CN116924627A - 一种盐湖提锂除硅系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种盐湖提锂除硅系统及方法，所述的盐湖提锂除硅系统包括吸附解析单元、过滤单元、浓缩单元、蒸发单元、除硅电渗析单元与沉锂单元；所述吸附解析单元、过滤单元、浓缩单元、蒸发单元与沉锂单元沿卤水的流动方向依次连接；所述除硅电渗析单元包括第一进水口、浓水出口与淡水出口，所述除硅电渗析单元分别通过所述第一进水口与浓水出口循环连接所述浓缩单元，所述淡水出口与外界连通。本发明采用膜法提锂耦合电渗析除杂的系统，在浓缩单元分出一部分浓水，耦合电渗析技术进行除杂、除硅，极大地提高了锂的收率。

Description

一种盐湖提锂除硅系统及方法
技术领域
本发明属于盐湖提锂技术领域，涉及一种盐湖提锂除硅系统及方法。
背景技术
锂作为自然界最轻的金属，是非常重要的能源金属，锂及其化合物被广泛应用于玻璃、陶瓷、电池以及核工业等领域。目前，低碳降碳已成为全球共识和潮流，特别是近年来锂电池的爆炸性发展，致使全球的锂消耗量处于快速扩张状态。
盐湖卤水提锂是指从含锂的盐湖卤水中提取锂的过程，盐湖卤水中锂资源储量丰富，盐湖提锂具有明显的资源及成本优势。因此，从盐湖中提取锂已成为锂资源开发的必然趋势。
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，上述的方法能有效地回收盐湖卤水中的锂资源，但同时也存在一定的局限，如溶剂萃取法所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，而且还会对周边的环境造成污染；沉淀法具有操作简单、低成本的优点，但同时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；离子交换法对某一种离子的去除或提取效率较好，但依旧存在吸附剂的吸附容量低、成本高等问题；膜分离技术是一种新兴的分离技术，分为超滤、纳滤、反渗透等技术，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，已被证明是目前最有效的提锂工艺路线，但膜分离技术对进水水质要求比较高，若不控制水质，将降低膜的使用寿命，增加运行成本。
根据卤水的性质，其中，对膜造成比较大的影响的物质如“硅”，虽然其在卤水中硅浓度比较低，对工艺前端膜的影响比较小，但是经过后续工艺的层层浓缩，对后端工艺影响比较大，将造成后端膜结垢，导致MVR(蒸汽机械再压缩蒸发技术，Mechanical Vapor Re-compression)蒸发换热器列管结垢，影响换热效果，蒸发强度下降。而目前解决该问题的主要方法，仍然是采用连续或者定时从后端膜末端排出一股浓水，以平衡系统中硅的浓度，控制硅在不结垢的范围之内。但定时或者连续排放浓水，势必造成大量锂的损失，尤其后端膜末端，锂离子浓度比较高，若直接排放，将造成整个系统锂的收率降低。
从含盐溶液中除硅，目前主要的处理方法有：混凝脱硅法、反渗透脱硅法、超滤脱除胶体硅、气浮脱除胶体硅、电凝聚脱硅法和离子交换脱硅法等。混凝脱硅法是非深度脱硅方法，一般可通过混凝和过滤去除60％的胶体硅，通过混凝和澄清过滤去除90％的胶体硅，但是该方法会引入外来物质，多用于前端溶液处理。反渗透脱硅法可以脱除胶体硅和溶解硅，对SiO2的脱除率可以达到80％。超滤脱除胶体硅的方法对溶解硅几乎无脱除效果。电凝聚脱硅法大幅度增加铝和电能的消耗量，使用范围受限，且会引入外来物质。离子交换脱硅法对于胶体硅无脱除能力，且需采用预处理和预脱盐去除悬浮物质和胶体物质，以防止其污染树脂，降低处理系统的效率。
综上，无论采用哪种方式，要么需要加入药剂，引入外来物质，容易破坏卤水性质，导致不能使用，要么使用范围受限，不适用，因此，提供一种有效除硅的同时保证锂收率的提锂方法是非常重要的。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种盐湖提锂除硅系统及方法，采用膜法提锂耦合电渗析除杂的系统，由浓缩单元分出一部分浓水，耦合电渗析技术进行除杂、除硅，极大地提高了锂的收率和系统的稳定性。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种盐湖提锂除硅系统，所述的盐湖提锂除硅系统包括吸附解析单元、过滤单元、浓缩单元、蒸发单元、除硅电渗析单元与沉锂单元；
所述吸附解析单元、过滤单元、浓缩单元、蒸发单元与沉锂单元沿卤水的流动方向依次连接；
所述除硅电渗析单元包括第一进水口、浓水出口与淡水出口，所述除硅电渗析单元分别通过所述第一进水口与浓水出口循环连接所述浓缩单元，所述淡水出口与外界连通。
本发明利用吸附解析单元对卤水进行吸附处理，采用过滤单元去除卤水中悬浮物、钙离子与镁离子等物质，随后采用浓缩单元对卤水中锂离子进行浓缩，并去除卤水中硼离子，蒸发单元能够进一步提高浓水产物中锂离子浓度，进入沉锂单元，最终得出碳酸锂产品；同时，由浓缩单元分出一部分浓水进入除硅电渗析单元，耦合电渗析技术进行除杂、除硅，经电渗析产生的浓水继续进入浓缩单元内进一步除硼与收锂，而电渗析淡水中富含硅，需进行外排，降低锂的损失，极大提高了锂收率以及系统的稳定性；减少了后期膜更换、系统维护的费用，具有良好的经济效益与社会效益，有利于节约生产成本，也带来了额外收益；实现清洁生产，且方法简单、绿色环保，具有良好的工业应用前景。
