CN116177574A - 高效环保的盐湖提锂方法与装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及盐湖提锂技术领域，是一种高效环保的盐湖提锂方法与装置，前者过程为：来自盐湖的卤水，依次经预浓缩单元、预处理纳滤单元、一级浓缩单元、二次纳滤单元、二级浓缩单元、电碳沉锂单元、工碳沉锂单元和尾矿回收单元，得到电池级碳酸锂产品、工业级碳酸锂产品和可回收利用的重金属混盐。本发明通过结合三级浓缩、两次纳滤及两段沉锂技术为一体的生产方法，可适应多种不同类型盐湖的提锂需求，能源消耗低，未添加外部化学药剂，环境亲和性好，符合环保生产要求，并在高效率提锂的同时，可提取盐湖中其他资源对盐湖进行有效的综合性利用。

Description

高效环保的盐湖提锂方法与装置

技术领域

本发明涉及盐湖提锂技术领域，是一种高效环保的盐湖提锂方法与装置。

背景技术

我国锂资源主要分布在青海及西藏的高原盐湖中，其特点是资源种类丰富，其中多数盐湖是富含锂、钠、钾、铷、铯、硼、固、液并存的特种综合性盐湖矿床；但不同的盐湖都有自身的卤水特点，将其资源化的核心难点皆有不同；同时多数矿源地处偏僻，周边水、电等配套设施较差，环境承载力脆弱，环保要求高。

公开号为CN113336250A的中国发明专利文献公布了一种碳酸锂太阳池及碳酸锂提取方法，其通过将尾卤与成卤勾兑后送入析锂池中，利用太阳能进行稳定升温提取碳酸锂产品，该方法相较于传统的日晒盐田工艺可以提高碳酸锂的产率，但其碳酸锂的回收率及纯度都很低需进一步精制处理，且该技术仅可针对碳酸型盐湖，无法对其他资源进行综合性回收利用，同时太阳池工艺占地过大投资过高；

公开号为CN112624160A的中国发明专利文献公布了一种碳酸型盐湖卤水中提取碳酸锂的方法，其利用锂吸附剂的吸附解析，以及在冷冻工况下脱硝处理等工艺最终提取碳酸锂产品。该方法可以很好的得到优质的碳酸锂产品，但吸附工艺对前端卤水组成要求较高，吸附剂溶损率高、机械性能不稳定，解析时水耗非常巨大，同时冷冻工艺能耗较大。该工艺从普遍适用性以及能耗的角度上都有着较大的优化空间。

公告号为CN214060200U的中国实用新型专利文献公布了一种基于膜分离的盐湖提锂系统，其利用纳滤膜、反渗透及电渗析对原卤除镁、除硼脱杂，再利用脱杂后卤水生产碳酸锂产品。该系统污染程度低，但此法仅适用于初始钠离子含量较低的硫酸型盐湖，并不具备普遍适用性。

公开号为CN108275703A的中国发明专利文献公布了一种用含锂的纳滤产水制取碳酸锂和钾盐联产的工艺，该工艺针对富钾的硫酸镁亚型盐湖，将纳滤分离硫酸镁后的纳滤产水先进行分段浓缩除杂后，依次通过低温冷却结晶以及沉锂结晶得到工业级氯化钾及工业级碳酸锂产品。该流程能够很好的针对富钾硫酸镁亚型盐湖进行综合性的资源化利用，得到多种产品。但其流程无法满足碳酸型盐湖的提锂要求，蒸发后未对浓缩的二价离子及其他杂质离子进行处理，仅得到工业级碳酸锂产品，同时沉锂后未对沉锂母液进行处理，锂离子回收率较低。

因此，提供一种适用性强、综合能耗低、环境亲和性好、提锂效率高并能综合性利用盐湖资源的提锂工艺，是开发高原盐湖亟待解决的关键难题。

发明内容

本发明提供了一种高效环保的盐湖提锂方法与装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决盐湖提锂工艺中现有存在生产能耗大、成本高、不具备普遍适用性以及锂离子回收率较低的问题。

