CN112593094A - 一种盐湖提锂的工艺及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及盐湖卤水提锂的方法，具体涉及由碳酸盐型盐湖卤水提取氢氧化锂的方法。本发明提供了一种由碳酸盐型盐湖卤水提取氢氧化锂的方法。本发明将吸附法耦合膜法，利用碳酸盐型盐湖卤水制备出氢氧化锂，且具有工艺简单，经济性好，锂收率高，提锂周期短，对环境友好，无污染，可连续化生产等优势。

Description

一种盐湖提锂的工艺及装置
技术领域
本发明涉及盐湖卤水提锂的方法，具体涉及由碳酸盐型盐湖卤水提取氢氧化锂的方法。
背景技术
锂是一种重要的战略性资源物质，是现代高科技产品不可或缺的重要原料。随着锂及锂盐的广泛应用和高新技术的不断发展，特别是近几年锂电池工业发展迅速，市场对锂的需求增长快速。目前国内锂盐大都从矿石中提取，但随着高品位锂矿石的不断减少和矿石提锂的成本不断提高，且由于盐湖中富含大量的锂元素，盐湖提锂逐渐引起人们的关注。
我国锂资源储量巨大，仅次于玻利维亚，位于世界第二的位置。我国西藏具有丰富的盐酸盐型盐湖锂资源，著名的有班戈错、当雄错、扎布耶茶卡、郭加林错等碳酸盐型盐湖，其中，扎布耶盐湖为中国第一、世界第三大盐湖，其碳酸锂储量约为184万吨。碳酸盐型锂盐湖由于其卤水中大量存在的 CO3 2-限制了Ca2+、Mg2+在卤水中存在的浓度范围，从而造就了卤水很小的镁锂比，碳酸盐型盐湖是卤水提锂的优质资源。
目前碳酸盐型盐湖提锂采用的是梯度太阳池工艺，专利CN1398786A提出了一种利用太阳能，以太阳池为结晶池从碳酸盐型盐湖卤水中结晶析出提取碳酸锂的方法。我国扎布耶盐湖采用“冬储卤-多级冷冻日晒-太阳池升温沉锂”工艺，已形成年产3000吨碳酸锂的能力，此方法操作简单，成本较低，但存在锂收率低、需要建设盐田，提锂周期长，产品纯度低，且难以快速扩大产能等问题。
吸附法作为一种新型的盐湖提锂技术，具有提锂效率高、使用成本低及环保优势强等特点。目前吸附法所应用的场景仅为氯化物型、硫酸盐型卤水，体系比较单一，且大部分将富锂溶液制备碳酸锂和氯化锂产品。专利CN1511964A公开了一种从盐湖卤水提锂的方法—吸附法，该方法工艺流程简单，环境友好，但仅适用于青海盐湖卤水和盐田浓缩含锂老卤，获得的富锂溶液用于制备碳酸锂和氯化锂。
发明内容
本发明提供了一种由碳酸盐型盐湖卤水提取氢氧化锂的方法。本发明将吸附法耦合膜法，利用碳酸盐型盐湖卤水制备出氢氧化锂，且具有工艺简单，经济性好，锂收率高，提锂周期短，对环境友好，无污染，可连续化生产等优势。
一种盐湖提锂的工艺，所述的工艺是应用于碳酸盐型卤水，包括以下步骤：
第1步，对卤水采用锂吸附剂进行吸附，再使用解吸剂对吸附剂进行解吸，得到解吸液；
第2步，对第1步中得到的解吸液进行浓缩，得到浓缩液；
第3步，对第2步得到的浓缩液采用纯化树脂去除钙镁离子，得到纯化富锂溶液；
第4步，对第3步中得到的纯化富锂溶液采用双极膜电解处理，得到酸溶液和碱溶液；
第5步，对第4步得到的碱溶液进行结晶，得到氢氧化锂和结晶母液。
一个实施方式中，所述的第1步中，盐湖卤水中锂离子、钠离子、镁离子、硼元素、碳酸根和氯离子浓度分别是0.1-10g/L、10-150g/L、0.01-1g/L、0.1-4g/L、5-50g/L和20-150g/L。
在一个实施方式中，所述的第1步中的卤水是经过预处理滤除悬浮物的卤水。
在一个实施方式中，所述的滤除悬浮物是指采用介质过滤器或者膜过滤器进行过滤。
在一个实施方式中，所述的膜过滤器是微滤膜或者超滤膜；
在一个实施方式中，所述的膜过滤器是采用中空纤维式、管式或者多通道式膜元件。