作为本发明一个优选技术方案，所述浓缩单元包括沿卤水的流动方向依次连接的反渗透模块与除硼纳滤模块，所述反渗透模块的进水端连接所述过滤单元。
所述除硼纳滤模块的出水端设置有高硼出水口与低硼产水口，所述低硼产水口连接所述蒸发单元，所述高硼出水口分为两路，一路连接至所述第一进水口，另一路连接至所述过滤单元和/或所述浓缩单元。
本发明中反渗透模块对卤水中锂离子进行浓缩，浓缩后的卤水进入除硼纳滤模块内，得到高硼出水与低硼产水，其中一部分高硼出水回流至系统的过滤单元和/或浓缩单元进一步处理，另一部分高硼出水进入除硅电渗析单元内实现除杂、除硅，低硼产水则流入蒸发单元内进行浓缩收锂。
作为本发明一个优选技术方案，所述的除硼纳滤模块包括第二进水口，所述第二进水口分别连接所述除硅电渗析单元的浓水出口与所述反渗透模块。
需要说明的是，本发明中所述第二进水口为除硼纳滤模块的总进水口，除硅电渗析单元的浓水出口与反渗透模块分别通过必要管线连接第二进水口。将除硼纳滤模块的部分高硼出水输送至除硅电渗析单元，脱除了硅的浓水由所述第二进水口再次进入到除硼纳滤模块内，以平衡除硼纳滤模块产水中的硅浓度，满足工艺要求的同时，大大节约了单独增加除硅设备的投资及运行成本。
作为本发明一个优选技术方案，所述的除硼纳滤模块包括第二进水口，所述除硼纳滤模块内设置至少一段除硼纳滤膜机构，所述除硼纳滤膜机构用于对卤水进行除硼。
所述第二进水口连接所述反渗透模块，至少一段所述除硼纳滤膜机构的进水端连接所述除硅电渗析单元的浓水出口。
需要说明的是，本发明中所述第二进水口为除硼纳滤模块的总进水口，通过必要管线连接反渗透模块，另外，除硼纳滤模块内部设置的至少一段除硼纳滤膜机构通过并联、串联，或并联和串联混合的方式相连，并利用除硼纳滤膜实现对硼的截留，且对硼的截留率大于80％，每一个除硼纳滤膜机构可独立地设置入口，除硅电渗析单元的浓水出口通过必要管线连接任意至少一个除硼纳滤膜机构的入口，由除硅电渗析单元排出的脱除了硅的浓水可直接流入除硼纳滤膜机构内，以平衡除硼纳滤模块产水中的硅浓度。
作为本发明一个优选技术方案，所述的反渗透模块的进水端设置第三进水口，所述第三进水口分别连接所述除硅电渗析单元的浓水出口与所述过滤单元。
需要说明的是，本发明中所述第三进水口为反渗透模块的总进水口，且第三进水口处设置有酸碱调节机构，除硅电渗析单元的浓水出口通过必要管线连接第三进水口，使得由除硅电渗析单元排出的脱除了硅的浓水经酸碱调节后进入反渗透模块内。
作为本发明一个优选技术方案，所述的除硅电渗析单元包括阴极与阳极，所述阴极与阳极之间交替间隔设置有若干个淡水室与若干个浓水室。
所述淡水室的进水端与出水端分别连通所述第一进水口与淡水出口，所述淡水室与浓水室之间通过阳膜或阴膜隔离，所述浓水室的进水端与出水端分别连通所述第一进水口与所述浓水出口。
电渗析是利用离子交换膜对阴、阳离子的选择透过性能，在外加直流电场力的作用下，使阴、阳离子定向迁移透过选择性离子交换膜，从而使电解质离子从溶液中分离出来的过程。本发明的除硅电渗析单元的阴极与阳极之间交替排列着若干个阳膜和阴膜，以分隔成若干个水室。由除硼纳滤模块排出的部分高硼出水分别进入上述若干个水室后，在直流电场的作用下，溶液中的离子作定向迁移。阳膜只允许阳离子通过，而将阴离子截留下来，阴膜则只允许阴离子通过，而将阳离子截留下来，使得上述若干个水室中的离子进行迁移，一部分变成含离子较少的淡水室，其出水为淡水，而与淡水室相邻的水室则变成聚集大量离子的浓水室，其出水为浓水，从而实现水中离子的分离和浓缩。由于SiO2在一定pH范围内呈现电中性，不带电，不迁移，而其它离子(如锂、氯等)在直流电场的情况下进行迁移，使得SiO2能够随着淡水由淡水出口排出，实现硅的脱除，对硅的截留率大于90％，浓水则由浓水出口排至浓缩单元内继续除硼、收锂。
作为本发明一个优选技术方案，所述的吸附解析单元包括吸附装置与解析装置，所述吸附装置内填充有吸附剂。
优选地，所述吸附剂包括铝系锂吸附剂、钛系锂吸附剂与锰系锂吸附剂中的任一种或至少两种的组合。
作为本发明一个优选技术方案，所述的过滤单元包括沿卤水的流动方向依次连接的至少一个超滤预处理模块与至少一个精制纳滤模块。
优选地，所述精制纳滤模块内设置有至少两段纳滤膜组件。
本发明中精制纳滤模块内部的纳滤膜组件通过并联、串联，或并联和串联混合的方式相连，并利用纳滤膜对一价、二价离子进行分离，实现卤水中的钙、镁等离子与锂离子的分离，采用的纳滤膜对钙和镁的截留率大于95％。
第二方面，本发明提供了一种盐湖提锂除硅方法，所述盐湖提锂除硅方法采用第一方面所述的盐湖提锂除硅系统，所述盐湖提锂除硅方法包括：
(1)卤水依次经过吸附解析单元与过滤单元，进行吸附解析与过滤处理，得到含锂出水；
(2)所述含锂出水流入浓缩单元内进行浓缩处理，得到高硼浓水与低硼产水；
(3)将部分高硼浓水送入除硅电渗析单元内进行除硅除杂，得到除硅浓水与含硅淡水，将所述含硅淡水排出，并将除硅浓水回流至浓缩单元，将所述低硼产水依次流经蒸发单元与沉锂单元，得到碳酸锂产品。
本发明将经浓缩处理后的部分高硼浓水送入除硅电渗析单元内，得到富含硅的含硅淡水与脱除硅的除硅浓水，将含硅淡水外排释放杂质，将除硅浓水再回流至系统继续加入到除硼、收锂过程中，以平衡系统中的硅浓度，保证提锂稳定性，提高锂的收率。
作为本发明一个优选技术方案，步骤(1)中，所述过滤处理包括：依次对卤水进行超滤预处理与精制纳滤，以去除所述卤水中的污染物质。
