CN114105173B - 盐湖卤水提锂系统及工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种盐湖卤水提锂系统及工艺。所述盐湖卤水提锂系统包括纳滤除镁系统、反渗透系统、电渗析单元和水洗水池；所述纳滤除镁系统包括第一纳滤除镁单元和第二纳滤除镁单元；所述反渗透系统包括浓缩反渗透单元和水洗反渗透单元。采用该盐湖卤水提锂系统的盐湖卤水提锂工艺提高了锂回收率，实现了Mg、B、Li和纯水的综合有效利用，降低了系统加药、运行成本和系统投资成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种盐湖卤水提锂系统及工艺。
背景技术
盐湖卤水提锂是指从含锂的盐湖卤水中提取锂的过程。我国盐湖卤水中锂资源储量丰富，其中以青海的盐湖和西藏的盐湖为主。从我国盐湖的组成特点来看，属于高镁锂质量比型盐湖，镁锂质量比大于40，由于镁锂的化学性质相近，分离难度较大；同时，盐湖卤水中含有硼元素，由于硼在不同pH下具有不同的形态，同样增大了锂资源的提取难度。
目前，盐湖卤水中锂资源的开发工艺主要有溶剂萃取法、沉淀法、离子交换吸附法和膜分离技术等，这些方法可以有效回收盐湖卤水中的锂，但同时存在一定的局限性，例如溶剂萃取法使用的萃取剂为有机溶剂，大量有机溶剂的使用不仅会严重腐蚀设备，而且还会对环境造成污染；沉淀法虽然操作简单、成本低，但是大量化学药剂的使用会引入新的杂质，增加后续处理的难度；离子交换法从经济和环保上都有很大的优势，并且去除或提取效率高，但依旧存在吸附剂的吸附容量低、成本高等问题；膜分离技术主要分为超滤、纳滤(NF)、反渗透(RO)、电渗析(ED)等技术，纳滤能有效分离一价、高价盐，反渗透实现对盐溶液的高度浓缩和中水回用，但膜分离技术成本较高。
为了更高效、经济的提取盐湖卤水中的锂资源，现有技术中一般将过滤技术、树脂吸附技术、多种膜分离技术等相结合，开发对盐湖卤水提锂的工艺路线。不过，现有的盐湖卤水提锂的工艺路线仍然存在一些问题，具体地：(1)采用NF、RO、ED等对氯化锂溶液进行除杂的过程中夹带了大量的Li，造成除杂浓缩过程中Li的整体回收率不高(80％～90％)；(2)除杂过程中夹带的Li对后续Mg、B的再利用也造成了一定的影响，如盐湖卤水提锂的硼回收液做成的硼砂中含有较多的Li；(3)除硼过程中采用的除硼RO、除硼NF除硼效率不高，除硼NF浓水在富集的硼的同时也富集了锂，需要添加额外的RO过程回收Li，整体工艺流程长、过程水量远大于进水量导致系统整体规模庞大、能耗高、投资高；(4)除硼NF需要在碱性条件下运行(B在pH>9条件下才能以离子态存在)，而除硼RO需要在中性/酸性条件下运行，这就导致了必须在过程中反复调节pH以保证除硼NF、除硼RO的运行，不仅大大增加了系统的加药成本，反复调节pH也引入了大量的Na+、Cl-，使得最终得到的氯化锂纯度下降，降低了整体系统的运行效率；(5)通过RO浓缩得到的LiCl浓度不高，Li浓度在8-14g/L左右，LiCl浓度不够高，为达到理想的浓缩效果，蒸发装置MVR的规模较大，MVR的成本远高于膜系统成本，这就导致了整体系统投资高。
发明内容
