CN112108001B - 一种反渗透系统及其浓缩含锂盐水的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种反渗透系统及其浓缩含锂盐水的方法，涉及液体浓缩技术领域，可在较低的操作压力下实现高浓缩倍率，系统运行稳定，且成本较低。本发明实施例的反渗透系统包括沿反渗透系统液体的流动方向依次连通的第一反渗透单元组和第二反渗透单元组，第一反渗透单元组连通有待过滤溶液；第一反渗透单元组用于将待过滤溶液进行逐级浓缩获得系统浓水和将获得的滤液导向第二反渗透单元组；第二反渗透单元组用于将第一反渗透单元组的滤液进行再次过滤获得系统产水。本发明用于浓缩含锂盐水。
Description
技术领域
本发明涉及液体浓缩技术领域，尤其一种反渗透系统及其浓缩含锂盐水的方法。
背景技术
稀散元素锂是现代技术中的一种重要元素，锂及其化合物在能源、石油化工、冶金、陶瓷、医药、航空航天和制冷等领域都发挥着极其重要的作用，因此，被称为“21世纪的能源金属”。目前，世界锂盐总产量的80％以上来自盐湖卤水。传统提取锂盐的方法是利用蒸发过程把摊晒后的盐湖卤水进一步的蒸发浓缩，但蒸发的过程主要依靠电能、煤或天然气来加热，成本过高。因此，研究和开发一种低能耗、低成本、无污染且浓缩极限高的浓缩系统和方法显得尤为重要。
现有应用技术中，如图1所示，包括微滤单元01、分盐系统02、膜浓缩系统03和除镁系统04，由于渗透压和允许操作压力的限制，采用反渗透为主的膜法处理最终浓缩液盐度较低，膜浓缩系统03由正渗透系统031或正渗透系统031与反渗透系统032的组合系统构成。盐湖卤水通过微滤单元01，去除其中的悬浮物、胶体和其他杂质；然后流入分盐系统02，分离获得以一价阳离子为主的滤液和以多价阳离子为主的浓缩液；将滤液送入膜浓缩系统03，浓缩得富锂浓缩液；将富锂浓缩液送入除镁系统04，经除镁系统04后得到提锂母液。
但是，在采用现有的技术方案时，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：膜浓缩系统采用正渗透系统，系统运行不够稳定，在实际应用中也存在较多问题。
发明内容
本发明实施例提供一种反渗透系统及其浓缩含锂盐水的方法，可在较低的操作压力下实现高浓缩倍率，系统运行稳定，且成本较低。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
一种反渗透系统，包括沿所述反渗透系统液体的流动方向依次连通的第一反渗透单元组和第二反渗透单元组，所述第一反渗透单元组连通有待过滤溶液；所述第一反渗透单元组用于将所述待过滤溶液进行逐级浓缩获得系统浓水和将获得的滤液导向所述第二反渗透单元组；所述第二反渗透单元组用于将所述第一反渗透单元组的滤液进行再次过滤获得系统产水。
进一步地，所述第一反渗透单元组包括至少两个反渗透单元，所述至少两个反渗透单元沿反渗透单元的未滤液流通方向串联设置，每相邻的两个所述反渗透单元中位于下游的反渗透单元的修正截留率比位于上游的所述反渗透单元的修正截留率小5％～20％；且所述第一反渗透单元组中修正截留率最高的所述反渗透单元的修正截留率小于或等于90％；当所述第二反渗透单元组包括一个反渗透单元时，所述一个反渗透单元的修正截留率大于95％；当所述第二反渗透单元组包括至少两个反渗透单元时，所述至少两个反渗透单元沿反渗透单元的滤液流通方向串联设置，每相邻的两个所述反渗透单元中位于下游的反渗透单元的修正截留率比位于上游的所述反渗透单元的修正截留率大5％～20％，且所述第二反渗透单元组中修正截留率最高的所述反渗透单元的修正截留率大于95％。