优选地，步骤(2)中，所述浓缩处理包括：所述含锂出水依次流经反渗透模块与除硼纳滤模块，实现浓缩与除硼，得到所述高硼浓水与低硼产水。
优选地，步骤(3)中，根据流入所述除硼纳滤模块内的含锂出水中的硅含量，调节送入除硅电渗析单元内的所述部分高硼浓水的流量。
本发明中除硅电渗析单元的进水量以除硼纳滤模块进水中硅浓度为参考指标，以平衡产水中硅浓度。
优选地，步骤(3)中，进入所述除硼纳滤模块内的含锂出水的硅含量为0.015～0.03g/L，例如可以是0.015g/L、0.016g/L、0.018g/L、0.020g/L、0.022g/L、0.025g/L、0.026g/L、0.028g/L或0.030g/L，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(3)中，所述除硅除杂的操作电流密度为150～400A/m2，例如可以是150A/m2、160A/m2、180A/m2、200A/m2、220A/m2、250A/m2、260A/m2、280A/m2、300A/m2、320A/m2、350A/m2、360A/m2、380A/m2、400A/m2，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(3)中，所述除硅除杂的操作电压为0.3～0.5V，例如可以是0.30V、0.31V、0.32V、0.35V、0.38V、0.40V、0.43V、0.45V、0.48V或0.50V，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(3)中，所述除硅除杂的操作温度为20～40℃，例如可以是20℃、22℃、25℃、28℃、30℃、32℃、35℃、38℃或40℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(3)中，送入所述除硅电渗析单元内的高硼浓水的pH为3.5～10，例如可以是3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0、9.5或10，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(3)中，送入所述除硅电渗析单元内的高硼浓水的锂含量为6～9g/L，例如可以是6.0g/L、6.2g/L、6.5g/L、6.8g/L、7.0g/L、7.3g/L、7.5g/L、8.0g/L、8.2g/L、8.5g/L、8.8g/L或9.0g/L，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
送入所述除硅电渗析单元内的高硼浓水的硅含量为0.02～0.3g/L，例如可以是0.02g/L、0.05g/L、0.08g/L、0.10g/L、0.12g/L、0.15g/L、0.20g/L、0.22g/L、0.25g/L、0.28g/L或0.30g/L，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
送入所述除硅电渗析单元内的高硼浓水的硼含量为1.5～3.0g/L，例如可以是1.5g/L、1.6g/L、1.8g/L、2.0g/L、2.3g/L、2.5g/L、2.6g/L、2.8g/L或3.0g/L，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(3)中，所述含硅淡水中锂含量为0.2～0.6g/L，例如可以是0.20g/L、0.23g/L、0.25g/L、0.30g/L、0.35g/L、0.40g/L、0.45g/L、0.50g/L、0.52g/L、0.55g/L、0.58g/L或0.60g/L，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
所述含硅淡水中硅含量为0.2～0.6g/L，例如可以是0.20g/L、0.23g/L、0.25g/L、0.30g/L、0.35g/L、0.40g/L、0.45g/L、0.50g/L、0.52g/L、0.55g/L、0.58g/L或0.60g/L，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
所述含硅淡水中硼含量为2～5g/L，例如可以是2g/L、2.2g/L、2.5g/L、3g/L、3.3g/L、3.5g/L、4g/L、4.2g/L、4.5g/L、4.8g/L或5g/L，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(3)中，所述除硅浓水中锂含量为12～20g/L，例如可以是12g/L、13g/L、14g/L、15g/L、16g/L、17g/L、18g/L、19g/L或20g/L，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
所述除硅浓水中硅含量为0.01～0.03g/L，例如可以是0.01g/L、0.012g/L、0.015g/L、0.018g/L、0.02g/L、0.022g/L、0.025g/L、0.026g/L、0.028g/L或0.03g/L，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