本发明为了解决现有技术中盐湖卤水提锂工艺存在的锂回收率低，镁回收液、硼回收液纯度低，加药量大、加药点多，系统成本高，能耗高等缺陷，从而提供了一种盐湖卤水提锂系统及工艺。采用该盐湖卤水提锂系统的盐湖卤水提锂工艺提高了锂回收率，实现了Mg、B、Li和纯水的综合有效利用，降低了系统加药、运行成本和系统投资成本。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种盐湖卤水提锂系统，所述盐湖卤水提锂系统包括纳滤除镁系统、反渗透系统、电渗析单元和水洗水池；所述纳滤除镁系统包括第一纳滤除镁单元和第二纳滤除镁单元；所述反渗透系统包括浓缩反渗透单元和水洗反渗透单元；其中：
所述第一纳滤除镁单元的透过液出口与所述浓缩反渗透单元的进水端连接，所述第一纳滤除镁单元的截留液出口用于导出镁回收液；所述浓缩反渗透单元的浓水端与所述水洗反渗透单元的进水端连接；
所述水洗反渗透单元的浓水端与所述第二纳滤除镁单元的进水端连接，所述第二纳滤除镁单元的截留液出口与所述第一纳滤除镁单元的进水端连接，所述第二纳滤除镁单元的透过液出口与所述电渗析单元的进水端连接；所述电渗析单元的产水端与所述水洗反渗透单元的进水端连接；
所述水洗水池的进水端与所述浓缩反渗透单元的产水端连接，所述水洗水池的出水端与所述第一纳滤除镁单元的进水端连接，所述水洗水池的出水端还与所述水洗反渗透单元的进水端连接。
本发明中，所述纳滤除镁系统较佳地还包括第三纳滤除镁单元，所述浓缩反渗透单元的浓水端与所述第三纳滤除镁单元的进水端连接，所述第三纳滤除镁单元的截留液出口与所述第一纳滤除镁单元的进水端连接，所述第三纳滤除镁单元的透过液出口与所述水洗反渗透单元的进水端连接；所述第二纳滤除镁单元的截留液出口与所述第三纳滤除镁单元的进水端连接。
本发明中，所述第一纳滤除镁单元、第二纳滤除镁单元和第三纳滤除镁单元可采用本领域常规的纳滤装置，较佳地设置1～3级纳滤。
本发明中，所述水洗反渗透单元是指在反渗透过程中同时进行水洗操作。所述水洗反渗透单元较佳地设置1～3级反渗透装置。所述水洗反渗透单元的多级反渗透设计可将纳滤除镁产水中的大部分硼(50～95％)通过水洗反渗透单元产水的形式带出。
本发明中，所述反渗透系统较佳地还包括淡化反渗透单元，所述水洗反渗透单元的产水端与所述淡化反渗透单元的进水端连接，所述淡化反渗透单元的浓水端用于导出硼回收溶液。较佳地，所述淡化反渗透单元设置1～2级反渗透装置。
本发明中，较佳地，所述第二纳滤除镁单元之后、所述电渗析单元之前还包括深度除镁单元，所述第二纳滤除镁单元的透过液出口与所述深度除镁单元的进水端连接，所述深度除镁单元的出水端与所述电渗析单元的进水端连接。其中，所述深度除镁单元主要是保护性措施，确保硬度的去除，确保后续ED单元、MVR单元的稳定运行。所述深度除镁单元较佳地采用软化树脂；所述软化树脂可为弱酸树脂、强酸树脂或螯合树脂。
本发明中，较佳地，所述盐湖卤水提锂系统还包括预处理系统，所述预处理系统包括多介质过滤单元和预浓缩反渗透单元，所述多介质过滤单元的出水端与所述预浓缩反渗透单元的进水端连接，所述预浓缩反渗透单元的浓水端与所述第一纳滤除镁单元的进水端连接，所述预浓缩反渗透单元的产水端与所述水洗水池的进水端连接。其中，所述多介质过滤单元可去除吸附产水中少量的悬浮物质(SS)和吸附过程可能破损的树脂残渣，确保后续膜系统的稳定运行。其中，所述预浓缩反渗透单元可将吸附产水减量浓缩，减少后续膜系统的整体负荷。
本发明中，较佳地，所述盐湖卤水提锂系统还包括浓缩锂系统，所述浓缩锂系统包括机械蒸汽再压缩单元和深度除硼单元；其中，所述电渗析单元的浓水端与所述机械蒸汽再压缩单元的进水端连接，所述机械蒸汽再压缩单元的出水端与所述深度除硼单元的进水端连接；所述机械蒸汽再压缩单元的蒸馏水端与所述水洗水池的进水端连接。