本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种高效环保的盐湖提锂方法，按照下述步骤进行：第一步，来自盐湖的卤水，经预浓缩单元进行初步浓缩，得到提浓卤水；第二步，将提浓卤水送入预处理纳滤单元，经预处理纳滤去除存在的二价镁离子、硫酸根离子和碳酸根离子，得到预处理产水；第三步，将预处理纳滤产水送入一级浓缩单元进行一级浓缩，提高锂离子的浓度，得到一级浓缩卤水；第四步，将一级浓缩卤水送入二次纳滤单元，进一步除去经一级浓缩富集后的杂质离子，得到净化卤水；第五步，净化卤水在二级浓缩单元再次浓缩，得到氯化钠和氯化钾的副产品，同时得到高锂卤水；第六步，将高锂卤水送入电碳沉锂单元，加入沉锂剂，经浓缩、除杂、反应、结晶、洗涤、干燥和破碎后，得到电碳沉锂母液和电池级碳酸锂产品；第七步，将电碳沉锂母液送入工碳沉锂单元，并向电碳沉锂母液中加入碳酸钠溶液，再次经浓缩、除杂、反应、结晶、洗涤、干燥和破碎后，得到工碳沉锂母液和工业级碳酸锂产品；第八步，将工碳沉锂母液送入尾矿回收单元，经蒸发结晶处理后，得到可回收利用的重金属混盐。

下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：

上述第一步中，预浓缩单元采用盐田工艺或MVR蒸发工艺进行初步浓缩；或/和，第二步中，预处理纳滤单元采用耐碱、耐硼的高压纳滤膜元件进行预处理纳滤，其中，高压纳滤膜元件的操作压力为80bar至120bar。

上述第三步中，一级浓缩单元采用MVR蒸发工艺进行一级浓缩；或/和，第四步中，二次纳滤单元采用耐碱、耐硼的高压纳滤膜元件进行二次纳滤纳滤，其中，高压纳滤膜元件的操作压力为40bar至80bar。

上述第五步中，二级浓缩单元采用MVR蒸发工艺和三级真空闪蒸工艺进行二级浓缩和真空提钾，其中，MVR蒸发工艺中控制蒸发终点为钠钾饱和点，三级真空闪蒸工艺中末级真空度为2.5KPaA至3.5KPaA。

上述第六步中，电碳沉锂单元包括MVR蒸发工序、树脂除硼净化工序、沉锂反应工序和洗涤干燥工序，其中，沉锂剂为浓度为200g/L至350g/L的碳酸钠溶液。

上述第七步中，工碳沉锂单元包括沉锂纳滤工序、MVR蒸发工序和沉锂反应工序，其中，沉锂纳滤工序中采用耐碱、耐硼的高压纳滤膜元件进行沉锂纳滤，其中，高压纳滤膜元件的操作压力为40bar至80bar，沉锂剂为浓度为200g/L至350g/L的碳酸钠溶液。

上述第八步中，尾矿回收单元的蒸发结晶采用MVR蒸发结晶工艺。

本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种实施高效环保的盐湖提锂方法的装置，包括包括预浓缩单元、预处理纳滤单元、一级浓缩单元、二次纳滤单元、二级浓缩单元、电碳沉锂单元、工碳沉锂单元和尾矿回收单元，预浓缩单元进口固定连通有盐湖卤水输入管线，预浓缩单元出口与预处理纳滤单元进口之间固定连通有第一管线，预处理纳滤单元出口与一级浓缩单元进口之间固定连通有第二管线，一级浓缩单元出口与二次纳滤单元进口之间固定连通有第三管线，二次纳滤单元出口与二级浓缩单元进口之间固定连通有第四管线，二级浓缩单元第一出口与电碳沉锂单元进口之间固定连通有第五管线，电碳沉锂单元第一出口与工碳沉锂单元进口之间固定连通有第六管线，工碳沉锂单元第一出口与尾矿回收单元进口之间固定连通有第七管线，尾矿回收单元出口固定连通有重金属尾盐输出管线，二级浓缩单元第二出口固定连通有钠钾混盐输出管线，电碳沉锂单元第二出口固定连通有电池级碳酸锂输出管线，工碳沉锂单元第二出口固定连通有工业级碳酸锂输出管线。