进一步地，所述第一反渗透单元组包括第一反渗透单元和第二反渗透单元，所述第二反渗透单元组包括一个第三反渗透单元；所述第一反渗透单元的进液口连通有待过滤溶液，所述第一反渗透单元的未滤液出口与所述第二反渗透单元的进液口连通，所述第二反渗透单元的滤液出口与所述第一反渗透单元的进液口连通，所述第三反渗透单元的进液口与所述第一反渗透单元的滤液出口连通，所述第三反渗透单元的未滤液出口与所述第一反渗透单元的进液口连通。
进一步地，还包括预处理单元，所述预处理单元与所述第一反渗透单元组的进水口连通，所述预处理单元用于去除杂质、降低硅含量、降低有机物含量和降低硬度。
进一步地，还包括第一增压装置、第二增压装置和第三增压装置，所述第一反渗透单元组和所述第二反渗透单元组均由多个所述反渗透单元串联组成，所述第一增压装置与所述反渗透系统内液体流动方向的所述第一反渗透单元的前端连接，所述第二增压装置位于所述第一反渗透单元组中相邻的两个所述反渗透单元之间，所述第三增压装置位于所述第二反渗透单元组中两个所述反渗透单元之间。
进一步地，所述第一增压装置为高压泵，所述第二增压装置和所述第三增压装置均为增压泵。
进一步地，所述第一反渗透单元组的获得的系统浓水连通有能量回收装置，所述能量回收装置用于回收所述系统浓水的压力能。
另一方面，本发明实施例还提供一种浓缩含锂盐水的方法，利用上述反渗透系统，包括：当需要处理待浓缩含锂盐水时，将所述待浓缩含锂盐水增压并通入第一反渗透单元组进行逐级浓缩，获得系统浓水和初级滤液；将所述初级滤液增压并通入第二反渗透单元组进行过滤，获得系统产水。
进一步地，所述待浓缩含锂盐水为氯化锂盐水，所述第一反渗透单元组的进水压为1MPa～14MPa，每升所述系统浓水所含有的氯化锂盐水的质量为70000mg～200000mg；和/或，所述待浓缩含锂盐水为硫酸锂盐水，所述第一反渗透单元组的进水压为1MPa～14MPa，每升所述系统浓水所含有的硫酸锂盐水的质量为70000mg～250000mg；和/或，所述待浓缩含锂盐水为硝酸锂盐水，所述第一反渗透单元组的进水压为1MPa～14MPa，每升所述系统浓水所含有的硝酸锂盐水的质量为70000mg～250000mg；
进一步地，所述待浓缩含锂盐水为氯化锂盐水，所述第二反渗透单元组的进水压力为1MPa～14MPa，每升所述系统产水所含有的氯化锂的质量为10mg～2000mg；和/或，所述待浓缩含锂盐水为硫酸锂盐水，所述第二反渗透单元组的进水压力为1MPa～14MPa，每升所述系统产水所含有的硫酸锂的质量为10mg～2500mg；和/或，所述待浓缩含锂盐水为硝酸锂盐水，所述第二反渗透单元组的进水压力为1MPa～14MPa，每升所述系统产水所含有的硝酸锂的质量为10mg～2500mg。
本发明实施例的一种反渗透系统，第一反渗透单元组连通有待过滤溶液，待浓缩含锂盐水通过第一反渗透单元组逐级浓缩，获得初级滤液和系统浓水，该系统浓水即富锂浓缩液，初级滤液流向第二反渗透单元组再次进行反渗透，获得系统产水。与现有技术相比，本发明实施例的反渗透系统，通过串联设置的多个反渗透单元，将待浓缩含锂盐水通过逐级浓缩获得富锂浓缩液，避免了采用正渗透系统对待浓缩含锂盐水进行浓缩，从而解决了采用正渗透系统而导致的系统运行不够稳定等问题。
另外，第二反渗透单元组所处理的初级滤液与待浓缩含锂盐水相比，浓度降低，故第二反渗透单元组进行反渗透所需的操作压力较低，从而可以在较低的操作压力下获得低浓度的稀释液，降低运行成本；同样的，由于通过反渗透直接获得低浓度的稀释液所需的操作压力较大，本发明实施例的反渗透系统在获得低浓度的稀释液之前，将待过滤溶液直接通入第一反渗透单元组逐级浓缩，故可以在较低的操作压力下获得高浓度的浓缩液，降低运行成本。
另一方面，本发明实施例还提供一种浓缩含锂盐水的方法，与现有技术相比，本发明实施例提供的浓缩含锂盐水的方法的有益效果与上述技术方案提供的反渗透系统的有益效果相同，在此不做赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中的制取锂盐的结构示意图；