其中，所述深度除硼单元可采用本领域常规的硼吸附剂，例如除硼树脂、活性炭、无机除硼吸附剂等。所述深度除硼单元可实现对机械蒸汽再压缩单元的产水的进一步除硼，保证锂回收液的硼含量最小化。
本发明中，较佳地，所述盐湖卤水提锂系统还包括沉锂系统。所述沉锂系统用于将锂回收液中的氯化锂制备成碳酸锂沉淀出来。
本发明还提供一种盐湖卤水提锂工艺，其采用所述盐湖卤水提锂系统进行，其包括以下步骤：
S1、待处理液进入第一纳滤除镁单元的进水端，同时通入水洗水池存储的水洗用水进行水洗，第一纳滤除镁单元的透过液进入浓缩反渗透单元的进水端，第一纳滤除镁单元的截留液出口得到镁回收液；
S2、浓缩反渗透单元的产水进入水洗水池的进水端，浓缩反渗透单元的浓水进入水洗反渗透单元的进水端，同时通过水洗反渗透单元的进水端通入水洗水池存储的水洗用水进行水洗；
S3、水洗反渗透单元的浓水进入第二纳滤除镁单元的进水端，第二纳滤除镁单元的截留液回流至第一纳滤除镁单元，第三纳滤除镁单元的透过液进入电渗析单元的进水端；电渗析单元的产水回流至水洗反渗透单元，从所述电渗析单元的浓水端收集含锂溶液。
步骤S1中，所述待处理液为盐湖卤水经吸附工艺处理之后的吸附产水。
较佳地，所述待处理液中镁锂质量比为(3～8)：1。
较佳地，进入所述第一纳滤除镁单元的进水端的待处理液的pH为2～6。所述的pH可通过加酸(例如HCl)调节。
较佳地，所述待处理液中Li含量为200-500mg/L，Mg含量为1000-3000mg/L，B含量为100-1000mg/L。
步骤S1中，通过水洗回收Li，确保镁回收液中Li含量低于40mg/L。所述水洗水池存储的水洗用水的进水量较佳地为所述待处理液在所述第一纳滤除镁单元的进水端的进水量的2～8倍，例如4倍。
步骤S1中，所述镁回收液中Mg含量可为12000～17000mg/L。
步骤S1中，较佳地，所述待处理液进入所述第一纳滤除镁单元的进水端之前先进入预处理系统，所述预处理系统包括多介质过滤单元和预浓缩反渗透单元，所述待处理液进入所述多介质过滤单元的进水端，所述多介质过滤单元的出水进入所述预浓缩反渗透单元的进水端，所述预浓缩反渗透单元的浓水进入第一纳滤除镁单元的进水端，所述预浓缩反渗透单元的产水进入水洗水池的进水端。
其中，所述预浓缩反渗透单元的回收率较佳地为30～70％，例如50％。此处所述回收率是指预浓缩反渗透单元获得的产水占所述预浓缩反渗透单元的进水的体积百分比。在该回收率下可在浓缩减量的同时确保系统不会因为离子浓度过高而结垢。
其中，进入所述第一纳滤除镁单元的进水端的所述预浓缩反渗透单元获得的浓水的pH较佳地为2～6，例如pH＝3.5。所述pH可通过加酸(例如HCl)调节。
其中，所述水洗水池存储的水洗用水的进水量较佳地为进入所述第一纳滤除镁单元的进水端的预浓缩反渗透单元的浓水的体积的2～8倍。
步骤S2中，较佳地，所述浓缩反渗透单元的浓水进入水洗反渗透单元的进水端之前，先进入第三纳滤除镁单元的进水端，第三纳滤除镁单元的截留液回流至第一纳滤除镁单元，第三纳滤除镁单元的透过液进入水洗反渗透单元的进水端。
较佳地，进入水洗反渗透单元的进水端的所述第三纳滤除镁单元的透过液的pH为2～6。
较佳地，所述水洗水池存储的水洗用水的进水量为进入水洗反渗透单元的进水端的所述第三纳滤除镁单元的透过液的体积的2～8倍。
步骤S2中，所述浓缩反渗透单元的浓水中Li含量可为3～7g/L。