在一个实施方式中，所述的膜过滤器的结构是，包括：陶瓷膜组件3，陶瓷膜组件3的两端设有封头9，并且在封头9上分别设有物料进口10和物料出口11，在陶瓷膜组件3上还开设有渗透液出口12；在陶瓷膜组件3的内部安装有陶瓷膜管13，在陶瓷膜管13朝向物料进口10的一端安装有锥形的膜管入口处接头14，锥形的较大截面的一侧朝向料液进口10，并且在膜管入口处接头14的内部的壁面上还开设有内壁螺旋槽15。
在一个实施方式中，所述的第2步中，吸附剂钛系吸附剂或锰系吸附剂中至少一种。
在一个实施方式中，所述的第2步中，解吸剂是酸溶液，其中氢离子浓度0.01~1mol/L。
在一个实施方式中，所述的第2步中，酸溶液选自盐酸、硫酸、硝酸或醋酸溶液中至少一种。
在一个实施方式中，所述的第5步中得到的酸溶液经过浓度调配后送入第2步中作为解吸剂对吸附剂进行解吸。
在一个实施方式中，所述的第2步中，得到的解吸液中锂离子、钠离子、钙离子和镁离子浓度分别为0.5~5.0g/L、0.1~5.0g/L、0~0.05g/L和0~0.05g/L；所述解吸液pH值为1~7，优选3~7。
在一个实施方式中，所述的第3步中，浓缩采用膜浓缩；可以采用反渗透膜、正渗透膜、电渗析膜，DTRO膜中一种或多种组合。
在一个实施方式中，所述的第3步中，得到的浓缩液中锂离子、钠离子、钙离子和镁离子浓度分别为2.0~20.0g/L、1.2~20.0g/L、0~0.8g/L和0~0.8g/L。
在一个实施方式中，所述的第4步中，纯化富锂溶液中锂离子、钠离子、钙离子和镁离子浓度分别为2.0~20.0g/L、1.2~20.0g/L、0~0.005g/L和0~0.005g/L。
在一个实施方式中，所述的第5步中，酸溶液中氢离子浓度为1.0~2.5mol/L；所述碱溶液中锂离子浓度为1.0~2.5mol/L。
一种盐湖提锂的装置，包括：
吸附装置，用于对卤水进行锂离子吸附处理；
膜浓缩装置，连接于吸附装置，用于对吸附装置中得到的解吸液进行浓缩处理；
纯化树脂柱，连接于膜浓缩装置的浓缩侧，用于对膜浓缩装置中得到的浓缩液进行除钙镁处理；
双极膜装置，连接于纯化树脂柱，用于对纯化树脂柱中得到的纯化富锂溶液进行电解处理；
蒸发结晶器，连接于双极膜装置的碱室，用于将碱室中获得的含有氢氧化锂的溶液进行浓缩结晶处理。
在一个实施方式中，还包括：预过滤器，用于对卤水进行预过滤处理，且吸附装置连接于预过滤器。
在一个实施方式中，所述的预过滤器是指采用滤网、格栅、板框、介质过滤器或者膜过滤器进行过滤。
在一个实施方式中，所述的膜过滤器中安装的是中空纤维式、管式或者多通道式膜元件。
在一个实施方式中，所述的膜过滤器是微滤或者超滤膜。
在一个实施方式中，所述的膜过滤器的结构中包括陶瓷膜组件，陶瓷膜组件的两端设有封头，并且在封头上分别设有物料进口和物料出口，在陶瓷膜组件上还开设有渗透液出口；在陶瓷膜组件的内部安装有陶瓷膜管，在陶瓷膜管朝向物料进口的一端安装有锥形的膜管入口处接头，锥形的较大截面的一侧朝向料液进口，并且在膜管入口处接头的内部的壁面上还开设有内壁螺旋槽。
在一个实施方式中，所述的吸附装置中装填有用于对锂离子进行吸附的吸附剂。
在一个实施方式中，所述的吸附剂是钛系吸附剂或锰系吸附剂中至少一种。
在一个实施方式中，所述的吸附装置上设有解吸剂加入管，用于向吸附装置中加入解吸剂。
在一个实施方式中，还包括：调酸罐，用于将双极膜装置中得到酸溶液的pH进行调节并用于吸附装置的解吸。
在一个实施方式中，所述的膜浓缩装置为反渗透膜、正渗透膜、电渗析膜，DTRO膜中一种或多种组合。
有益效果
本发明的工艺可以直接通过碳酸盐型的卤水中制备得到氢氧化锂。