所述除硅浓水中硼含量为0.3～0.8g/L，例如可以是0.30g/L、0.35g/L、0.40g/L、0.45g/L、0.50g/L、0.55g/L、0.58g/L、0.60g/L、0.65g/L、0.68g/L、0.70g/L、0.75g/L、0.78g/L或0.80g/L，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(3)中，将所述除硅浓水回流至浓缩单元中的除硼纳滤模块，或将所述除硅浓水进行酸碱度调节后回流至浓缩单元中的反渗透模块。
本发明所述的数值范围不仅包括上述例举的点值，还包括没有例举出的上述数值范围之间的任意的点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
所述系统是指设备系统、装置系统或生产装置。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明提供的一种盐湖提锂除硅系统及方法，利用膜法提锂耦合电渗析除杂，使得现有工艺更加完善、稳定，且锂收率更高；
(2)相较于传统除杂工艺，本发明利用耦合电渗析技术除杂，无需引入外界物质，不影响卤水性质，采用电驱动进行电渗析，具有工艺清洁、占地小、设备操作简单等优势；
(3)本发明从除硼纳滤模块的出水中分出一部分浓水，利用电渗析除硅，主要目的是平衡系统中硅浓度，满足工艺要求的同时，大大节约了单独增加除硅设备的投资与运行成本；
(4)本发明提供的盐湖提锂除硅方法，可以延长膜的使用寿命，减少膜前保安过滤器的滤芯的更换频次，延长蒸发单元内换热器的清洗周期。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的盐湖提锂除硅系统的结构示意图；
图2为本发明实施例1提供的除硅电渗析单元内电渗析分离原理图；
图3为本发明实施例2提供的盐湖提锂除硅系统的结构示意图；
图4为本发明实施例3提供的盐湖提锂除硅系统的结构示意图；
图5为本发明实施例4提供的盐湖提锂除硅系统的结构示意图。
其中，1-吸附解析单元；2-超滤预处理模块；3-精制纳滤模块；4-反渗透模块；5-除硼纳滤模块；6-MVR蒸发装置；7-沉锂单元；8-除硅电渗析单元。
具体实施方式
需要理解的是，在本发明的描述中，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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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”等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。
需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本领域技术人员理应了解的是，本发明中必然包括用于实现工艺完整的必要管线、常规阀门和通用泵设备，但以上内容不属于本发明的主要发明点，本领域技术人员可以基于工艺流程和设备结构选型进行可以自行增设布局，本发明对此不做特殊要求和具体限定。
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
在一个具体实施方式中，本发明提供了一种盐湖提锂除硅系统，包括吸附解析单元1、过滤单元、浓缩单元、蒸发单元、除硅电渗析单元8与沉锂单元7。所述吸附解析单元1、过滤单元、浓缩单元、蒸发单元与沉锂单元7沿卤水的流动方向依次连接。所述除硅电渗析单元8包括第一进水口、浓水出口与淡水出口，所述除硅电渗析单元8分别通过所述第一进水口与浓水出口循环连接所述浓缩单元，所述淡水出口与外界连通。
所述的吸附解析单元1包括吸附装置与解析装置，所述吸附装置内填充有吸附剂。所述吸附剂包括铝系锂吸附剂、钛系锂吸附剂与锰系锂吸附剂中的任一种或至少两种的组合。铝系吸附剂为分子筛吸附剂，在吸附过程中，由于本体溶液为饱和溶液，在渗透压作用下氯化锂进入吸附剂层状结构，当吸附剂吸附饱和后，需要纯水进行水洗，洗去吸附剂球体及吸附剂间隙的卤水，从而减少进入洗脱液的杂质离子含量。最后再采用淡水进行洗脱，此时吸附剂层状结构外本体溶液中渗透压较低，而层状结构内氯化锂渗透压较高，氯化锂便会从层状结构内释放进入本体溶液中。锰系吸附剂与钛系吸附剂均为离子筛，吸附过程中锂离子与吸附剂上的氢离子发生交换，吸附剂每吸附一个锂离子便会释放一个氢离子，解析时每释放一个锂离子便需要吸附一个氢离子。
所述的过滤单元包括沿卤水的流动方向依次连接的至少一个超滤预处理模块2与至少一个精制纳滤模块3。所述精制纳滤模块3内设置有至少两段纳滤膜组件。本发明中精制纳滤模块3内部的纳滤膜组件通过并联、串联，或并联和串联混合的方式相连，并利用纳滤膜对一价、二价离子进行分离，实现卤水中的钙、镁等离子与锂离子的分离，采用的纳滤膜对钙和镁的截留率大于95％。示例性地，纳滤膜其材料包括但不限于醋酸纤维素及其衍生物、芳香族聚酰胺、聚酰亚胺、聚砜、聚醚砜、聚哌嗪、聚乙烯或聚丙烯。
所述浓缩单元包括沿卤水的流动方向依次连接的反渗透模块4与除硼纳滤模块5，所述反渗透模块4的进水端连接所述过滤单元。所述除硼纳滤模块5的出水端设置有高硼出水口与低硼产水口，所述低硼产水口连接所述蒸发单元，所述高硼出水口分为两路，一路连接至所述第一进水口，另一路连接至所述过滤单元和/或所述浓缩单元。本发明中反渗透模块4包括通过并联、串联，或并联和串联混合的方式相连的若干个反渗透膜，其对离子的截留率大于98％，反渗透膜可采用本领域技术人员已知材料。本发明中反渗透模块4对卤水中锂离子进行浓缩，浓缩后的卤水进入除硼纳滤模块5内，得到高硼出水与低硼产水，其中一部分高硼出水回流至系统的过滤单元和/或浓缩单元进一步处理，另一部分高硼出水进入除硅电渗析单元8内实现除杂、除硅，低硼产水则流入蒸发单元内进行浓缩收锂。本发明中除硼纳滤模块5内设置有除硼纳滤膜，实现对硼的截留，可采用本领域技术人员所熟知的市售膜，所采用的除硼纳滤膜对硼的截留率大于80％。