步骤S2中，进入水洗反渗透单元的进水端的所述浓缩反渗透单元的浓水的pH较佳地为2～6，例如pH＝5。所述pH可通过加酸(例如HCl)调节。
步骤S2中，所述水洗水池存储的水洗用水的进水量较佳地为进入水洗反渗透单元的进水端的所述浓缩反渗透单元的浓水的体积的2～8倍，例如4倍。
步骤S2中，较佳地，所述水洗反渗透单元的产水进入淡化反渗透单元的进水端，所述淡化反渗透单元的浓水端得到硼回收液，所述淡化反渗透单元的产水端得到回用水。
其中，所述硼回收液中B含量可为4～6g/L。
其中，所述回用水中Li含量可为5ppm以下，Mg含量可为10ppm以下，B含量可为150ppm以下。
步骤S3中，所述第二纳滤除镁单元的透过液进入电渗析单元的进水端之前，先进入深度除镁单元的进水端，所述深度除镁单元的出水再进入所述电渗析单元的进水端。
步骤S3中，所述电渗析单元的产水为含硼溶液，所述电渗析单元的浓水为含锂溶液，其中，所述含锂溶液中Li含量可为14～20g/L。
本发明中，所述盐湖卤水提锂工艺较佳地还包括：
S4、所述电渗析单元的浓水进入浓缩锂系统，所述浓缩锂系统包括机械蒸汽再压缩单元和深度除硼单元，所述电渗析单元的浓水进入机械蒸汽再压缩单元的进水端，机械蒸汽再压缩单元的蒸汽进入水洗水池的进水端，机械蒸汽再压缩单元的出水进入深度除硼单元的进水端，深度除硼单元的出水端得到锂回收液。
步骤S4中，所述锂回收液中Li含量可为25～30g/L。
本发明中，可选地，所述盐湖卤水提锂工艺在步骤S4后还包括沉锂工艺。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明所用试剂和原料均市售可得。
本发明的积极进步效果在于：
本发明综合采用了多种工艺，如RO、ED、NF等，通过多种技术巧妙结合，而非上述技术的简单组合，创造性地设计了一套针对盐湖卤水在树脂吸附后的吸附产水的提锂系统及工艺。本发明创造性地在纳滤除镁过程中和反渗透除硼过程中引入水洗，并且巧妙地将纳滤除镁、反渗透除硼等过程进行交叉组合，形成包含多个局部循环的有效整体。相比于现有技术，本发明采取的系统和工艺路线优势如下：
1、本系统和工艺中镁回收液、硼回收液在出系统前采用水洗的方式回收了锂，提高了锂回收率，锂回收率可达96％以上，实现锂的高效利用。
2、本系统和工艺减少了药剂加入量、减少了药剂加入种类、减少了过程控制点，仅在第一纳滤除镁单元的进水端加HCl调pH、过程中在水洗RO/电渗析ED等处补充少量盐酸确保弱酸性条件，避免加药过程中因加碱引入杂质离子、酸碱反复调节引入额外的盐分加入，加药点、加药种类、加药量少，降低了系统控制成本、加药成本、运行成本。
3、通过此系统及工艺路线，可以分别得到锂回收液、镁回收液、硼回收液、可回用至前端树脂解析工艺的纯水，实现盐湖卤水的多样资源化利用，具体地：
(1)镁回收液中Mg离子通过多级NF、RO组合浓缩至12000～17000mg/L，Li含量低于40mg/L，可回收利用；
(2)硼回收液中B离子通过多级RO、ED浓缩至4～6g/L，可作为硼砂生产原料资源化利用；
(3)锂回收液中Li离子通过多级RO、ED、深度除硼单元、MVR等浓缩至25～30g/L，可进入后续沉锂工段得到碳酸锂；
(4)原水经过系统得到回用水，Li、Mg、B含量均低，Li含量在5ppm以下，Mg含量在10ppm以下，B含量在150ppm以下，可作为吸附树脂工艺的解析水。
附图说明
图1为本发明实施例1中盐湖卤水提锂系统示意图。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