本发明的工艺中采用了双极膜的电解处理，可以直接获得氢氧化锂，避开了传统的方法需要进行加入碳酸盐形成碳酸锂沉淀的方式，具有生产连续性好，产品纯度高的优点。
本发明不需要建设盐田晒卤，不仅缩短了提锂周期，而且避免了在晒卤过程中卤水下渗或盐结晶夹带锂盐问题导致的锂收率低。另外，本发明可以连续自动化生产，易于扩充产能。
本发明中所处理的是碳酸盐型卤水，其中含有较多的碳酸根离子，并且在进行吸附剂吸附操作时，采用碱性环境；而当进行解吸的过程中需要使用酸性解吸液，本发明中通过双极膜制备氢氧化锂时，同时副产的酸液用于重新吸附剂的解吸，形成了一个前后工艺的闭合循环，节省了额外的原料成本；另外，结晶母液可以循环使用，具有较高的锂收率。
附图说明
图1是用于由碳酸盐型盐湖卤水提取氢氧化锂的方法的流程图。
图2是本发明的装置图。
图3是本专利采用的陶瓷膜组件的结构图。
其中，1、预过滤器；2、吸附装置；3、解吸液加入管；4、膜浓缩装置；5、纯化树脂柱；6、双极膜装置；7、蒸发结晶器；8、陶瓷膜组件；9、封头；10、物料进口；11、物料出口；12、渗透液出口；13、陶瓷膜管；14、膜管入口处接头；15、内壁螺旋槽。
具体实施方式
本发明所要处理的盐湖卤水主要是碳酸盐型卤水，除了含锂、镁、钠等离子外，其中含有较多的碳酸根离子。
本发明的处理步骤详述如下：
第1步，对盐湖卤水进行预处理；本步骤的目的是对盐湖卤水进行初步的预过滤，可以去除掉卤水中的悬浮颗粒等。
第2步，对第1步中得到的卤水采用锂吸附剂进行吸附，再使用解吸剂对吸附剂进行解吸，得到解吸液；本步骤的目的是首先对卤水中的锂进行吸附，进行解吸后，可以显著地降低钠锂比，并且可以去除掉大部分的其它的离子，使得到的解吸液更适合于后续的锂的提纯工艺。
第3步，对第2步中得到的解吸液进行浓缩；本步骤的目的是使料液减量化，提高锂离子的浓度，可以更好地在后续的工艺中对锂进行富集和提纯。
第4步，对第3步得到的浓缩液采用纯化树脂去除钙镁离子，得到纯化富锂溶液；由于吸附解吸的步骤中，仍然会留存一定量的钙镁等杂质离子，本步骤的目的是对卤水中的其它钙镁离子进行去除。
第5步，对第4步中得到的纯化富锂溶液采用双极膜电解处理，得到酸溶液和碱溶液；在本步骤中，通过双极膜电解处理，可以在电解槽的酸室中生成酸，在碱室生成氢氧化锂，实现了通过上述的步骤直接获得氢氧化锂。
第6步，对第5步得到的碱溶液进行结晶，得到氢氧化锂。
在一个实施方式中，所述的第1步中的预处理是指滤除悬浮物。
在一个实施方式中，所述的滤除悬浮物是指采用介质过滤器或者膜过滤器进行过滤。
在一个实施方式中，所述的膜过滤器是微滤膜或者超滤膜；
在一个实施方式中，所述的膜过滤器是采用中空纤维式、管式或者多通道式膜元件。
在一个实施方式中，所述的第2步中，吸附剂钛系吸附剂或锰系吸附剂中至少一种。
在一个实施方式中，所述的第2步中，解吸液是酸溶液，其中氢离子浓度0.01~1mol/L。
在一个实施方式中，所述的第2步中，酸溶液选自盐酸、硫酸、硝酸或醋酸溶液中至少一种。
在一个实施方式中，所述的第2步中，得到的解吸液中锂离子、钠离子、钙离子和镁离子浓度分别为0.5~5.0g/L、0.1~5.0g/L、0~0.05g/L和0~0.05g/L；所述解吸液pH值为1~7，优选3~7。
在一个实施方式中，所述的第3步中，浓缩采用膜浓缩；采用可以为反渗透、正渗透、电渗析中一种或多种组合。
在一个实施方式中，所述的第3步中，得到的浓缩液中锂离子、钠离子、钙离子和镁离子浓度分别为2.0~20.0g/L、1.2~20.0g/L、0~0.8g/L和0~0.8g/L。
在一个实施方式中，所述的第4步中，纯化富锂溶液中锂离子、钠离子、钙离子和镁离子浓度分别为2.0~20.0g/L、1.2~20.0g/L、0~0.005g/L和0~0.005g/L。