所述蒸发单元优选采用MVR蒸发装置6，对含锂产水中锂进行蒸发浓缩，工作原理为：将蒸发过程中产生的二次蒸汽经过机械蒸汽压缩机(压缩介质为水蒸气)压缩，使其温度、压力上升，热焾值增加，这样经过压缩后的蒸汽可以用作加热热源直接进入加热外管对溶液加热，二次蒸汽释放其潜热冷凝成冷凝水，料液吸收其潜热产生新的二次蒸汽，二次蒸汽又被吸入到机械蒸汽压缩机内压缩进行循环蒸发。
本发明对于沉锂单元7的沉锂工艺不作具体限定，本领域技术人员可根据实际操作要求与产品要求进行调整。示例性地，所述沉锂单元7包括本领域技术人员已知的碳酸钠投加单元、沉锂反应单元、精密过滤系统以及水洗干燥系统等，以将锂转化为碳酸锂，所得碳酸锂沉淀经过过滤和干燥即可得到满足电池级要求的碳酸锂成品。
所述的除硅电渗析单元8包括阴极与阳极，所述阴极与阳极之间交替间隔设置有若干个淡水室与若干个浓水室。所述淡水室的进水端与出水端分别连通所述第一进水口与淡水出口，所述淡水室与浓水室之间通过阳膜或阴膜隔离，所述浓水室的进水端与出水端分别连通所述第一进水口与所述浓水出口。电渗析是利用离子交换膜对阴、阳离子的选择透过性能，在外加直流电场力的作用下，使阴、阳离子定向迁移透过选择性离子交换膜，从而使电解质离子从溶液中分离出来的过程。本发明的除硅电渗析单元8的阴极与阳极之间交替排列着若干个阳膜和阴膜，以分隔成若干个水室。由除硼纳滤模块5排出的部分高硼出水分别进入上述若干个水室后，在直流电场的作用下，溶液中的离子作定向迁移。阳膜只允许阳离子通过，而将阴离子截留下来，阴膜则只允许阴离子通过，而将阳离子截留下来，使得上述若干个水室中的离子进行迁移，一部分变成含离子较少的淡水室，其出水为淡水，而与淡水室相邻的水室则变成聚集大量离子的浓水室，其出水为浓水，从而实现水中离子的分离和浓缩。由于SiO2在一定pH范围内呈现电中性，不带电，不迁移，而其它离子(如锂、氯等)在直流电场的情况下进行迁移，使得SiO2能够随着淡水由淡水出口排出，实现硅的脱除，对硅的截留率大于90％，浓水则由浓水出口排至浓缩单元内继续除硼、收锂。所述除硅电渗析单元8不仅实现了除硅，还能够将进水中部分硼进行脱除。此外，本领域技术人员可根据实际情况在除硅电渗析单元8的淡水出口连接后处理单元和/或回收单元，以对富含硅的淡水进行处理后排放，也可进行资源化利用。
在一些实施方式中，所述的除硼纳滤模块5包括第二进水口，所述第二进水口分别连接所述除硅电渗析单元8的浓水出口与所述反渗透模块4。本发明中所述第二进水口为除硼纳滤模块5的总进水口，除硅电渗析单元8的浓水出口与反渗透模块4分别通过必要管线连接第二进水口。将除硼纳滤模块5的部分高硼出水输送至除硅电渗析单元8，脱除了硅的浓水由所述第二进水口再次进入到除硼纳滤模块5内，以平衡除硼纳滤模块5产水中的硅浓度，满足工艺要求的同时，大大节约了单独增加除硅设备的投资及运行成本。
在一些实施方式中，所述的除硼纳滤模块5包括第二进水口，所述除硼纳滤模块5内设置至少一段除硼纳滤膜机构，所述除硼纳滤膜机构用于对卤水进行除硼。所述第二进水口连接所述反渗透模块4，至少一段所述除硼纳滤膜机构的进水端连接所述除硅电渗析单元8的浓水出口。本发明中所述第二进水口为除硼纳滤模块5的总进水口，通过必要管线连接反渗透模块4，另外，除硼纳滤模块5内部设置的至少一段除硼纳滤膜机构通过并联、串联，或并联和串联混合的方式相连，并利用除硼纳滤膜实现对硼的截留，且对硼的截留率大于80％，每一个除硼纳滤膜机构可独立地设置入口，除硅电渗析单元8的浓水出口通过必要管线连接任意至少一个除硼纳滤膜机构的入口，由除硅电渗析单元8排出的脱除了硅的浓水可直接流入除硼纳滤膜机构内，降低锂损失，提高系统锂的收率。
在一些实施方式中，所述的反渗透模块4的进水端设置第三进水口，所述第三进水口分别连接所述除硅电渗析单元8的浓水出口与所述过滤单元。本发明中所述第三进水口为反渗透模块4的总进水口，且第三进水口处设置有酸碱调节机构，除硅电渗析单元8的浓水出口通过必要管线连接第三进水口，使得由除硅电渗析单元8排出的脱除了硅的浓水经酸碱调节后进入反渗透模块4内。
本发明中将所述除硅电渗析单元8的浓水出口排出的浓水送至除硼纳滤模块5的第二进水口、或送入除硼纳滤模块5内的任一除硼纳滤膜机，或进行酸碱调节后送入反渗透膜快的第三进水口，本领域技术人员可根据实际情况进行调整。
本发明利用吸附解析单元1对卤水进行吸附处理，采用过滤单元去除卤水中悬浮物、钙离子与镁离子等物质，随后采用浓缩单元对卤水中锂离子进行浓缩，并去除卤水中硼离子，蒸发单元能够进一步提高浓水产物中锂离子浓度，进入沉锂单元7，最终得出碳酸锂产品；同时，由浓缩单元分出一部分浓水进入除硅电渗析单元8，耦合电渗析技术进行除杂、除硅，经电渗析产生的浓水继续进入浓缩单元内进一步除硼与收锂，而电渗析淡水中富含硅，需进行外排，极大提高了锂收率以及系统的稳定性、减少了后期膜更换、系统维护的费用，达到了良好的经济效益与社会效益。
在另一个具体实施方式中，本发明提供了一种盐湖提锂除硅方法，所述盐湖提锂除硅方法采用一个具体实施方式中所述的盐湖提锂除硅系统，所述盐湖提锂除硅方法包括：