实施例1
一种盐湖卤水提锂系统，如图1所示，包括预处理系统、纳滤除镁系统、反渗透系统、电渗析单元(ED)、深度除镁单元(采用螯合树脂)、浓缩锂系统和水洗水池；预处理系统包括多介质过滤单元和预浓缩反渗透单元(预浓缩RO)；纳滤除镁系统包括第一纳滤除镁单元(多级除镁NF-A)、第二纳滤除镁单元(多级除镁NF-C)和第三纳滤除镁单元(多级除镁NF-B)；反渗透系统包括浓缩反渗透单元(浓缩RO1)、水洗反渗透单元(多级水洗RO)和淡化反渗透单元(淡化RO)；浓缩锂系统包括机械蒸汽再压缩(MVR)单元和深度除硼单元(采用除硼树脂)。
其中，多介质过渡单元的出水端与预浓缩RO的进水端连接，预浓缩RO的浓水端与多级除镁NF-A的进水端连接，预浓缩RO的产水端与水洗水池的进水端连接；多级除镁NF-A的透过液出口与浓缩RO1的进水端连接，多级除镁NF-A的截留液出口用于导出镁回收液；多级除镁NF-A的进水端与水洗水池的出水端连接；浓缩RO1的浓水端与多级除镁NF-B的进水端连接，浓缩RO1的产水端与水洗水池的进水端连接；多级除镁NF-B的截留液出口与多级除镁NF-A的进水端连接，多级除镁NF-B的透过液出口与多级水洗RO的进水端连接；多级水洗RO的进水端与水洗水池的出水端连接；多级水洗RO的产水端与淡化RO的进水端连接；淡化RO的浓水端用于导出硼回收液；多级水洗RO的浓水端与多级除镁NF-C的进水端连接，多级除镁NF-C的截留液出口与多级除镁NF-B的进水端连接，多级除镁NF-C的透过液出口与深度除镁单元的进水端连接，深度除镁单元的出水端与ED的进水端连接；ED的产水端与多级水洗RO的进水端连接，ED的浓水端与MVR的进水端连接，MVR的出水端与深度除硼单元的进水端连接；MVR的蒸馏水端与水洗水池的进水端连接。
采用该盐湖卤水提锂系统，按照盐湖卤水提锂工艺，处理盐湖卤水经吸附工艺处理之后得到的吸附产水(待处理液)，待处理液、各出口处的水质组成如表1所示。由表1可知，该盐湖卤水提锂系统对锂的回收率为97％。
盐湖卤水提锂工艺包括以下步骤：
S1、待处理液(pH＝6)进入多介质过滤单元的进水端，多介质过滤单元的出水进入预浓缩RO的进水端，预浓缩RO的浓水(回收率50％，加HCl调节pH＝3.5)进入多级纳滤NF-A(设置2级纳滤装置)的进水端，同时通入多级NF-A的进水端的待处理液的体积的4倍的水洗水池存储的水洗用水进行水洗，多级纳滤NF-A的透过液进入浓缩RO1的进水端，多级纳滤NF-A的截留液出口得到镁回收液；
S2、浓缩RO1的产水进入水洗水池的进水端，浓缩RO1的浓水进入多级纳滤NF-B(设置2级纳滤装置)，多级纳滤NF-B的截留液回流至多级纳滤NF-A，多级纳滤NF-B的透过液(加HCl调节pH＝5)进入多级水洗RO(设置2级反渗透装置)的进水端，同时通过多级水洗RO的进水端通入水洗水池存储的水洗用水进行水洗，水洗水池存储的水洗用水的进水量为进入多级水洗RO的进水端的多级纳滤NF-B的透过液的体积的4倍；
S3、多级水洗RO的产水进入淡化RO的进水端，淡化RO的浓水端得到硼回收液，淡化RO的产水端得到回用水；多级水洗RO的浓水进入多级纳滤NF-C(设置2级纳滤装置)的进水端，多级纳滤NF-C的截留液回流至多级纳滤NF-B，多级纳滤NF-C的透过液进入深度除镁单元的进水端，深度除镁单元的出水再进入ED的进水端，ED产水回流至多级水洗RO；