下面是对上述发明技术方案之二的进一步优化或/和改进：

上述电碳沉锂单元包括蒸发浓缩装置、树脂除杂装置、沉淀结晶装置、洗涤分离装置和干燥破碎装置，二级浓缩单元第一出口与蒸发浓缩装置进口之间固定连通有第五管线，蒸发浓缩装置出口与树脂除杂装置进口之间固定连通有第八管线，树脂除杂装置出口与沉淀结晶装置进口之间固定连通有第九管线，沉淀结晶装置出口与洗涤分离装置进口之间固定连通有第十管线，洗涤分离装置第一出口与干燥破碎装置进口之间固定连通有第十一管线，洗涤分离装置第二出口固定连通有电碳沉锂母液管线。

上述工碳沉锂单元包括沉锂纳滤装置、沉锂蒸发装置和连续沉锂装置，洗涤分离装置第二出口与沉锂纳滤装置进口之间固定连通有电碳沉锂母液管线，沉锂纳滤装置第一出口与沉锂蒸发装置进口之间固定连通有第十三管线，沉锂纳滤装置第二出口固定连通有浓水排至盐湖管线，沉锂蒸发装置出口与连续沉锂装置进口之间固定连通有第十四管线，连续沉锂装置第一出口与尾矿回收单元进口之间固定连通有第七管线，连续沉锂装置第二出口固定连通有工业级碳酸锂输出管线线。

本发明通过结合三级浓缩、两次纳滤及两段沉锂技术为一体的生产方法，可适应多种不同类型盐湖的提锂需求，能源消耗低，未添加外部化学药剂，环境亲和性好，符合环保生产要求，并在高效率提锂的同时，可提取盐湖中其他资源对盐湖进行有效的综合性利用。

附图说明

附图1为本发明实施例8的工艺流程框图。

附图2为本发明实施例9的工艺流程框图。

附图3为本发明实施例10的工艺流程框图。

附图1、2和3中的编码分别为：1为预浓缩单元，2为预处理纳滤单元，3为一级浓缩单元，4为二次纳滤单元，5为二级浓缩单元，6为电碳沉锂单元，7为工碳沉锂单元，8为尾矿回收单元，9为盐湖卤水输入管线，10为第一管线，11为第二管线，12为第三管线，13为第四管线，14为第五管线，15为第六管线，16为第七管线，17为重金属尾盐输出管线，18为钠钾混盐输出管线，19为电池级碳酸锂输出管线，20为工业级碳酸锂输出管线，21为蒸发浓缩装置，22为树脂除杂装置，23为沉淀结晶装置，24为洗涤分离装置，25为干燥破碎装置，26为第八管线，27为第九管线，28为第十管线，29为第十一管线，30为电碳沉锂母液管线，31为沉锂纳滤装置，32为沉锂蒸发装置，33为连续沉锂装置，34为浓水排至盐湖管线，35为第十三管线，36为第十四管线。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。本发明中所提到各种化学试剂和化学用品如无特殊说明，均为现有技术中公知公用的化学试剂和化学用品。

下面结合实施例对本发明作进一步描述：

实施例1：如图1所示，该高效环保的盐湖提锂方法，按照下述步骤进行：第一步，来自盐湖的卤水，经预浓缩单元1进行初步浓缩，得到提浓卤水；第二步，将提浓卤水送入预处理纳滤单元2，经预处理纳滤去除存在的二价镁离子、硫酸根离子和碳酸根离子，得到预处理产水；第三步，将预处理纳滤产水送入一级浓缩单元3进行一级浓缩，提高锂离子的浓度，得到一级浓缩卤水；第四步，将一级浓缩卤水送入二次纳滤单元4，进一步除去经一级浓缩富集后的杂质离子，得到净化卤水；第五步，净化卤水在二级浓缩单元5再次浓缩，得到氯化钠和氯化钾的副产品，同时得到高锂卤水；第六步，将高锂卤水送入电碳沉锂单元6，加入沉锂剂，经浓缩、除杂、反应、结晶、洗涤、干燥和破碎后，得到电碳沉锂母液和电池级碳酸锂产品；第七步，将电碳沉锂母液送入工碳沉锂单元7，并向电碳沉锂母液中加入碳酸钠溶液，再次经浓缩、除杂、反应、结晶、洗涤、干燥和破碎后，得到工碳沉锂母液和工业级碳酸锂产品；第八步，将工碳沉锂母液送入尾矿回收单元8，经蒸发结晶处理后，得到可回收利用的重金属混盐。