在一个实施方式中，所述的第5步中，酸溶液中氢离子浓度为1.0~2.5mol/L；所述碱溶液中锂离子浓度为1.0~2.5mol/L。
在一个典型的实施方式中，上述的工艺如下操作：
（1）将盐湖卤水送入预处理装置，得到预处理后的卤水；
（2）将所述预处理后的卤水经过装有锂吸附剂的吸附装置，吸附完成后，再用解吸剂洗脱，并收集脱附液；
（3）将得到的脱附液经过膜浓缩系统进行浓缩，得到浓缩液；
（4）将所述浓缩液经过纯化树脂系统脱除钙镁离子，得到纯化富锂溶液；
（5）将所述纯化富锂溶液送入双极膜系统，得到酸溶液和碱溶液；
（6）将所述碱溶液经过蒸发结晶得到结晶母液和氢氧化锂。
上述的方法，其特征在于，步骤（1）中所述盐湖卤水为碳酸盐型盐湖卤水；所述预处理装置为滤网、格栅、板框、介质过滤器或者膜过滤器中的一种或两种组合。
上述的方法，其特征在于，步骤（2）中所述吸附剂为钛系吸附剂或锰系吸附剂中至少一种；所述解吸剂为一定浓度的酸溶液，氢离子浓度为0.01~1mol/L；所述酸溶液可以为盐酸、硫酸、硝酸或醋酸溶液中至少一种；所述脱附液中锂离子、钠离子、钙离子和镁离子浓度分别为0.5~5.0g/L、0.1~5.0g/L、0~0.05g/L和0~0.05g/L；所述脱附液pH值为1~7，优选3~7。
上述的方法，其特征在于，步骤（3）中所述膜浓缩系统可以为反渗透、正渗透、电渗析和DTRO中一种或多种组合；所述浓缩液中锂离子、钠离子、钙离子和镁离子浓度分别为2.0~20.0g/L、1.2~20.0g/L、0~0.8g/L和0~0.8g/L。
上述的方法，其特征在于，步骤（4）中所述纯化富锂溶液中锂离子、钠离子、钙离子和镁离子浓度分别为2.0~20.0g/L、1.2~20.0g/L、0~0.005g/L和0~0.005g/L。
上述的方法，其特征在于，步骤（5）中所述酸溶液中氢离子浓度为1.0~2.5mol/L；所述碱溶液中锂离子浓度为1.0~2.5mol/L。
基于以上的方法，本发明所采用的装置如图2所示，包括：
预过滤器1，用于对卤水进行预过滤处理；
吸附装置2，连接于预过滤器1，用于对预过滤器1的产水进行锂离子吸附处理；
膜浓缩装置4，连接于吸附装置2，用于对吸附装置2中得到的解吸液进行浓缩处理；
纯化树脂柱5，连接于膜浓缩装置4的浓缩侧，用于对膜浓缩装置4中得到的浓缩液进行离子交换除钙镁处理；
双极膜装置6，连接于纯化树脂柱5，用于对纯化树脂柱5中得到的纯化富锂溶液进行电解处理；
蒸发结晶器7，连接于双极膜装置6的碱室，用于将碱室中获得的含有氢氧化锂的溶液进行浓缩结晶处理。
在一个实施方式中，所述的预过滤器1是指采用滤网、格栅、板框、介质过滤器或者膜过滤器。
在一个实施方式中，所述的膜过滤器中安装的是中空纤维式、管式或者多通道式膜元件。
在一个实施方式中，所述的膜过滤器是微滤或者超滤膜。
在对盐湖卤水进行预过滤的过程中，一般是采用错流过滤的形式，如图3所示，采用的管式或多通道式陶瓷膜在内部通道中会形成悬浮物的滤饼，并且滤饼的厚度存在着料液入口与料液出口厚度不同的情况，在料液的入口由于流速较大，易被冲刷走，使得入口处的滤饼厚度较小，而在接近出口处，随着料液的渗透导致的流量减小，使得冲刷力减弱，在出口处的滤饼厚度较大；由于在入口处的滤饼厚度小，陶瓷膜的表面容易暴露在料液中的悬浮物的冲击下，使得料液入口处的陶瓷膜的表面受到悬浮物的刮损情况更容易出现。