图2为本发明实施例的反渗透系统的结构示意图；
图3为本发明实施例的由三个反渗透单元的组成的反渗透系统结构示意图；
图4为本发明实施例的反渗透系统的第一反渗透单元组包括三个反渗透单元和第二反渗透单元组包括两个反渗透单元时的结构示意图；
图5为本发明实施例的包括预处理单元的反渗透系统的结构示意图；
图6为本发明实施例的反渗透系统的包括能量回收装置的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的浓缩含锂盐水的方法的步骤流程图之一；
图8为本发明实施例提供的浓缩含锂盐水的方法的步骤流程图之二。
附图标记：
01-微滤单元；02-分盐系统；03-膜浓缩系统；031-正渗透系统；032-反渗透系统；04-除镁系统；1-第一反渗透单元组；11-第一反渗透单元；12-第二反渗透单元；13-第四反渗透单元；2-第二反渗透单元组；21-第三反渗透单元；22-第五反渗透单元；3-预处理单元；4-第一增压装置；5-第二增压装置；6-第三增压装置；61-第三增压装置第一分组；62-第三增压装置第二分组；7-水箱；8-能量回收装置；9-第四增压装置。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明的实施例提供的一种反渗透系统，如图2所示，包括沿反渗透系统液体的流动方向依次连通的第一反渗透单元组1和第二反渗透单元组2，第一反渗透单元组1连通有待过滤溶液；第一反渗透单元组1用于将待过滤溶液进行逐级浓缩获得系统浓水和将获得的滤液导向第二反渗透单元组2；第二反渗透单元组2用于将第一反渗透单元组1的滤液进行再次过滤获得系统产水。
本发明实施例的反渗透系统，参照图2和图3，第一反渗透单元组1连通有待过滤溶液，待浓缩含锂盐水通过第一反渗透单元组1逐级浓缩，获得初级滤液和系统浓水，该系统浓水即富锂浓缩液，初级滤液流向第二反渗透单元组2再次进行反渗透，获得系统产水。与现有技术相比，本发明实施例的反渗透系统，通过串联设置的多个反渗透单元，将待浓缩含锂盐水通过逐级浓缩获得富锂浓缩液，避免了采用正渗透系统对待浓缩含锂盐水进行浓缩，从而解决了采用正渗透系统而导致的系统运行不够稳定等问题。
另外，第二反渗透单元组2所处理的初级滤液与待浓缩含锂盐水相比，浓度降低，故第二反渗透单元组2进行反渗透所需的操作压力较低，从而可以在较低的操作压力下获得低浓度的稀释液，降低运行成本；同样的，由于通过反渗透获得低浓度的稀释液所需的操作压力较大，本发明实施例的反渗透系统在获得低浓度的稀释液之前，将待过滤溶液直接通入第一反渗透单元组1逐级浓缩，故可以在较低的操作压力下获得高浓度的浓缩液，降低运行成本。
在本发明中，术语“修正截留率”是膜分离领域通用的术语，计算方法如下：
R＝[1-2Cp/(Cb+Cr)]×100％；
其中，R为修正截留率，Cp为透过液浓度，Cb为进料液浓度，Cr为截留液浓度。
在本发明中，以本领域熟知的产品膜元件的一般测试标准，按照一种实施方式，以固定的盐水和操作条件(操作压力、温度和产水回收率)为参照，选择所需的反渗透膜元件。例如，针对35000mg/L的NaCl盐水，在5.5MPa、25℃和回收率8％的操作条件下，第一反渗透单元组1由多个反渗透单元沿反渗透单元的未滤液流动方向按照修正截留率从高至低依次连接，每相邻的两个所述反渗透单元中，位于下游的反渗透单元的修正截留率比位于上游的反渗透单元的修正截留率小5％～20％，且所述第一反渗透单元组中修正截留率最高的所述反渗透单元的修正截留率小于或等于90％；当第二反渗透单元组2包括一个反渗透单元时，该反渗透单元的修正截留率大于95％，优选大于99％；当第二反渗透单元组2包括至少两个反渗透单元时，至少两个反渗透单元沿反渗透单元的滤液流动方向串联设置，每相邻的两个反渗透单元中，位于下游的反渗透单元的修正截留率比位于上游的反渗透单元的修正截留率大5％～20％，且第二反渗透单元组中修正截留率最高的反渗透单元的修正截留率大于95％；优选大于99％。此时，以待浓缩含锂盐水为氯化锂盐水为例，本发明实施例的反渗透系统可以在较低的操作压力下将氯化锂盐水浓缩至70000mg/L～200000mg/L，且获得净化的产水的氯化锂的浓度为10mg/L～2000mg/L。
