相对最佳的脱附工艺条件为:洗脱酸液浓度为0.5mol/L,温度为298 K,流速为2.0 m L/min,采取5次循环洗脱的方式来提高Li+富集倍数。以洗脱所得富锂液为原料,经过精制、蒸发浓缩、深度除镁、沉淀等工艺制备了碳酸锂粗产品,然后采取洗涤、碳化分解提纯等工艺最终制得了高纯碳酸锂产品。同时,在保证产品纯度和提高Li+回收率的前提下,综合考虑工艺能耗、周期及可操作性等因素,对各工艺条件进行了优化。将膜法、热法淡化后浓海水与不同浓度盐田卤水分别按照不同配比掺兑后,开展了提锂浓缩液生态修复试验。综合考虑掺兑修复原则以及经济、生产操作等因素,选取浓海水与15.0 Bh盐田卤水按照50:1掺兑、调节pH值并适量补充生物与营养盐作为相对最理想的修复条件。同时,通过分析Li+的浓缩规律可以得到,此生态修复工艺对后续盐田苦卤提锂基本没有影响。