S4、ED浓水进入MVR的进水端，MVR的蒸汽进入水洗水池的进水端，MVR的出水进入深度除硼单元的进水端，深度除硼单元的出水端得到锂回收液。
表1
其中，t/h指吨/小时，TDS表示溶解性总固体。
Claims (19)
1.一种盐湖卤水提锂系统，其特征在于，其包括纳滤除镁系统、反渗透系统、电渗析单元和水洗水池；所述纳滤除镁系统包括第一纳滤除镁单元和第二纳滤除镁单元；所述反渗透系统包括浓缩反渗透单元和水洗反渗透单元；其中：
所述第一纳滤除镁单元的透过液出口与所述浓缩反渗透单元的进水端连接，所述第一纳滤除镁单元的截留液出口用于导出镁回收液；所述浓缩反渗透单元的浓水端与所述水洗反渗透单元的进水端连接；
所述水洗反渗透单元的浓水端与所述第二纳滤除镁单元的进水端连接，所述第二纳滤除镁单元的截留液出口与所述第一纳滤除镁单元的进水端连接，所述第二纳滤除镁单元的透过液出口与所述电渗析单元的进水端连接；所述电渗析单元的产水端与所述水洗反渗透单元的进水端连接；
所述水洗水池的进水端与所述浓缩反渗透单元的产水端连接，所述水洗水池的出水端与所述第一纳滤除镁单元的进水端连接，所述水洗水池的出水端还与所述水洗反渗透单元的进水端连接。
2.根据权利要求1所述的盐湖卤水提锂系统，其特征在于，所述纳滤除镁系统还包括第三纳滤除镁单元，所述浓缩反渗透单元的浓水端与所述第三纳滤除镁单元的进水端连接，所述第三纳滤除镁单元的截留液出口与所述第一纳滤除镁单元的进水端连接，所述第三纳滤除镁单元的透过液出口与所述水洗反渗透单元的进水端连接；所述第二纳滤除镁单元的截留液出口与所述第三纳滤除镁单元的进水端连接；
和/或，所述第一纳滤除镁单元和第二纳滤除镁单元各自独立地设置1～3级纳滤装置；
和/或，所述水洗反渗透单元设置1～3级反渗透装置；
和/或，所述反渗透系统还包括淡化反渗透单元，所述水洗反渗透单元的产水端与所述淡化反渗透单元的进水端连接，所述淡化反渗透单元的浓水端用于导出硼回收溶液；
和/或，所述第二纳滤除镁单元之后、所述电渗析单元之前还包括深度除镁单元，所述第二纳滤除镁单元的透过液出口与所述深度除镁单元的进水端连接，所述深度除镁单元的出水端与所述电渗析单元的进水端连接。
3.根据权利要求2所述的盐湖卤水提锂系统，其特征在于，所述第三纳滤除镁单元设置1～3级纳滤装置；
和/或，所述淡化反渗透单元设置1～2级反渗透装置；
和/或，所述深度除镁单元采用软化树脂。
4.根据权利要求3所述的盐湖卤水提锂系统，其特征在于，所述软化树脂为弱酸树脂、强酸树脂或螯合树脂。
5.根据权利要求1所述的盐湖卤水提锂系统，其特征在于，所述盐湖卤水提锂系统还包括预处理系统，所述预处理系统包括多介质过滤单元和预浓缩反渗透单元，所述多介质过滤单元的出水端与所述预浓缩反渗透单元的进水端连接，所述预浓缩反渗透单元的浓水端与所述第一纳滤除镁单元的进水端连接，所述预浓缩反渗透单元的产水端与所述水洗水池的进水端连接。
6.根据权利要求1所述的盐湖卤水提锂系统，其特征在于，所述盐湖卤水提锂系统还包括浓缩锂系统，所述浓缩锂系统包括机械蒸汽再压缩单元和深度除硼单元；其中，所述电渗析单元的浓水端与所述机械蒸汽再压缩单元的进水端连接，所述机械蒸汽再压缩单元的出水端与所述深度除硼单元的进水端连接；所述机械蒸汽再压缩单元的蒸馏水端与所述水洗水池的进水端连接。
7.根据权利要求6所述的盐湖卤水提锂系统，其特征在于，所述深度除硼单元采用硼吸附剂。
8.根据权利要求7所述的盐湖卤水提锂系统，其特征在于，所述硼吸附剂为除硼树脂或活性炭。