需要说明的是，修正截留率根据进水的浓度、操作条件变化而不同。例如，在相同的操作条件下，若是针对70000mg/L的LiCl盐水，同一反渗透单元的截留率会低于其处理35000mg/L的LiCl盐水的截留率。
具体的，如图3所示，第一反渗透单元组1至少包括第一反渗透单元11和第二反渗透单元12，第二反渗透单元组2至少包括一个第三反渗透单元21；第一反渗透单元11的进液口连通有待过滤溶液，第一反渗透单元11的未滤液出口与第二反渗透单元12的进液口连通，第二反渗透单元12的滤液出口与第一反渗透单元11的进液口连通，第三反渗透单元21的进液口与第一反渗透单元11的滤液出口连通，第三反渗透单元21的未滤液出口与第一反渗透单元11的进液口连通。第一反渗透单元11修正截留率比第二反渗透单元12修正截留率大5％～20％；第一反渗透单元11修正截留率比第三反渗透单元21修正截留率小5％～20％，第三反渗透单元21修正截留率大于95％。在这种情况下，待浓缩含锂盐水加压后通过第一反渗透单元11得到第一未滤液和第一滤液，第一滤液排出系统；第一未滤液流向第二反渗透单元12得到第二未滤液和第二滤液，第二滤液流向第一反渗透单元11，进行循环利用，第二未滤液即为富锂浓缩液。此时，以待浓缩含锂盐水为氯化锂盐水为例，本发明实施例的反渗透系统，可在较低的操作压力下将氯化锂盐水浓缩至70000mg/L～200000mg/L，且获得净化的产水的氯化锂的浓度为10mg/L～2000mg/L；同时，上述反渗透系统所使用的反渗透单元的数量少，结构简单，实施成本较低。
需要说明的是，当第一反渗透单元组1包括三个反渗透单元和第二反渗透单元组2包括两个反渗透单元时，如图4所示，第二反渗透单元12的未滤液出口与第四反渗透单元13的进液口连通，第四反渗透单元13的滤液口与第二反渗透单元12的进液口连通；第三反渗透单元21的滤液口与第五反渗透单元22的进液口连通，第五反渗透单元22的未滤液口与第三反渗透单元21的进液口连通。即，第四反渗透单元13得到的未滤液为系统排出的浓缩液，第五反渗透单元22得到的滤液为系统排出的净化水。其中，第一反渗透单元11、第二反渗透单元12和第四反渗透单元13修正截留率依次降低，第一反渗透单元11、第三反渗透单元21和第五反渗透单元22修正截留率依次升高。
由于待浓缩液体内可能杂质含量较高时，对反渗透单元内的膜元件污染较严重，因此，为了保证待过浓缩溶液的SDI(Silting Density Index，淤泥密度指数)值较低，需要增加预处理单元3。如图5所示，本发明实施例的反渗透系统还包括预处理单元3，预处理单元3与第一反渗透单元组1的进水口连通，预处理单元3用于去除杂质、降低硅含量、降低有机物含量和降低硬度。
需要说明的是，上述预处理单元可以选用化学软化、树脂软化，沙滤、微滤和超滤等，当然也可以根据需要单独使用或组合使用。