上述实施例通过采用两级纳滤与三级浓缩单元交叉设置的原则，避免了盐湖提锂过程中，杂质离子在浓缩过程中重新富集，为一步得到电池级碳酸锂提供了保证；同时通过两段沉锂技术为一体的技术方法，可适应多种不同类型盐湖的提锂需求，相较于其他现有提锂技术，本发明能源消耗低，未添加外部化学药剂环境亲和性好，并在高效率提锂的同时，可提取盐湖中其他资源对盐湖进行有效的综合性利用。

实施例2：作为上述实施例的优化，如图1所示，第一步中，预浓缩单元1采用盐田工艺或MVR蒸发工艺进行初步浓缩；或/和，第二步中，预处理纳滤单元2采用耐碱、耐硼的高压纳滤膜元件进行预处理纳滤，其中，高压纳滤膜元件的操作压力为80bar至120bar。

实施例3：作为上述实施例的优化，如图1所示，第三步中，一级浓缩单元3采用MVR蒸发工艺进行一级浓缩；或/和，第四步中，二次纳滤单元4采用耐碱、耐硼的高压纳滤膜元件进行二次纳滤纳滤，其中，高压纳滤膜元件的操作压力为40bar至80bar。

实施例4：作为上述实施例的优化，如图1所示，第五步中，二级浓缩单元5采用MVR蒸发工艺和三级真空闪蒸工艺进行二级浓缩和真空提钾，其中，MVR蒸发工艺中控制蒸发终点为钠钾饱和点，三级真空闪蒸工艺中末级真空度为2.5KPaA至3.5KPaA。

实施例5：作为上述实施例的优化，如图1所示，第六步中，电碳沉锂单元6包括电碳沉锂MVR蒸发工序、树脂除硼净化工序、沉锂反应工序和洗涤干燥工序，其中，沉锂剂为浓度为200g/L至350g/L的碳酸钠溶液。

根据需要，碳酸钠溶液与高锂卤水的加入质量之比一般为1.1至1.5：1左右，视浓度会有波动。

在上述实施例中，在电碳沉锂单元6的电碳沉锂过程中，电碳沉锂MVR蒸发工序采用MVR蒸发工艺将高锂卤水中锂离子含量提升到20/L至35g/L；利用除硼树脂净化工序将浓缩后高锂卤水的硼含量降低到10ppm以下，同时通过设置管道除铁器，除去可能存在的铁杂质，然后在沉锂反应工序引入碳酸钠溶液，利用碳酸根与高锂卤水中的锂离子反应，生成碳酸锂产品沉淀，其中，采用连续性沉锂反应器，沉锂反应温度控制在80℃至90℃；然后在洗涤干燥工序采用立式压滤机，配合三级脱盐水逆向清洗，对电池级碳酸锂产品进行分离洗涤；最后利用电加热热转窑式干燥机，干燥温度不小于550℃，保证电池级碳酸锂产品中含水量≤0.1%；利用气流粉碎对得到的电池级碳酸锂产品进行破碎，保证粒度D90：5μm至8μm。

实施例6：作为上述实施例的优化，如图1所示，第七步中，工碳沉锂单元7包括沉锂纳滤工序、工碳沉锂MVR蒸发工序和沉锂反应工序，其中，沉锂纳滤工序中采用耐碱、耐硼的高压纳滤膜元件进行沉锂纳滤，其中，高压纳滤膜元件的操作压力为40bar至80bar，沉锂剂为浓度为200g/L至350g/L的碳酸钠溶液。