(1)将卤水送入吸附解析单元1进行吸附解析，经吸附合格后的卤水进入过滤单元内依次对卤水进行超滤预处理与精制纳滤，以去除卤水中的污染物质，得到含锂出水；
(2)含锂出水流入浓缩单元内依次流经反渗透模块4与除硼纳滤模块5，实现浓缩与除硼，得到高硼浓水与低硼产水；
(3)根据流入所述除硼纳滤模块5内的含锂出水中的硅含量，调节送入除硅电渗析单元8内的所述部分高硼浓水的流量，将部分高硼浓水送入除硅电渗析单元8内进行除硅除杂，得到除硅浓水与含硅淡水，将另一部分高硼浓水回流至过滤单元和/或浓缩单元内，其中，除硅除杂的操作电流密度为150～400A/m2，操作电压为0.3～0.5V，操作温度为20～40℃；
(4)将所述含硅淡水排出，并将除硅浓水回流至浓缩单元中的除硼纳滤模块5，或将所述除硅浓水进行酸碱度调节后回流至浓缩单元中的反渗透模块4，将所述低硼产水依次流经蒸发单元与沉锂单元7，得到碳酸锂产品。
其中，进入除硼纳滤模块5内的含锂出水的硅含量为0.015～0.03g/L。
送入所述除硅电渗析单元8内的高硼浓水的pH为3.5～10，锂含量为6～9g/L，硅含量为0.02～0.3g/L，硼含量为1.5～3.0g/L；
所述含硅淡水中锂含量为0.2～0.6g/L，硅含量为0.2～0.6g/L，硼含量为2～5g/L。除硅浓水中锂含量为12～20g/L，硅含量为0.01～0.03g/L，硼含量为0.3～0.8g/L。
本发明将经浓缩处理后的部分高硼浓水送入除硅电渗析单元8内，得到富含硅的含硅淡水与脱除硅的除硅浓水，将含硅淡水外排释放杂质，将除硅浓水再回流至系统继续加入到除硼、收锂过程中，以平衡系统中的硅浓度，保证提锂稳定性，提高锂的收率。
实施例1
本实施例提供了一种盐湖提锂除硅系统，如图1所示，包括吸附解析单元1、过滤单元、浓缩单元、蒸发单元、除硅电渗析单元8与沉锂单元7。吸附解析单元1、过滤单元、浓缩单元、蒸发单元与沉锂单元7沿卤水的流动方向依次连接。除硅电渗析单元8包括第一进水口、浓水出口与淡水出口，除硅电渗析单元8分别通过第一进水口与浓水出口循环连接浓缩单元，淡水出口与外界连通。
吸附解析单元1包括吸附装置与解析装置，吸附装置内填充有铝系锂吸附剂。过滤单元包括沿卤水的流动方向依次连接的超滤预处理模块2与精制纳滤模块3，精制纳滤模块3内设置有依次串连的三段纳滤膜组件。浓缩单元包括沿卤水的流动方向依次连接的反渗透模块4与除硼纳滤模块5，反渗透模块4的进水端连接精制纳滤模块3的出水端。除硼纳滤模块5包括第二进水口，第二进水口分别连接反渗透模块4与除硅电渗析单元8的浓水出口，除硼纳滤模块5的出水端设置有高硼出水口与低硼产水口，低硼产水口连接蒸发单元，高硼出水口分为两路，一路连接至第一进水口，另一路分别连接至超滤预处理模块2的进水端与反渗透模块4的进水端。蒸发单元采用MVR蒸发装置6，对含锂产水中锂进行蒸发浓缩。如图2所示，除硅电渗析单元8包括阴极与阳极，阴极与阳极之间包括若干交替间隔设置的阴膜和阳膜，阴阳膜均采用均相膜。阴极和阳极之间通过阴膜和阳膜依次构成极水室-淡水室-浓水室-淡水室-浓水室-淡水室-浓水室-淡水室-极水室。淡水室的进水端与出水端分别连通淡水出口与除硼纳滤模块5的第二进水口，浓水室的进水端与出水端分别连通浓水出口与除硼纳滤模块5的第二进水口。
实施例2
本实施例提供了一种盐湖提锂除硅系统，如图3所示，包括吸附解析单元1、过滤单元、浓缩单元、蒸发单元、除硅电渗析单元8与沉锂单元7。吸附解析单元1、过滤单元、浓缩单元、蒸发单元与沉锂单元7沿卤水的流动方向依次连接。除硅电渗析单元8包括第一进水口、浓水出口与淡水出口，除硅电渗析单元8分别通过第一进水口与浓水出口循环连接浓缩单元，淡水出口与外界连通。
吸附解析单元1包括吸附装置与解析装置，吸附装置内填充有铝系锂吸附剂。过滤单元包括沿卤水的流动方向依次连接的超滤预处理模块2与精制纳滤模块3，精制纳滤模块3内设置有依次串连的三段纳滤膜组件。浓缩单元包括沿卤水的流动方向依次连接的反渗透模块4与除硼纳滤模块5，反渗透模块4的进水端连接精制纳滤模块3的出水端。除硼纳滤模块5设置有第二进水口，第二进水口连接反渗透模块4的出水端，除硼纳滤模块5内设置三段依次串连的组合式除硼纳滤膜机构，一段除硼纳滤膜机构的进水端连接除硅电渗析单元8的浓水出口，由除硅电渗析单元8排出的脱除了硅的浓水可直接流入除硼纳滤膜机构内。除硼纳滤模块5的出水端设置有高硼出水口与低硼产水口，低硼产水口连接蒸发单元，高硼出水口分为两路，一路连接至第一进水口，另一路连接至反渗透模块4的进水端。蒸发单元采用MVR蒸发装置6，对含锂产水中锂进行蒸发浓缩。除硅电渗析单元8包括阴极与阳极，阴极与阳极之间包括若干交替间隔设置的阴膜和阳膜，阴阳膜均采用均相膜。阴极和阳极之间通过阴膜和阳膜依次构成极水室-淡水室-浓水室-淡水室-浓水室-淡水室-浓水室-淡水室-极水室。淡水室的进水端与出水端分别连通淡水出口与除硼纳滤模块5的第二进水口，浓水室的进水端与出水端分别连通浓水出口与除硼纳滤模块5的第二进水口。
实施例3
本实施例提供了一种盐湖提锂除硅系统，如图4所示，包括吸附解析单元1、过滤单元、浓缩单元、蒸发单元、除硅电渗析单元8与沉锂单元7。吸附解析单元1、过滤单元、浓缩单元、蒸发单元与沉锂单元7沿卤水的流动方向依次连接。除硅电渗析单元8包括第一进水口、浓水出口与淡水出口，除硅电渗析单元8分别通过第一进水口与浓水出口循环连接浓缩单元，淡水出口与外界连通。