为了保证进入反渗透单元内的待过滤溶液具有足够的操作压力，参照图4，还包括第一增压装置4、第二增压装置5和第三增压装置6，第一反渗透单元组1和第二反渗透单元组2均由多个反渗透单元串联组成，第一增压装置4与反渗透系统内液体流动方向的第一反渗透单元11的前端连接，第二增压装置5位于第一反渗透单元组1中相邻的两个反渗透单元之间，第三增压装置6位于第二反渗透单元组2中两个反渗透单元之间。其中，当第一反渗透单元组1和第二反渗透单元组2均包括三个反渗透单元时，如图4所示，第一增压装置4与反渗透系统内液体流动方向的第一反渗透单元11的前端连接，第二增压装置5的一端与第四反渗透单元13的滤液口连通，另一端与第二反渗透单元12的进液口连通；第三增压装置第一分组61的一端与第一反渗透单元11的滤液口连通，另一端与第三反渗透单元21的进液口连通；第三增压装置第二分组62的一端与第三反渗透单元21的滤液口连通，另一端与第五反渗透单元22的进液口连通。通过对应设置多个增压装置，保证进入每个反渗透单元的溶液可以在所需的操作压力下实现反渗透的过程。
其中，第一增压装置4需要将原水直接由无压提升至高压，第二增压装置5和第三增压装置6只需将经反渗透后损失的压力进行补偿，比如第一反渗透单元11处理压力是6MPa，第一增压装置4需要将原水直接由无压提升至6MPa，经第一反渗透单元11处理后得到的滤液压力的压力为5.2MPa，这时需要一个增压装置将压力从5.2MPa提升至6MPa即可。因此，一般来说，第一增压装置4为高压泵，第二增压装置5和第三增压装置6均为增压泵。这样的话，可以在较低成本下，实现所需的效果。
为了提高对能量的利用率，故设置能量回收装置对本发明实施例的反渗透系统排出的浓缩液的压力能进行回收，即第一反渗透单元组1的获得的系统浓水连通有能量回收装置，能量回收装置用于回收系统浓水的压力能。具体的，参照图6，能量回收装置8的一端通入待浓缩的含盐锂水，另一端通入第二反渗透单元12的未滤液出口的溶液，从而得到释放压力能的最终的浓缩液以及加压后的待浓缩的含盐锂水，由于能量转换的损失，得到加压后的待浓缩的含盐锂水需要通过第四增压装置9再次加压，然后与经过第一增压装置4加压后的待浓缩的含盐锂水混合，并流向第一反渗透单元11。
需要说明的是，由于反渗透系统内液体流动方向的增压装置的前端可能需要连通多个反渗透单元，示例性的，参照图4和图5，反渗透系统内沿液体流动方向的第一增压装置4的前端设有用于暂存待过滤溶液的水箱7。水箱7可以为多个，每个水箱7对应设置在一个增压装置的前端。水箱7有调节缓冲的作用，可以在一定程度上提高本发明实施例的反渗透系统的稳定性。
一般来说，修正截留率低于90％的膜元件统称为纳滤膜，修正截留率大于90％统称为反渗透膜。因此，第一反渗透单元组1的膜元件为纳滤膜，纳滤膜为卷式纳滤膜或碟管式纳滤膜；第二反渗透单元组2膜元件为反渗透膜，反渗透膜为苦咸水反渗透膜、海水淡化反渗透膜、卷式反渗透膜或碟管式反渗透膜，当然也可以根据实际情况选用不同的膜元件。
需要说明的是，纳滤膜为常规卷式纳滤膜时，最高操作压力为4.22MPa，常规操作压力为2-4MPa，纳滤膜为常规高压卷式纳滤膜时，最高操作压力为10MPa，纳滤膜为碟管式纳滤膜时，最高操作压力为12MPa；反渗透膜为苦咸水反渗透膜时，最高操作压力为4.22MPa，常规操作压力为2-4MPa，反渗透膜为海水淡化反渗透膜时，最高操作压力为8.22MPa，常规操作压力为4-7MPa，反渗透膜为卷式反渗透膜时，最高操作压力为12MPa，反渗透膜为碟管式反渗透膜时，最高操作压力为16MPa。
另一方面，本发明实施例还提供一种浓缩含锂盐水的方法，利用上述反渗透系统，当需要处理待浓缩含锂盐水时，将待浓缩含锂盐水增压并通入第一反渗透单元组进行逐级浓缩，获得系统浓水和初级滤液；将初级滤液增压并通入第二反渗透单元组进行过滤，获得系统产水。
具体的，参照图7，包括以下步骤：
步骤S1，将待浓缩含锂盐水增压并通入第一反渗透单元组1进行逐级浓缩，获得系统浓水和初级滤液；
步骤S2，将初级滤液增压并通入第二反渗透单元组2进行过滤，获得系统产水。
具体的，当第一反渗透单元组1包括第一反渗透单元11和第二反渗透单元12，第二反渗透单元组2包括一个第三反渗透单元21时，参照图8，包括以下步骤：