在上述实施例中，工碳沉锂单元7的工碳沉锂过程中，利用沉锂纳滤工序去除电碳母液中的碳酸根，在纳滤前加入一定量的氯化钠溶液，利用氯化钠溶液的透析特性，提高纳滤过程中锂离子的回收率；工碳沉锂MVR蒸发工序采用MVR蒸发工艺，将锂离子含量提升至20g/L至35g/L。

传统的单段沉锂，没有对第一段的沉锂母液进行再次利用，母液中通常还含有10g/L左右的碳酸锂残留，约占总体锂含量约15%左右；本发明经过电碳沉锂和工碳沉锂两段沉锂后，最终沉锂母液残留的锂含量仅为总体锂量的2%左右。

实施例7：作为上述实施例的优化，如图1所示，第八步中，尾矿回收单元8的蒸发结晶采用MVR蒸发结晶工艺。

在上述实施例中，通过尾矿回收单元8单独设置了一套MVR蒸发装置，采用MVR蒸发结晶工艺将工碳沉锂母液直接蒸干，结晶出含有稀有重金属的杂盐，再将盐湖卤水中有价值的金属元素，如锂、钾、铷、铯进行了全部回收，终得到的重金属混盐占到全部混盐的20%左右，实现了资源再利用。

实施例8：如图1所示，该实施高效环保的盐湖提锂方法的装置，包括预浓缩单元1、预处理纳滤单元2、一级浓缩单元3、二次纳滤单元4、二级浓缩单元5、电碳沉锂单元6、工碳沉锂单元7和尾矿回收单元8，预浓缩单元1进口固定连通有盐湖卤水输入管线9，预浓缩单元1出口与预处理纳滤单元2进口之间固定连通有第一管线10，预处理纳滤单元2出口与一级浓缩单元3进口之间固定连通有第二管线11，一级浓缩单元3出口与二次纳滤单元4进口之间固定连通有第三管线12，二次纳滤单元4出口与二级浓缩单元5进口之间固定连通有第四管线13，二级浓缩单元5第一出口与电碳沉锂单元6进口之间固定连通有第五管线14，电碳沉锂单元6第一出口与工碳沉锂单元7进口之间固定连通有第六管线15，工碳沉锂单元7第一出口与尾矿回收单元8进口之间固定连通有第七管线16，尾矿回收单元8出口固定连通有重金属尾盐输出管线17，二级浓缩单元5第二出口固定连通有钠钾混盐输出管线18，电碳沉锂单元6第二出口固定连通有电池级碳酸锂输出管线19，工碳沉锂单元7第二出口固定连通有工业级碳酸锂输出管线20。

实施例9：作为上述实施例的优化，如图2所示，电碳沉锂单元6包括蒸发浓缩装置21、树脂除杂装置22、沉淀结晶装置23、洗涤分离装置24和干燥破碎装置25，二级浓缩单元5第一出口与蒸发浓缩装置21进口之间固定连通有第五管线14，蒸发浓缩装置21出口与树脂除杂装置22进口之间固定连通有第八管线26，树脂除杂装置22出口与沉淀结晶装置23进口之间固定连通有第九管线27，沉淀结晶装置23出口与洗涤分离装置24进口之间固定连通有第十管线28，洗涤分离装置24第一出口与干燥破碎装置25进口之间固定连通有第十一管线29，洗涤分离装置24第二出口固定连通有电碳沉锂母液管线30。

实施例10：作为上述实施例的优化，如图3所示，工碳沉锂单元7包括沉锂纳滤装置31、沉锂蒸发装置32和连续沉锂装置33，洗涤分离装置24第二出口与沉锂纳滤装置31进口之间固定连通有电碳沉锂母液管线30，沉锂纳滤装置31第一出口与沉锂蒸发装置32进口之间固定连通有第十三管线35，沉锂纳滤装置31第二出口固定连通有浓水排至盐湖管线34，沉锂蒸发装置32出口与连续沉锂装置33进口之间固定连通有第十四管线36，连续沉锂装置33第一出口与尾矿回收单元8进口之间固定连通有第七管线16，连续沉锂装置33第二出口固定连通有工业级碳酸锂输出管线20。