吸附解析单元1包括吸附装置与解析装置，吸附装置内填充有钛系锂吸附剂。过滤单元包括沿卤水的流动方向依次连接的超滤预处理模块2与精制纳滤模块3，精制纳滤模块3内设置有依次串连的三段纳滤膜组件。浓缩单元包括沿卤水的流动方向依次连接的反渗透模块4与除硼纳滤模块5，反渗透模块4的进水端连接精制纳滤模块3的出水端。除硼纳滤模块5设置有第二进水口，第二进水口连接反渗透模块4的出水端。反渗透模块4的进水端设置第三进水口，第三进水口分别连接除硅电渗析单元8的浓水出口与过滤单元，且第三进水口处设置有酸碱调节机构，使得由除硅电渗析单元8排出的脱除了硅的浓水经酸碱调节后进入反渗透模块4内。除硼纳滤模块5的出水端设置有高硼出水口与低硼产水口，低硼产水口连接蒸发单元，高硼出水口分为两路，一路连接至第一进水口，另一路连接至超滤预处理模块2的进水端。蒸发单元采用MVR蒸发装置6，对含锂产水中锂进行蒸发浓缩。除硅电渗析单元8包括阴极与阳极，阴极与阳极之间包括若干交替间隔设置的阴膜和阳膜，阴阳膜均采用均相膜。阴极和阳极之间通过阴膜和阳膜依次构成极水室-淡水室-浓水室-淡水室-浓水室-淡水室-浓水室-淡水室-极水室。淡水室的进水端与出水端分别连通淡水出口与除硼纳滤模块5的第二进水口，浓水室的进水端与出水端分别连通浓水出口与除硼纳滤模块5的第二进水口。
实施例4
本实施例提供了一种盐湖提锂除硅系统，如图5所示，包括吸附解析单元1、过滤单元、浓缩单元、蒸发单元、除硅电渗析单元8与沉锂单元7。吸附解析单元1、过滤单元、浓缩单元、蒸发单元与沉锂单元7沿卤水的流动方向依次连接。除硅电渗析单元8包括第一进水口、浓水出口与淡水出口，除硅电渗析单元8分别通过第一进水口与浓水出口循环连接浓缩单元，淡水出口与外界连通。
吸附解析单元1包括吸附装置与解析装置，吸附装置内填充有锰系锂吸附剂。过滤单元包括沿卤水的流动方向依次连接的超滤预处理模块2与精制纳滤模块3，精制纳滤模块3内设置有依次串连的三段纳滤膜组件。浓缩单元包括沿卤水的流动方向依次连接的反渗透模块4与除硼纳滤模块5，反渗透模块4的进水端连接精制纳滤模块3的出水端。除硼纳滤模块5设置有第二进水口，第二进水口分别连接除硅电渗析单元8的浓水出口与反渗透模块4的出水端，反渗透模块4的进水端设置第三进水口，第三进水口分别连接除硅电渗析单元8的浓水出口与过滤单元，且第三进水口处设置有酸碱调节机构。由除硅电渗析单元8排出的脱除了硅的浓水分为两路，一路通过第二进水口进入除硼纳滤模块5内，另一路经酸碱调节后通过第三进水口进入反渗透模块4内。除硼纳滤模块5的出水端设置有高硼出水口与低硼产水口，低硼产水口连接蒸发单元，高硼出水口分为两路，一路连接至第一进水口，另一路分别连接至超滤预处理模块2的进水端与反渗透模块4的进水端。蒸发单元采用MVR蒸发装置6，对含锂产水中锂进行蒸发浓缩。除硅电渗析单元8包括阴极与阳极，阴极与阳极之间包括若干交替间隔设置的阴膜和阳膜，阴阳膜均采用均相膜。阴极和阳极之间通过阴膜和阳膜依次构成极水室-淡水室-浓水室-淡水室-浓水室-淡水室-浓水室-淡水室-极水室。淡水室的进水端与出水端分别连通淡水出口与除硼纳滤模块5的第二进水口，浓水室的进水端与出水端分别连通浓水出口与除硼纳滤模块5的第二进水口。
应用例1
本应用例采用实施例1提供的盐湖提锂除硅系统对盐湖提锂，具体包括如下步骤：
(1)将卤水送入吸附解析单元1进行吸附解析，经吸附合格后的卤水进入过滤单元内依次对进行超滤预处理与精制纳滤，以去除卤水中的污染物质，对钙、镁的截留率为95％，得到含锂出水；
(2)含锂出水流入反渗透模块4内进行浓缩，反渗透模块4对离子的截留率为98％，浓缩后含锂出水中锂离子浓度为7.5g/L、钙离子浓度为0.01g/L、镁离子浓度0.01g/L，硼离子浓度为0.5g/L，硅离子浓度为0.05g/L；
(3)经浓缩的含锂出水进入除硼纳滤模块5内进行除硼，得到高硼浓水与低硼产水，除硼纳滤模块5对硼离子的截留率为86％，低硼产水中锂离子浓度为7.47g/L，硼离子浓度为0.07g/L，硅离子浓度为0.005g/L；
(4)将水量为4m3/h的部分高硼浓水(锂离子浓度为7.65g/L，硅离子浓度为0.275g/L)，进行盐酸调节至pH为3.5，随后送入除硅电渗析单元8内在电流密度为400A/m2，操作电压为0.5V，操作温度为30℃的条件下进行除硅除杂，得到除硅浓水与含硅淡水，将另一部分高硼浓水回流至反渗透膜块与超滤预处理模块2的进水端；
其中，除硅浓水的水量2m3/h，锂离子浓度为15g/L，硼离子浓度为0.7g/L，硅离子浓度0.025g/L；含硅淡水的水量为2m3/h，锂离子浓度为0.3g/L，硼离子浓度为4g/L，硅离子浓度0.53g/L；
(5)将上述含硅淡水排出，并将除硅浓水回流至浓缩单元中的除硼纳滤模块5，将低硼产水依次流经蒸发单元与沉锂单元7，得到碳酸锂产品。
本应用例进行电渗析除硅后，将进入除硼纳滤模块5内的含锂出水的硅含量降低至0.025g/L，除硼纳滤模块5生成的低硼产水中硅含量降低至0.0025g/L，含硅淡水排放的锂损失为0.6kg/h，硅的去除量1.06kg/h。
应用例2
本应用例采用实施例2提供的盐湖提锂除硅系统对盐湖提锂，具体包括如下步骤：
(1)将卤水送入吸附解析单元1进行吸附解析，经吸附合格后的卤水进入过滤单元内依次对进行超滤预处理与精制纳滤，以去除卤水中的污染物质，对钙、镁的截留率为96％，得到含锂出水；