步骤S11，待浓缩含锂盐水由第一增压装置4增压，并流向第一反渗透单元11，得到第一滤液和第一待过滤液；
步骤S21，第二滤液流向第三反渗透单元21，得到第三浓缩液和第三滤液；
步骤S22，第三浓缩液流向第一增压装置，并与待浓缩含锂盐水混合，重新加压进入第一反渗透单元11；
步骤S23，第二浓缩液排出系统，得到净化的产水；
步骤S12,第一浓缩液流向第二反渗透单元12，得到第二浓缩液和第二滤液；
步骤S13，第二浓缩液排出系统，得到浓缩的含锂盐水；
步骤S14，第二滤液流向第一增压装置，并与待浓缩含锂盐水混合，重新加压进入第一反渗透单元11。
与现有技术相比，本发明实施例提供的浓缩含锂盐水的方法的有益效果与上述技术方案提供的反渗透系统的有益效果相同，在此不做赘述。
其中，根据工艺要求，在运行过程中第一反渗透单11元的修正截留率小于95％，优选的修正截留率为60％～90％；第二反渗透单元12的修正截留率小于80％，优选的30％～60％；第三反渗透单元21修正截留率大于95％，优选的修正截留率大于99％。另外，第一反渗透单元组1的进水压为1MPa～14MPa，第二反渗透单元组2的进水压力为1MPa～14MPa，第三反渗透单元组的进水压力为1MPa～14MPa，即该反渗透系统工作时，经增压装置4加压后的溶液的压力应为1MPa～14MPa，即，每个反渗透单元的操作压力为1MPa～14MPa，优选地，每个反渗透单元的操作压力为5.5MPa～7.5MPa。在这种情况下，以待浓缩含锂盐水为氯化锂盐水为例，可使得氯化锂盐水浓缩至70000mg/L～200000mg/L，且获得净化的产水的氯化锂的浓度为10mg/L～2000mg/L；以待浓缩含锂盐水为硫酸锂盐水为例，可使得硫酸锂盐水浓缩至70000mg/L～250000mg/L，且获得净化的产水的硫酸锂的浓度为10mg/L～2500mg/L；以待浓缩含锂盐水为硝酸锂盐水为例，可使得硝酸锂盐水浓缩至70000mg/L～250000mg/L，且获得净化的产水的硝酸锂的浓度为10mg/L～2500mg/L。
具体的，在运行过程中第一反渗透单元11和第二反渗透单元12的操作压力均为1MPa～14MPa，即该反渗透系统工作时，经增压装置加压后溶液的压力应为1MPa～14MPa，优选的操作压力为2MPa～8MPa。其中，操作压力4MPa以下采用常规卷式纳滤膜；操作压力4MPa～10MPa采用高压卷式纳滤膜；操作压力10MPa～12MPa采用碟管式纳滤膜。在运行过程中第三反渗透单元21的操作压力为1MPa～14MPa，即该反渗透系统工作时，经增压装置加压后溶液的压力应为1MPa～14Mpa，优选的，操作压力为2MPa～8MPa。第五反渗透单元22的操作压力为1MPa～7MPa。其中，操作压力4MPa以下采用苦咸水反渗透膜；操作压力4MPa～8MPa采用海水淡化反渗透膜；操作压力10MPa～12MPa采用卷式反渗透膜；操作压力12MPa～14MPa采用碟管式反渗透膜。
当待浓缩含锂盐水为氯化锂盐水时，每升氯化锂盐水中所含有的氯化锂的质量为1000mg～90000mg，优选的，每升氯化锂盐水中所含有的氯化锂的质量为10000mg～70000mg，更优选的，每升氯化锂盐水中所含有的氯化锂的质量为30000mg～60000mg；当待浓缩含锂盐水为硫酸锂盐水时，每升硫酸锂盐水中所含有的硫酸锂的质量为1000mg～120000mg，优选的，每升硫酸锂盐水中所含有的硫酸锂的质量为10000mg～110000mg，更优选的，每升硫酸锂盐水中所含有的硫酸锂的质量为40000mg～100000mg；当待浓缩含锂盐水为硝酸锂盐水时，每升硝酸锂盐水中所含有的硝酸锂的质量为1000mg～100000mg，优选的，每升硝酸锂盐水中所含有的硝酸锂的质量为10000mg～90000mg，更优选的，每升硝酸锂盐水中所含有的硝酸锂的质量为30000mg～80000mg。