9.根据权利要求7所述的盐湖卤水提锂系统，其特征在于，所述硼吸附剂为无机除硼吸附剂。
10.一种盐湖卤水提锂工艺，其特征在于，其采用如权利要求1～9中任一项所述的盐湖卤水提锂系统进行，其包括以下步骤：
S1、待处理液进入第一纳滤除镁单元的进水端，同时通入水洗水池存储的水洗用水进行水洗，第一纳滤除镁单元的透过液进入浓缩反渗透单元的进水端，第一纳滤除镁单元的截留液出口得到镁回收液；
S2、浓缩反渗透单元的产水进入水洗水池的进水端，浓缩反渗透单元的浓水进入水洗反渗透单元的进水端，同时通过水洗反渗透单元的进水端通入水洗水池存储的水洗用水进行水洗；
S3、水洗反渗透单元的浓水进入第二纳滤除镁单元的进水端，第二纳滤除镁单元的截留液回流至第一纳滤除镁单元，第二纳滤除镁单元的透过液进入电渗析单元的进水端，电渗析单元的产水回流至水洗反渗透单元，从所述电渗析单元的浓水端收集含锂溶液。
11.根据权利要求10所述的盐湖卤水提锂工艺，其特征在于，步骤S1中，所述待处理液为盐湖卤水经吸附工艺处理之后的吸附产水；
和/或，步骤S1中，所述待处理液中镁锂质量比为(3～8)：1；
和/或，步骤S1中，所述待处理液中Li含量为200-500mg/L，Mg含量为1000-3000mg/L，B含量为100-1000mg/L；
和/或，步骤S1中，进入所述第一纳滤除镁单元的进水端的待处理液的pH为2～6；
和/或，步骤S1中，所述水洗水池存储的水洗用水的进水量为进入所述第一纳滤除镁单元的进水端的待处理液的体积的2～8倍；
和/或，所述镁回收液中Mg含量为12000～17000mg/L。
12.根据权利要求10所述的盐湖卤水提锂工艺，其特征在于，步骤S1中，所述待处理液进入所述第一纳滤除镁单元的进水端之前先进入预处理系统，所述预处理系统包括多介质过滤单元和预浓缩反渗透单元，所述待处理液进入所述多介质过滤单元的进水端，所述多介质过滤单元的出水进入所述预浓缩反渗透单元的进水端，所述预浓缩反渗透单元的浓水进入第一纳滤除镁单元的进水端，所述预浓缩反渗透单元的产水进入水洗水池的进水端。
13.根据权利要求12所述的盐湖卤水提锂工艺，其特征在于，所述预浓缩反渗透单元的回收率为30～70％；
和/或，进入所述第一纳滤除镁单元的进水端的所述预浓缩反渗透单元的浓水的pH为2～6；
和/或，所述水洗水池存储的水洗用水的进水量为进入所述第一纳滤除镁单元的进水端的预浓缩反渗透单元的浓水的体积的2～8倍。
14.根据权利要求10所述的盐湖卤水提锂工艺，其特征在于，步骤S2中，所述浓缩反渗透单元的浓水进入水洗反渗透单元的进水端之前，先进入第三纳滤除镁单元的进水端，第三纳滤除镁单元的截留液回流至第一纳滤除镁单元，第三纳滤除镁单元的透过液进入水洗反渗透单元的进水端。
15.根据权利要求14所述的盐湖卤水提锂工艺，其特征在于，进入水洗反渗透单元的进水端的所述第三纳滤除镁单元的透过液的pH为2～6；
和/或，所述水洗水池存储的水洗用水的进水量为进入水洗反渗透单元的进水端的所述第三纳滤除镁单元的透过液的体积的2～8倍。
16.根据权利要求10所述的盐湖卤水提锂工艺，其特征在于，步骤S2中，所述浓缩反渗透单元的浓水中Li含量为3～7g/L；
和/或，步骤S2中，进入水洗反渗透单元的进水端的所述浓缩反渗透单元的浓水的pH为2～6；
和/或，步骤S2中，所述水洗水池存储的水洗用水的进水量为进入水洗反渗透单元的进水端的所述浓缩反渗透单元的浓水的体积的2～8倍；