实施例11：本实施例的卤水为我国西藏某碳酸型富钾盐湖卤水。

盐湖卤水主要成分组成为：Li⁺浓度：0.7g/L，Na⁺浓度：90.0g/L，K⁺浓度：24.5g/L，SO₄ ^2-浓度：21.0g/L，CO₃ ^2-浓度：24.5g/L；

第一步，来自盐湖的卤水，经预浓缩单元1采用盐田工艺进行初步浓缩，得到提浓卤水，提浓卤水中Li⁺浓度可达到1.0g/L；

第二步，经过预处理纳滤单元2截留二价离子后，Mg²⁺的含量＜5mg/L，SO₄ ^2-浓度约为22mg/L，CO₃ ^2-浓度约为260mg/L；

第三步，采用MVR蒸发工艺，经过一级浓缩单元3一级浓缩后，得到的一级浓缩卤水中Li+浓度达到1.37g/L，同时副产氯化钠；

第四步，经过二次纳滤单元4二次纳滤得到净化卤水中，Li+浓度约为1.1g/L，SO₄ ^2-浓度与CO₃ ^2-浓度几乎可忽略不计；

第五步，净化卤水经过二级浓缩单元5的MVR蒸发工艺，将Na⁺与K⁺浓度比例调整为2:3左右后，经三级真空闪蒸工艺，其中，末级真空度设置为3KPaA左右，得到氯化钠盐、工业级氯化钾和高锂卤水；

第六步，高锂卤水在电碳沉锂单元6的MVR蒸发工序浓缩得到Li⁺浓度约为25g/L至30g/L浓缩后卤水，向浓缩后卤水中加入碳酸钠溶液，碳酸钠溶液要求碳酸根含量不小于150g/L，所加量比理论计算值过量约10%左右；反应物经过压滤，三级洗涤，干燥，破碎，最终得到电池级碳酸锂产品和电碳沉锂母液；

第七步，利用第六步中的电碳沉锂母液为原料，向电碳沉锂母液中加入碳酸钠溶液，经过沉锂纳滤，蒸发浓缩，以及连续沉锂之后，得到工业级碳酸锂产品和工碳沉锂母液；

第八步，利用第七步中的工碳沉锂母液为原料，在尾矿回收单元8经过蒸发结晶，最终得到含有铷、铯重金属的混盐并回收。

实施例11中，所得到的氯化钠盐含量为99.5wt%，得到的工业级氯化钾中氯化钾含量为98.7%，预浓缩纳滤浓水返回盐田不计回收率，预处理纳滤之后的锂回收率为99%，回收的铷铯重金属混盐占到全部混盐的20%。

实施例12：本实施例的卤水为我国西藏某硫酸钠亚型盐湖卤水。

盐湖卤水主要成分组成为：Li⁺浓度：0.78g/L，Na⁺浓度：32.00g/L，K⁺浓度：6.00g/L，SO₄ ^2-浓度：13.00g/L，CO₃ ^2-浓度：3.60g/L；

第一步，来自盐湖的卤水，经预浓缩单元1采用盐田工艺进行初步浓缩，得到提浓卤水，提浓卤水中Li⁺浓度可达到1.25g/L；

第二步，经过预处理纳滤单元2截留二价离子后，Mg²⁺的含量＜60mg/L，SO₄ ^2-浓度约为50mg/L，Li⁺浓度：1.2g/L；

第三步，采用MVR蒸发工艺，经过一级浓缩单元3一级浓缩后，总盐TDS可达到380g/L左右，同时副产氯化钠盐；Mg²⁺离子的含量与SO₄ ^2-浓度皆可达150mg/L至500mg/L，Li+浓度：3.0g/L至3.5g/L；