以下通过具体示例进一步介绍本发明的实施及其所具有的有益效果，目的在于为了更加清晰的说明本发明，不能构成对本发明实施范围的限定。
示例1
在示例1中，待浓缩的含盐锂水的LiCl的浓度为50000mg/L，体积流量为20m3/h，通过图3的反渗透系统进行处理。各反渗透处理单元的操作压力均为6.9MPa。该系统稳定运行时，各反渗透处理单元产水和浓水流量如下表所示。
表1
| 盐水种类 | 体积流量m<sup>3</sup>/h | LiCl浓度mg/L |
| 原水 | 20 | 50000 |
| 第一反渗透单元进水 | 38.6 | 60800 |
| 第一反渗透单元滤水 | 23.6 | 29900 |
| 第一反渗透单元浓水 | 15 | 110000 |
| 第二反渗透单元进水 | 15 | 110000 |
| 第二反渗透单元滤水 | 8.3 | 78000 |
| 第二反渗透单元浓水 | 6.7 | 150000 |
| 第三反渗透单元进水 | 23.6 | 29900 |
| 第三反渗透单元滤水 | 13.3 | 160 |
| 第三反渗透单元浓水 | 10.3 | 68000 |
通过本发明实施例的反渗透系统，在6.9MPa下，将锂盐浓缩至150000mg/L，此时可进一步通过化学沉淀的方法得到高纯度电池级碳酸锂。该反渗透系统净化的产水的锂盐浓度为160mg/L，锂盐回收率为99.8％。
在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。
Claims (12)
1.一种浓缩含锂盐水的方法，其特征在于，所述方法包括：
当需要处理待浓缩含锂盐水时，将所述待浓缩含锂盐水增压并通入反渗透系统的第一反渗透单元组进行逐级浓缩，获得系统浓水和初级滤液；
将所述初级滤液增压并通入反渗透系统的第二反渗透单元组进行过滤，获得系统产水；
其中，反渗透系统包括沿所述反渗透系统液体的流动方向依次连通的第一反渗透单元组和第二反渗透单元组，所述第一反渗透单元组连通有待过滤溶液；
所述第一反渗透单元组用于将所述待过滤溶液进行逐级浓缩获得系统浓水和将获得的滤液导向所述第二反渗透单元组；所述第二反渗透单元组用于将所述第一反渗透单元组的滤液进行再次过滤获得系统产水；
所述第一反渗透单元组包括至少两个反渗透单元，所述至少两个反渗透单元沿反渗透单元的未滤液流通方向串联设置，每相邻的两个所述反渗透单元中位于下游的反渗透单元的修正截留率比位于上游的所述反渗透单元的修正截留率小5％～20％，且所述第一反渗透单元组中修正截留率最高的所述反渗透单元的修正截留率小于或等于90％；
所述第二反渗透单元组包括至少两个反渗透单元，所述至少两个反渗透单元沿反渗透单元的滤液流通方向串联设置，每相邻的两个所述反渗透单元中位于下游的反渗透单元的修正截留率比位于上游的所述反渗透单元的修正截留率大5％～20％，且所述第二反渗透单元组中修正截留率最高的所述反渗透单元的修正截留率大于95％。
2.根据权利要求1所述的浓缩含锂盐水的方法，其特征在于，所述第一反渗透单元组包括第一反渗透单元和第二反渗透单元；所述反渗透系统还包括第一增压装置、第二增压装置和第三增压装置，所述第一增压装置为高压泵，所述第二增压装置和所述第三增压装置均为增压泵；所述第一增压装置与所述反渗透系统内液体流动方向的所述第一反渗透单元的前端连接，所述第二增压装置位于所述第一反渗透单元组中相邻的两个所述反渗透单元之间，所述第三增压装置位于所述第二反渗透单元组中两个所述反渗透单元之间。