因此，本发明中所采用的管式陶瓷膜或多通道式陶瓷膜的结构如图3所示，陶瓷膜组件3的两端设有封头9，并且在封头9上分别设有物料进口10和物料出口11，在陶瓷膜组件3上还开设有渗透液出口12；在陶瓷膜组件3的内部安装有陶瓷膜管13，在陶瓷膜管13朝向物料进口10的一端安装有锥形的膜管入口处接头14，锥形的较大截面的一侧朝向料液进口10，并且在膜管入口处接头14的内部的壁面上还开设有内壁螺旋槽15。通过采用上述的结构，当盐湖盐水从物料进口10中流入时，会首先进入锥形的膜管入口处接头14，由于其内部有螺旋槽，液体会发生旋流，使得悬浮物集中于进口物料的中部，在陶瓷膜管13的入口端，不会有大量的悬浮物直接与壁面接触，当旋流作用逐渐消失时，物料已经流至陶瓷膜管14的出口端附近，在这个区域中有较厚的滤饼层，不再会产生直接与壁面摩擦导致的膜面磨损的情况发生。
在一个实施方式中，所述的吸附装置2中装填有用于对锂离子进行吸附的吸附剂。
在一个实施方式中，所述的锂吸附剂是钛系吸附剂或锰系吸附剂中至少一种。
在一个实施方式中，所述的吸附装置2上设有解吸液加入管3，用于向吸附装置2中加入解吸液。
在一个实施方式中，所述的膜浓缩装置4为反渗透膜系统、正渗透膜系统、DTRO膜系统或者电渗析系统中一种或多种组合。
实施例1
本实施例提供一种由碳酸盐型盐湖制备氢氧化锂的方法，使用的卤水为某碳酸盐型卤水，该卤水中锂离子、钠离子、镁离子、硼元素、碳酸根和氯离子浓度分别是1.2g/L、100g/L、0.1g/L、0.5g/L、35g/L和120g/L，结合图1所示为本实施例的流程，本实施例的方法包括以下步骤：
将上述碳酸盐型卤水送入超滤系统除去部分泥沙等机械杂质，得到除杂后的卤水。
将预处理后的卤水送入装有钛系吸附剂的吸附装置中，吸附完成后，用0.3mol/L的盐酸溶液脱附，获得脱附液，脱附液中锂离子、钠离子、钙离子和镁离子浓度分别是2g/L、1.2g/L、0.01g/L和0.01g/L，脱附液pH值为5.3。
将脱附液送入到一级反渗透系统中，反渗透操作压力为2.0 MPa，脱附液中锂离子浓度浓缩2倍，得到一级反渗透浓水和一级反渗透淡水，一级反渗透淡水再进入二级反渗透系统浓缩20倍与一级反渗透浓缩液混合，得到的反渗透浓缩液中锂离子、钠离子、钙离子和镁离子浓度分别为4.0g/L、2.4g/L、0.02g/L和0.02g/L。
将反渗透浓缩液经过电渗析系统浓缩，电渗析浓水中锂离子、钠离子、钙离子和镁离子浓度分别为16g/L、9.6g/L、0.1g/L和0.1g/L。
将电渗析浓缩液通入纯化树脂装置，得到纯化后的富锂溶液，富锂溶液中锂离子、钠离子、钙离子和镁离子浓度分别为16g/L、9.6g/L、0.001g/L和0.001g/L。
将经过纯化后的富锂溶液通入双极膜系统，其中双极膜酸室得到的酸溶液中氢离子浓度为2mol/L，碱室中得到的碱溶液中锂离子浓度为1.5mol/L，双极膜产生的淡盐水中锂离子的浓度为4.2g/L。
将双极膜产生的碱液经过结晶，对产品进行洗涤干燥后，得到氢氧化锂。
实施例2
本实施例提供一种由碳酸盐型盐湖制备氢氧化锂的方法，使用的卤水为某碳酸盐型卤水，该卤水中锂离子、钠离子、镁离子、硼元素、碳酸根和氯离子浓度分别是1.0g/L、90g/L、0.08g/L、0.3g/L、32g/L和105g/L，结合图1所示为本实施例的流程，本实施例的方法包括以下步骤：
将上述碳酸盐型卤水送入多介质过滤器除去部分泥沙等机械杂质，得到除杂后的卤水。
将预处理后的卤水送入装有钛系吸附剂的吸附装置中，吸附完成后，用0.3mol/L的盐酸溶液脱附，获得脱附液，脱附液中锂离子、钠离子、钙离子和镁离子浓度分别是1.9g/L、1.1g/L、0.01g/L和0.01g/L，脱附液pH值为6.2。
