可望用於鋰金屬資源回收之超高透水性奈米濾膜

 

刊登日期:2019/9/10
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Toray最近發表開發了一項透水性提高了3倍、達到世界最高等級的超高透水性奈米濾膜(Nanofiltration;NF),與既有製品相比,由於實現了極為優異的生產性與省能源化,除了可運用於水處理用途之外,亦可望應用在鋰金屬等的資源回收、生物精煉(Biorefinery)之化學回收等的特殊回收用途,創造出另一個新市場。Toray計畫在3年內達到實用化目標,首先大約會有數億日圓規模,一旦鋰金屬的回收正式展開,未來將可望進一步擴大至數十億日圓的規模。

Toray新開發的是在形成精密細孔構造的同時,擁有摺皺狀構造、厚度約10 nm的奈米濾膜,透過聚醯胺類(Polyamide)聚合物的界面聚合進行製造。孔徑分佈約1.0 nm,不僅較過去的產品來得窄,摺皺狀構造也擴大表面積,提高了透水性能。使用新奈米濾膜不僅在低壓狀態時讓透水變為可能,運轉能量可達到省力化之外,以0.15 MPa程度的水流壓力也可以透水,即使未在輸水管加裝動力,也可以裝設使用新奈米濾膜。

Toray計畫首先應用在輸水管用途,以高精度除去原水中含有的重金屬或農藥,且即使是輸水管的壓力就能供應十足的水量至家庭或工廠。此外,對於今後需求將持續擴大的鋰金屬資源方面,新奈米濾膜適用於現有的鹽湖回收製程,將可藉此省略過去必須利用藥劑除去2價離子的製程,且經過試算,以現有製程來說,可減少高濃度鹽湖20 %、低濃度鹽湖45 %的回收成本。

目前Toray也在南美智利的鹽湖設置廠房展開實證實驗,預期在今年內將會有確實的成果呈現。除了目前正在進行回收的玻利維亞、智利的高濃度鹽湖之外,也將可望應用於其他存在於南美地區或中國之低濃度鹽湖的鋰金屬回收。

另一方面,相對於逆滲透(RO)膜會阻斷水以外的物質,具有製作超純水之性能,奈米濾膜則是擁有可通過鈉(Na)等1價離子,而鎂(Mg)等2價離子以上之物質無法通過的選擇分離性。利用這項性質,因此除了去除有機溶劑或農藥的水處理性能之外,在醬油、乳製品的脫鹽;氨基酸、乳酸的精製等食品、生質用途上的實用化也持續發展中。


資料來源: 化學工業日報 / 材料世界網編譯
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