3.根据权利要求2所述的浓缩含锂盐水的方法，其特征在于，所述第一增压装置的前端设有用于暂存待过滤溶液的水箱。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的浓缩含锂盐水的方法，其特征在于，所述第一反渗透单元组包括三个反渗透单元，所述第二反渗透单元组包括两个反渗透单元。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的浓缩含锂盐水的方法，其特征在于，所述反渗透系统还包括预处理单元，所述预处理单元与所述第一反渗透单元组的进水口连通，所述预处理单元用于去除杂质、降低硅含量、降低有机物含量和降低硬度。
6.根据权利要求1～3中任一项所述的浓缩含锂盐水的方法，其特征在于，所述第一反渗透单元组的获得的系统浓水连通有能量回收装置，所述能量回收装置用于回收所述系统浓水的压力能。
7.根据权利要求1～3中任一项所述的浓缩含锂盐水的方法，其特征在于，第一反渗透单元组的膜元件为纳滤膜，纳滤膜为卷式纳滤膜或碟管式纳滤膜；第二反渗透单元组膜元件为反渗透膜，反渗透膜为苦咸水反渗透膜、海水淡化反渗透膜、卷式反渗透膜或碟管式反渗透膜。
8.根据权利要求1所述的浓缩含锂盐水的方法，其特征在于，所述待浓缩含锂盐水为氯化锂盐水，每升氯化锂盐水中所含有的氯化锂的质量为1000mg～90000mg；
或，所述待浓缩含锂盐水为硫酸锂盐水，每升硫酸锂盐水中所含有的硫酸锂的质量为1000mg～120000mg；
或，所述待浓缩含锂盐水为硝酸锂盐水，每升硫酸锂盐水中所含有的硫酸锂的质量为1000mg～100000mg。
9.根据权利要求1所述的浓缩含锂盐水的方法，其特征在于，所述待浓缩含锂盐水为氯化锂盐水，每升氯化锂盐水中所含有的氯化锂的质量为10000mg～70000mg；
或，所述待浓缩含锂盐水为硫酸锂盐水，每升硫酸锂盐水中所含有的硫酸锂的质量为10000mg～110000mg；
或，所述待浓缩含锂盐水为硝酸锂盐水，每升硫酸锂盐水中所含有的硫酸锂的质量为10000mg～90000mg。
10.根据权利要求1所述的浓缩含锂盐水的方法，其特征在于，所述待浓缩含锂盐水为氯化锂盐水，每升氯化锂盐水中所含有的氯化锂的质量为30000mg～60000mg；
或，所述待浓缩含锂盐水为硫酸锂盐水，每升硫酸锂盐水中所含有的硫酸锂的质量为40000mg～100000mg；
或，所述待浓缩含锂盐水为硝酸锂盐水，每升硫酸锂盐水中所含有的硫酸锂的质量为30000mg～80000mg。
11.根据权利要求8～10中任一项所述的浓缩含锂盐水的方法，其特征在于，所述待浓缩含锂盐水为氯化锂盐水，所述第一反渗透单元组的进水压为1MPa～14MPa，每升所述系统浓水所含有的氯化锂盐水的质量为70000mg～200000mg；
或，所述待浓缩含锂盐水为硫酸锂盐水，所述第一反渗透单元组的进水压为1MPa～14MPa，每升所述系统浓水所含有的硫酸锂盐水的质量为70000mg～250000mg；
或，所述待浓缩含锂盐水为硝酸锂盐水，所述第一反渗透单元组的进水压为1MPa～14MPa，每升所述系统浓水所含有的硝酸锂盐水的质量为70000mg～250000mg。
12.根据权利要求8～10中任一项所述的浓缩含锂盐水的方法，其特征在于，所述待浓缩含锂盐水为氯化锂盐水，所述第二反渗透单元组的进水压力为1MPa～14MPa，每升所述系统产水所含有的氯化锂的质量为10mg～2000mg；
或，所述待浓缩含锂盐水为硫酸锂盐水，所述第二反渗透单元组的进水压力为1MPa～14MPa，每升所述系统产水所含有的硫酸锂的质量为10mg～2500mg；
或，所述待浓缩含锂盐水为硝酸锂盐水，所述第二反渗透单元组的进水压力为1MPa～14MPa，每升所述系统产水所含有的硝酸锂的质量为10mg～2500mg。
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