将脱附液送入到一级反渗透系统中，反渗透操作压力为2.5MPa，脱附液中锂离子浓度浓缩2.4倍，得到一级反渗透浓水和一级反渗透淡水，一级反渗透淡水再进入二级反渗透系统浓缩24倍与一级反渗透浓缩液混合，得到的反渗透浓缩液中锂离子、钠离子、钙离子和镁离子浓度分别为4.3g/L、2.6g/L、0.03g/L和0.03g/L。
将反渗透浓缩液经过电渗析系统浓缩，电渗析浓水中锂离子、钠离子、钙离子和镁离子浓度分别为17g/L、10.4g/L、0.12g/L和0.13g/L。
将电渗析浓缩液通入纯化树脂装置，得到纯化后的富锂溶液，富锂溶液中锂离子、钠离子、钙离子和镁离子浓度分别为17g/L、10.3g/L、0.001g/L和0.001g/L。
将经过纯化后的富锂溶液通入双极膜系统，其中双极膜酸室得到的酸溶液中氢离子浓度为2.2mol/L，碱室中得到的碱溶液中锂离子浓度为1.6mol/L，双极膜产生的淡盐水中锂离子的浓度为4.4g/L。
将双极膜产生的碱液经过结晶，对产品进行洗涤干燥后，得到氢氧化锂。
实施例3
本实施例提供一种由碳酸盐型盐湖制备氢氧化锂的方法，使用的卤水为某碳酸盐型卤水，该卤水中锂离子、钠离子、镁离子、硼元素、碳酸根和氯离子浓度分别是1.2g/L、100g/L、0.1g/L、0.5g/L、35g/L和120g/L，结合图1所示为本实施例的流程，本实施例的方法包括以下步骤：
将上述碳酸盐型卤水送入板框过滤器除去部分泥沙等机械杂质，得到除杂后的卤水。
将预处理后的卤水送入装有钛系吸附剂的吸附装置中，吸附完成后，用0.4mol/L的盐酸溶液脱附，获得脱附液，脱附液中锂离子、钠离子、钙离子和镁离子浓度分别是2.3g/L、1.3g/L、0.02g/L和0.03g/L，脱附液pH值为3.1。
将脱附液送入到一级反渗透系统中，反渗透操作压力为1.8 MPa，脱附液中锂离子浓度浓缩2倍，得到一级反渗透浓水和一级反渗透淡水，一级反渗透淡水再进入二级反渗透系统浓缩20倍与一级反渗透浓缩液混合，得到的反渗透浓缩液中锂离子、钠离子、钙离子和镁离子浓度分别为3.7g/L、2.3g/L、0.01g/L和0.02g/L。
将反渗透浓缩液经过电渗析系统浓缩，电渗析浓水中锂离子、钠离子、钙离子和镁离子浓度分别为15g/L、9.3g/L、0.08g/L和0.1g/L。
将电渗析浓缩液通入纯化树脂装置，得到纯化后的富锂溶液，富锂溶液中锂离子、钠离子、钙离子和镁离子浓度分别为15.5g/L、9.3g/L、0.001g/L和0.001g/L。
将经过纯化后的富锂溶液通入双极膜系统，其中双极膜酸室得到的酸溶液中氢离子浓度为1.9mol/L，碱室中得到的碱溶液中锂离子浓度为1.4mol/L，双极膜产生的淡盐水中锂离子的浓度为4.0g/L。
将双极膜产生的碱液经过结晶，对产品进行洗涤干燥后，得到氢氧化锂。
实施例4
本实施例提供一种由碳酸盐型盐湖制备氢氧化锂的方法，使用的卤水为某碳酸盐型卤水，该卤水中锂离子、钠离子、镁离子、硼元素、碳酸根和氯离子浓度分别是0.8g/L、90g/L、0.1g/L、0.5g/L、28g/L和115g/L，结合图1所示为本实施例的流程，本实施例的方法包括以下步骤：
将预处理后的卤水送入装有锰系吸附剂的吸附装置中，吸附完成后，用0.4mol/L的盐酸溶液脱附，获得脱附液，脱附液中锂离子、钠离子、钙离子和镁离子浓度分别是1.9g/L、0.8g/L、0.01g/L和0.08g/L，脱附液pH值为4.5。
将脱附液送入到反渗透系统中，反渗透操作压力为8MPa，脱附液中锂离子浓度浓缩5倍，得到反渗透浓缩液中锂离子、钠离子、钙离子和镁离子浓度分别为9g/L、3.8g/L、0.045g/L和0.4g/L。