和/或，步骤S2中，所述水洗反渗透单元的产水进入淡化反渗透单元的进水端，所述淡化反渗透单元的浓水端得到硼回收液，所述淡化反渗透单元的产水端得到回用水；
和/或，步骤S3中，所述第二纳滤除镁单元的透过液进入电渗析单元的进水端之前，先进入深度除镁单元的进水端，所述深度除镁单元的出水再进入所述电渗析单元的进水端。
17.根据权利要求16所述的盐湖卤水提锂工艺，其特征在于，其中，所述硼回收液中B含量为4～6g/L。
18.根据权利要求10所述的盐湖卤水提锂工艺，其特征在于，所述盐湖卤水提锂工艺还包括：
S4、所述电渗析单元的浓水进入浓缩锂系统，所述浓缩锂系统包括机械蒸汽再压缩单元和深度除硼单元，所述电渗析单元的浓水进入机械蒸汽再压缩单元的进水端，机械蒸汽再压缩单元的蒸汽进入水洗水池的进水端，机械蒸汽再压缩单元的出水进入深度除硼单元的进水端，深度除硼单元的出水端得到锂回收液。
19.根据权利要求18所述的盐湖卤水提锂工艺，其特征在于，所述锂回收液中Li含量为25～30g/L。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102433434A (zh) * | 2010-09-29 | 2012-05-02 | 王辉 | 用水作为循环工作物质(水洗循环法)以提高含锂卤水膜法分离锂的回收率的方法 |
| CN106865582A (zh) * | 2017-02-17 | 2017-06-20 | 中国科学院青海盐湖研究所 | 一种盐湖含锂卤水中富集锂的方法 |
| WO2020147224A1 (zh) * | 2019-01-18 | 2020-07-23 | 成都开飞高能化学工业有限公司 | 高杂质锂源制备电池级、高纯级的氢氧化锂和碳酸锂的方法及系统 |
| WO2020191691A1 (zh) * | 2019-03-22 | 2020-10-01 | 北京化工大学 | 从盐湖卤水高效分离镁锂及同时制备高纯氧化镁和电池级碳酸锂的方法 |
| CN112661321A (zh) * | 2020-12-07 | 2021-04-16 | 浙江开创环保科技股份有限公司 | 一种基于膜分离的盐湖提锂系统与方法 |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102433434A (zh) * | 2010-09-29 | 2012-05-02 | 王辉 | 用水作为循环工作物质(水洗循环法)以提高含锂卤水膜法分离锂的回收率的方法 |
| CN106865582A (zh) * | 2017-02-17 | 2017-06-20 | 中国科学院青海盐湖研究所 | 一种盐湖含锂卤水中富集锂的方法 |
| WO2020147224A1 (zh) * | 2019-01-18 | 2020-07-23 | 成都开飞高能化学工业有限公司 | 高杂质锂源制备电池级、高纯级的氢氧化锂和碳酸锂的方法及系统 |
| WO2020191691A1 (zh) * | 2019-03-22 | 2020-10-01 | 北京化工大学 | 从盐湖卤水高效分离镁锂及同时制备高纯氧化镁和电池级碳酸锂的方法 |
| CN112661321A (zh) * | 2020-12-07 | 2021-04-16 | 浙江开创环保科技股份有限公司 | 一种基于膜分离的盐湖提锂系统与方法 |
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