锂是重要的战略资源,对推动国民经济发展起着重要作用。氢氧化锂作为基础锂盐产品,是制备锂基润滑脂、锂电池、电极材料的重要原料。盐湖卤水由于锂资源储量大、提取成本低等特点而成为锂资源的主要开发方向。因此,开展从盐湖卤水中制备氢氧化锂的工艺研究,具有重要的理论及实际意义。本文以西台吉乃尔盐湖膜分离卤水为原料,采用离子膜电解法制备氢氧化锂产品,工艺过程分为卤水预处理、离子膜电解和产品制备三个部分,主要研究内容如下:卤水预处理过程包括卤水除镁、卤水除硼、卤水深度除硼镁、卤水除钠等4个阶段。卤水除镁阶段采用化学沉淀法脱除膜分离卤水中的大部分镁,其中镁去除率为96.87%,锂收率为97.95%;卤水除硼阶段采用LSC-800树脂对卤水中硼元素进行吸附,考察了吸附时间、卤水p H值、树脂量、反应温度等条件对吸附效果的影响,并采用Langmuir吸附等温式和Freundlich吸附等温式对树脂吸附行为进行了拟合探究,经树脂吸附后的卤水中硼去除率为96.18%,锂收率为92.90%;卤水深度除硼镁阶段采用LSC-800树脂、D469树脂对卤水中硼镁元素进行深度吸附,通过调节两种树脂质量配比来达到较好的共吸附效果,得到硼镁含量均小于1 mg/L的深度除硼镁卤水;卤水除钠阶段利用水盐体系相平衡原理,采用强制蒸发法将钠元素从体系中分离,控制一定蒸发条件,卤水中钠去除率为90%,锂损失率为4～6%。卤水经过预处理工艺后可得到用于离子膜电解的精制卤水。离子膜电解过程采用一膜两室装置进行电解实验,膜为阳离子交换膜,两室为阳极室与阴极室,阳极液与阴极液分别为精制卤水和低浓度氢氧化锂溶液。简要分析了电流密度、阳极液Li Cl浓度、阳极液p H值、阴极液Li OH浓度、循环流量等实验因素对电解过程的影响,通过单因素变量法对离子膜类型、电流密度、阳极液Li Cl浓度、循环流量等实验因素进行探究,并考察了平均电压、电流效率、直流电耗等性能参数变化。经离子膜电解工艺后可得到质量分数为8～10%的氢氧化锂溶液。产品制备过程包括蒸发结晶、洗涤干燥两部分,蒸发结晶过程中控制氢氧化锂溶液的蒸发温度和浓缩倍数,洗涤干燥过程中控制洗涤固液比、洗涤次数、干燥温度、干燥时间等条件,可制备符合国标(GB/T 26008-2010)要求的电池级氢氧化锂产品。通过对工艺过程进行总结,最终设计了从盐湖卤水到氢氧化锂产品的总工艺流程。