将反渗透浓缩液通入纯化树脂装置，得到纯化后的富锂溶液，富锂溶液中锂离子、钠离子、钙离子和镁离子浓度分别为9g/L、3.8g/L、0.001g/L和0.002g/L。
将经过纯化后的富锂溶液通入双极膜系统，其中双极膜酸室得到的酸溶液中氢离子浓度为1.1mol/L，碱室中得到的碱溶液中锂离子浓度为1.0mol/L，双极膜产生的淡盐水中锂离子的浓度为2.3g/L。
将双极膜产生的碱液经过结晶，对产品进行洗涤干燥后，得到氢氧化锂。
实施例5
本实施例提供一种由碳酸盐型盐湖制备氢氧化锂的方法，使用的卤水为某碳酸盐型卤水，该卤水中锂离子、钠离子、镁离子、硼元素、碳酸根和氯离子浓度分别是0.8g/L、90g/L、0.1g/L、0.5g/L、28g/L和115g/L，结合图1所示为本实施例的流程，本实施例的方法包括以下步骤：
将预处理后的卤水送入装有锰系吸附剂的吸附装置中，吸附完成后，用0.4mol/L的盐酸溶液脱附，获得脱附液，脱附液中锂离子、钠离子、钙离子和镁离子浓度分别是1.9g/L、0.8g/L、0.01g/L和0.08g/L，脱附液pH值为6.5。
将脱附液送入到正渗透系统中，正渗透系统中采用盐湖老卤作为汲取液（NaCl浓度约为90g/L），进料液的流速约4.5cm/s，汲取液的流速约0.5cm/s，正渗透完成后约浓缩2倍，得到正渗透浓缩液中锂离子、钠离子、钙离子和镁离子浓度分别为4.1g/L、1.5g/L、0.02g/L和0.14g/L。
将反渗透浓缩液通入纯化树脂装置，得到纯化后的富锂溶液，富锂溶液中锂离子、钠离子、钙离子和镁离子浓度分别为4.1g/L、1.5g/L、0.001g/L和0.001g/L。
将经过纯化后的富锂溶液通入双极膜系统，其中双极膜酸室得到的酸溶液中氢离子浓度为0.8mol/L，碱室中得到的碱溶液中锂离子浓度为0.7mol/L，双极膜产生的淡盐水中锂离子的浓度为1.5g/L。
将双极膜产生的碱液经过结晶，对产品进行洗涤干燥后，得到氢氧化锂。
实施例6
本实施例与实施例5的区别在于，将脱附液送入到DTRO膜系统中，操作压力为10MPa，脱附液中锂离子浓度浓缩8倍，得到DTRO膜浓缩液中锂离子、钠离子、钙离子和镁离子浓度分别为15.2g/L、6.4g/L、0.08g/L和0.64g/L。
其他条件与实施例5相比完全相同。

Claims (10)

1.一种盐湖提锂的工艺，其特征在于，所述的工艺是应用于碳酸盐型卤水，包括以下步骤：
第1步，对卤水采用锂吸附剂进行吸附，再使用解吸剂对吸附剂进行解吸，得到解吸液；
第2步，对第1步中得到的解吸液进行浓缩，得到浓缩液；
第3步，对第2步得到的浓缩液采用纯化树脂去除钙镁离子，得到纯化富锂溶液；
第4步，对第3步中得到的纯化富锂溶液采用双极膜电解处理，得到酸溶液和碱溶液；
第5步，对第4步得到的碱溶液进行结晶，得到氢氧化锂和结晶母液。
2.根据权利要求1所述的盐湖提锂的工艺，其特征在于，
在一个实施方式中，所述的第1步中，盐湖卤水中锂离子、钠离子、镁离子、硼元素、碳酸根和氯离子浓度分别是0.1-10g/L、10-150g/L、0.01-1g/L、0.1-4g/L、5-50g/L和20-150g/L；
在一个实施方式中，所述的第1步中的卤水是经过预处理滤除悬浮物的卤水；
在一个实施方式中，所述的滤除悬浮物是指采用滤网、格栅、板框、介质过滤器或者膜过滤器进行过滤；
在一个实施方式中，所述的膜过滤器是微滤膜或者超滤膜；
在一个实施方式中，所述的膜过滤器是采用中空纤维式、管式或者多通道式膜元件。
3.根据权利要求1所述的盐湖提锂的工艺，其特征在于，在一个实施方式中，所述的第2步中，吸附剂钛系吸附剂或锰系吸附剂中至少一种；
在一个实施方式中，所述的第2步中，解吸剂是酸溶液，其中氢离子浓度0.01~1mol/L；