第四步，经过二次纳滤单元4二次纳滤得到净化卤水中，Mg²⁺、SO₄ ^2-浓度几乎可忽略不计；

第五步，净化卤水经过二级浓缩单元5的MVR蒸发工艺，将Na+与K+浓度比例调整为共饱和点后，经三级真空闪蒸工艺，其中末级真空度设置为3KPaA左右，得到氯化钠盐、工业级氯化钾和高锂卤水；

第六步，高锂卤水在电碳沉锂单元6的电碳沉锂MVR蒸发工序浓缩得到Li⁺浓度约为25g/L至30g/L浓缩后卤水，向浓缩后卤水中加入碳酸钠溶液，碳酸钠溶液要求碳酸根含量不小于150g/L，所加量比理论计算值过量约10%左右；反应物经过压滤，三级洗涤，干燥，破碎，最终得到电池级碳酸锂产品和电碳沉锂母液；

第七步，利用第六步中的电碳沉锂母液为原料，向电碳沉锂母液中加入碳酸钠溶液，经过沉锂纳滤，蒸发浓缩，以及连续沉锂之后，得到工业级碳酸锂产品和工碳沉锂母液；

第八步，利用第七步中的工碳沉锂母液为原料，在尾矿回收单元8经过蒸发结晶，最终得到含有铷、铯重金属的混盐并回收。

实施例12中，所得到的氯化钠盐含量为99.6wt%，得到的工业级氯化钾中氯化钾含量为99.0%，预浓缩纳滤浓水返回盐田不计回收率，预处理纳滤之后的锂回收率为99.4%，回收的铷铯重金属混盐占到全部混盐的20%。

综上所述，本发明通过结合三级浓缩、两次纳滤及两段沉锂技术为一体的生产方法，可适应多种不同类型盐湖的提锂需求，能源消耗低，未添加外部化学药剂，环境亲和性好，符合环保生产要求，并在高效率提锂的同时，可提取盐湖中其他资源对盐湖进行有效的综合性利用。

以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

Claims (10)

1.一种高效环保的盐湖提锂方法，其特征在于按照下述步骤进行：第一步，来自盐湖的卤水，经预浓缩单元进行初步浓缩，得到提浓卤水；第二步，将提浓卤水送入预处理纳滤单元，经预处理纳滤去除存在的二价镁离子、硫酸根离子和碳酸根离子，得到预处理产水；第三步，将预处理纳滤产水送入一级浓缩单元进行一级浓缩，提高锂离子的浓度，得到一级浓缩卤水；第四步，将一级浓缩卤水送入二次纳滤单元，进一步除去经一级浓缩富集后的杂质离子，得到净化卤水；第五步，净化卤水在二级浓缩单元再次浓缩，得到氯化钠和氯化钾的副产品，同时得到高锂卤水；第六步，将高锂卤水送入电碳沉锂单元，加入沉锂剂，经浓缩、除杂、反应、结晶、洗涤、干燥和破碎后，得到电碳沉锂母液和电池级碳酸锂产品；第七步，将电碳沉锂母液送入工碳沉锂单元，并向电碳沉锂母液中加入碳酸钠溶液，再次经浓缩、除杂、反应、结晶、洗涤、干燥和破碎后，得到工碳沉锂母液和工业级碳酸锂产品；第八步，将工碳沉锂母液送入尾矿回收单元，经蒸发结晶处理后，得到可回收利用的重金属混盐。

2.根据权利要求1所述的高效环保的盐湖提锂方法，其特征在于第一步中，预浓缩单元采用盐田工艺或MVR蒸发工艺进行初步浓缩；或/和，第二步中，预处理纳滤单元采用耐碱、耐硼的高压纳滤膜元件进行预处理纳滤，其中，高压纳滤膜元件的操作压力为80bar至120bar。

3.根据权利要求1或2所述的高效环保的盐湖提锂方法，其特征在于第三步中，一级浓缩单元采用MVR蒸发工艺进行一级浓缩；或/和，第四步中，二次纳滤单元采用耐碱、耐硼的高压纳滤膜元件进行二次纳滤纳滤，其中，高压纳滤膜元件的操作压力为40bar至80bar。

