研究情報
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リチウム (Li) は、世界的なエネルギー転換にとって戦略的に重要な材料であり、世界の生産量のほぼ 50% が高塩分塩水に由来する。蒸発池を介した従来の予備濃縮は時間がかかり、大量の水分損失につながり、環境問題を引き起こす。同時に、海水逆浸透(SWRO)による海水淡水化の世界的な拡大により、海洋生態系を脅かす高塩分塩水の処分に関連する課題が増大している。
この研究では、Li の回収率を高め、持続可能な塩水管理を促進するための統合プロセスとして、熱浸透膜蒸留結晶化 (T-OMD-Cr) を導入する。合成リチウム濃縮溶液を用いたT-OMD-Cr は、ストリッピング剤として SWRO塩水を利用し、従来の膜蒸留よりも27%高い60℃で43kg·m−2·h−1 の水フラックスを達成した。このアプローチにより、アタカマ砂漠(チリ)の塩の組成を模倣した溶液からの塩分分離の第一段階に相当する、選択的な岩塩の結晶化を可能とした。
結晶化速度論は、より小さく、より均一な結晶を生成するようにSWRO塩水によって誘発された過飽和の上昇が核形成を大幅に促進することを示した。PHREEQCを使用した熱力学的モデリングにより、NaClの析出が正確に予測され、実験結果が検証された。
これらの知見は、T-OMD-Crがリチウム抽出を強化し、塩水の排出を削減し、より循環的で環境に配慮した淡水化・採掘システムに貢献する可能性を浮き彫りにしている。
© 2025 The Authors. Published by Elsevier Ltd.　Creative Commons Attribution 4.0 International License (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).
https://doi.org/10.1016/j.jwpe.2025.108181