在一个实施方式中，所述的第2步中，酸溶液选自盐酸、硫酸、硝酸或醋酸溶液中至少一种；
在一个实施方式中，所述的第5步中得到的酸溶液经过浓度调配后送入第2步中作为解吸剂对吸附剂进行解吸；
在一个实施方式中，所述的第2步中，得到的解吸液中锂离子、钠离子、钙离子和镁离子浓度分别为0.5~5.0g/L、0.1~5.0g/L、0~0.05g/L和0~0.05g/L；所述解吸液pH值为1~7，优选3~7。
4.根据权利要求1所述的盐湖提锂的工艺，其特征在于，在一个实施方式中，所述的第3步中，浓缩采用膜浓缩；可以采用反渗透膜、正渗透膜、电渗析膜、DTRO膜中一种或多种组合；
在一个实施方式中，所述的第3步中，得到的浓缩液中锂离子、钠离子、钙离子和镁离子浓度分别为2.0~20.0g/L、1.2~20.0g/L、0~0.8g/L和0~0.8g/L。
5.根据权利要求1所述的盐湖提锂的工艺，其特征在于，在一个实施方式中，所述的第4步中，纯化富锂溶液中锂离子、钠离子、钙离子和镁离子浓度分别为2.0~20.0g/L、1.2~20.0g/L、0~0.005g/L和0~0.005g/L。
6.根据权利要求1所述的盐湖提锂的工艺，其特征在于，在一个实施方式中，所述的第5步中，酸溶液中氢离子浓度为1.0~2.5mol/L；所述碱溶液中锂离子浓度为1.0~2.5mol/L。
7.一种盐湖提锂的装置，其特征在于，包括：
膜浓缩装置（4），连接于吸附装置（2），用于对吸附装置（2）中得到的解吸液进行浓缩处理；
纯化树脂柱（5），连接于膜浓缩装置（4）的浓缩侧，用于对膜浓缩装置（4）中得到的浓缩液进行除钙镁处理；
双极膜装置（6），连接于纯化树脂柱（5），用于对纯化树脂柱（5）中得到的纯化富锂溶液进行电解处理；
蒸发结晶器（7），连接于双极膜装置（6）的碱室，用于将碱室中获得的含有氢氧化锂的溶液进行浓缩结晶处理。
8.根据权利要求7所述的盐湖提锂的装置，其特征在于，
在一个实施方式中，还包括：预过滤器（1），用于对卤水进行预过滤处理，且吸附装置（2）连接于预过滤器（1）；
在一个实施方式中，所述的预过滤器（1）是指采用滤网、格栅、板框、介质过滤器或者膜过滤器进行过滤；
在一个实施方式中，所述的膜过滤器中安装的是中空纤维式、管式或者多通道式膜元件；
在一个实施方式中，所述的膜过滤器是微滤或者超滤膜；
在一个实施方式中，所述的膜过滤器的结构中包括陶瓷膜组件（3），陶瓷膜组件（3）的两端设有封头（9），并且在封头（9）上分别设有物料进口（10）和物料出口（11），在陶瓷膜组件（3）上还开设有渗透液出口（12）；在陶瓷膜组件（3）的内部安装有陶瓷膜管（13），在陶瓷膜管（13）朝向物料进口（10）的一端安装有锥形的膜管入口处接头（14），锥形的较大截面的一侧朝向料液进口（10），并且在膜管入口处接头（14）的内部的壁面上还开设有内壁螺旋槽（15）。
9.根据权利要求7所述的盐湖提锂的装置，其特征在于，在一个实施方式中，所述的吸附装置（2）中装填有用于对锂离子进行吸附的吸附剂；
在一个实施方式中，所述的吸附剂是钛系吸附剂或锰系吸附剂中至少一种；
在一个实施方式中，所述的吸附装置（2）上设有解吸液加入管（3），用于向吸附装置（2）中加入解吸液。
10.根据权利要求7所述的盐湖提锂的装置，其特征在于，在一个实施方式中，还包括：调酸罐，用于将双极膜装置（6）中得到酸溶液的pH进行调节并用于吸附装置（2）的解吸；在一个实施方式中，所述的膜浓缩装置（4）为反渗透膜、正渗透膜、电渗析膜、DTRO膜中一种或多种组合。
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