4.根据权利要求1或2或3所述的高效环保的盐湖提锂方法，其特征在于第五步中，二级浓缩单元采用MVR蒸发工艺和三级真空闪蒸工艺进行二级浓缩和真空提钾，其中，MVR蒸发工艺中控制蒸发终点为钠钾饱和点，三级真空闪蒸工艺中末级真空度为2.5KPaA至3.5KPaA。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的高效环保的盐湖提锂方法，其特征在于第六步中，电碳沉锂单元包括电碳沉锂MVR蒸发工序、树脂除硼净化工序、沉锂反应工序和洗涤干燥工序，其中，沉锂剂为浓度为200g/L至350g/L的碳酸钠溶液。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的高效环保的盐湖提锂方法，其特征在于第七步中，工碳沉锂单元包括沉锂纳滤工序、工碳沉锂MVR蒸发工序和沉锂反应工序，其中，沉锂纳滤工序中采用耐碱、耐硼的高压纳滤膜元件进行沉锂纳滤，其中，高压纳滤膜元件的操作压力为40bar至80bar，沉锂剂为浓度为200g/L至350g/L的碳酸钠溶液。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的高效环保的盐湖提锂方法，其特征在于第八步中，尾矿回收单元的蒸发结晶采用MVR蒸发结晶工艺。

8.一种实施根据权利要求1至7中任一项所述的高效环保的盐湖提锂方法的装置，其特征在于包括预浓缩单元、预处理纳滤单元、一级浓缩单元、二次纳滤单元、二级浓缩单元、电碳沉锂单元、工碳沉锂单元和尾矿回收单元，预浓缩单元进口固定连通有盐湖卤水输入管线，预浓缩单元出口与预处理纳滤单元进口之间固定连通有第一管线，预处理纳滤单元出口与一级浓缩单元进口之间固定连通有第二管线，一级浓缩单元出口与二次纳滤单元进口之间固定连通有第三管线，二次纳滤单元出口与二级浓缩单元进口之间固定连通有第四管线，二级浓缩单元第一出口与电碳沉锂单元进口之间固定连通有第五管线，电碳沉锂单元第一出口与工碳沉锂单元进口之间固定连通有第六管线，工碳沉锂单元第一出口与尾矿回收单元进口之间固定连通有第七管线，尾矿回收单元出口固定连通有重金属尾盐输出管线，二级浓缩单元第二出口固定连通有钠钾混盐输出管线，电碳沉锂单元第二出口固定连通有电池级碳酸锂输出管线，工碳沉锂单元第二出口固定连通有工业级碳酸锂输出管线。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于电碳沉锂单元包括蒸发浓缩装置、树脂除杂装置、沉淀结晶装置、洗涤分离装置和干燥破碎装置，二级浓缩单元第一出口与蒸发浓缩装置进口之间固定连通有第五管线，蒸发浓缩装置出口与树脂除杂装置进口之间固定连通有第八管线，树脂除杂装置出口与沉淀结晶装置进口之间固定连通有第九管线，沉淀结晶装置出口与洗涤分离装置进口之间固定连通有第十管线，洗涤分离装置第一出口与干燥破碎装置进口之间固定连通有第十一管线，洗涤分离装置第二出口固定连通有电碳沉锂母液管线。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于工碳沉锂单元包括沉锂纳滤装置、沉锂蒸发装置和连续沉锂装置，洗涤分离装置第二出口与沉锂纳滤装置进口之间固定连通有电碳沉锂母液管线，沉锂纳滤装置第一出口与沉锂蒸发装置进口之间固定连通有第十三管线，沉锂纳滤装置第二出口固定连通有浓水排至盐湖管线，沉锂蒸发装置出口与连续沉锂装置进口之间固定连通有第十四管线，连续沉锂装置第一出口与尾矿回收单元进口之间固定连通有第七管线，连续沉锂装置第二出口固定连通有工业级碳酸锂输出管线线。

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