(2)含锂出水流入反渗透模块4内进行浓缩，反渗透模块4对离子的截留率为98％，浓缩后含锂出水中锂离子浓度为7.6g/L、钙离子浓度为0.008g/L、镁离子浓度0.008g/L，硼离子浓度为0.43g/L，硅离子浓度为0.05g/L；
(3)经浓缩的含锂出水进入除硼纳滤模块5内的一段除硼纳滤膜机构内进行除硼，得到高硼浓水与低硼产水，对硼离子的截留率为85％，低硼产水中锂离子浓度为7.57g/L，硼离子浓度为0.065g/L，硅离子浓度为0.005g/L；
(4)将水量为4.5m3/h的部分高硼浓水(锂离子浓度为7.77g/L，硅离子浓度为0.24g/L)，进行盐酸调节至pH为4，随后送入除硅电渗析单元8内在电流密度为350A/m2，操作电压为0.35V，操作温度为35℃的条件下进行除硅除杂，得到除硅浓水与含硅淡水，将另一部分高硼浓水分别回流至反渗透膜块的进水端；
其中，除硅浓水的水量2.5m3/h，锂离子浓度为13.7g/L，硼离子浓度为0.65g/L，硅离子浓度0.024g/L；含硅淡水的水量为2m3/h，锂离子浓度为0.36g/L，硼离子浓度为4.2g/L，硅离子浓度0.52g/L；
(5)将上述含硅淡水排出，并将除硅浓水回流至浓缩单元中的除硼纳滤模块5，将低硼产水依次流经蒸发单元与沉锂单元7，得到碳酸锂产品。
本应用例进行电渗析除硅后，将进入除硼纳滤模块5内的含锂出水的硅含量降低至0.025g/L，除硼纳滤模块5生成的低硼产水中硅含量降低至0.0025g/L，含硅淡水排放的锂损失为0.72kg/h，硅的去除量1.04kg/h。
应用例3
本应用例采用实施例3提供的盐湖提锂除硅系统对盐湖提锂，具体包括如下步骤：
(1)将卤水送入吸附解析单元1进行吸附解析，经吸附合格后的卤水进入过滤单元内依次对进行超滤预处理与精制纳滤，以去除卤水中的污染物质，对钙、镁的截留率为95％，得到含锂出水；
(2)含锂出水流入反渗透模块4内进行浓缩，反渗透模块4对离子的截留率为97％，浓缩后含锂出水中锂离子浓度为7.3g/L、钙离子浓度为0.01g/L、镁离子浓度0.008g/L，硼离子浓度为0.48g/L，硅离子浓度为0.05g/L；
(3)经浓缩的含锂出水进入除硼纳滤模块5内的一段除硼纳滤膜机构内进行除硼，得到高硼浓水与低硼产水，对硼离子的截留率为84％，低硼产水中锂离子浓度为7.27g/L，硼离子浓度为0.075g/L，硅离子浓度为0.005g/L；
(4)将水量为4.3m3/h的部分高硼浓水(锂离子浓度为7.5g/L，硅离子浓度为0.274g/L)，进行盐酸调节至pH为4，随后送入除硅电渗析单元8内在电流密度为300A/m2，操作电压为0.4V，操作温度为28℃的条件下进行除硅除杂，得到除硅浓水与含硅淡水，将另一部分高硼浓水分别回流至超滤预处理膜块的进水端；
其中，除硅浓水的水量2.2m3/h，锂离子浓度为14.3g/L，硼离子浓度为0.67g/L，硅离子浓度0.02g/L；含硅淡水的水量为2.1m3/h，锂离子浓度为0.32g/L，硼离子浓度为4.4g/L，硅离子浓度0.54g/L；
(5)将上述含硅淡水排出，并将除硅浓水回流至浓缩单元中的反渗透模块4的进水端，经酸碱调节至pH为10后流入反渗透模块4内，将低硼产水依次流经蒸发单元与沉锂单元7，得到碳酸锂产品。
本应用例进行电渗析除硅后，将进入除硼纳滤模块5内的含锂出水的硅含量降低至0.023g/L，除硼纳滤模块5生成的低硼产水中硅含量降低至0.0023g/L，含硅淡水排放的锂损失为0.67kg/h，硅的去除量1.134kg/h。
应用例4
本应用例采用实施例4提供的盐湖提锂除硅系统对盐湖提锂，具体包括如下步骤：
(1)将卤水送入吸附解析单元1进行吸附解析，经吸附合格后的卤水进入过滤单元内依次对进行超滤预处理与精制纳滤，以去除卤水中的污染物质，对钙、镁的截留率为95％，得到含锂出水；
(2)含锂出水流入反渗透模块4内进行浓缩，反渗透模块4对离子的截留率为97％，浓缩后含锂出水中锂离子浓度为7.4g/L、钙离子浓度为0.01g/L、镁离子浓度0.008g/L，硼离子浓度为0.45g/L，硅离子浓度为0.05g/L；
(3)经浓缩的含锂出水进入除硼纳滤模块5内的一段除硼纳滤膜机构内进行除硼，得到高硼浓水与低硼产水，对硼离子的截留率为83％，低硼产水中锂离子浓度为7.36g/L，硼离子浓度为0.075g/L，硅离子浓度为0.005g/L；
(4)将水量为4.6m3/h的部分高硼浓水(锂离子浓度为7.57g/L，硅离子浓度为0.275g/L)，进行盐酸调节至pH为5，随后送入除硅电渗析单元8内在电流密度为300A/m2，操作电压为0.4V，操作温度为28℃的条件下进行除硅除杂，得到除硅浓水与含硅淡水，将另一部分高硼浓水分别回流至超滤预处理膜块的进水端；
其中，除硅浓水的水量2.2m3/h，锂离子浓度为15.5g/L，硼离子浓度为0.5g/L，硅离子浓度0.018g/L，含硅淡水的水量为2.4m3/h，锂离子浓度为0.30g/L，硼离子浓度为4.1g/L，硅离子浓度0.51g/L；
(5)将上述含硅淡水排出，并将除硅浓水分为两路，一路进入除硼纳滤模块5内，另一路经酸碱调节至pH为10后进入反渗透模块4内，将低硼产水依次流经蒸发单元与沉锂单元7，得到碳酸锂产品。
本应用例进行电渗析除硅后，将进入除硼纳滤模块5内的含锂出水的硅含量降低至0.021g/L，除硼纳滤模块5生成的低硼产水中硅含量降低至0.0021g/L，含硅淡水排放的锂损失为0.72kg/h，硅的去除量1.22kg/h。
对比例1
本对比例提供了一种盐湖提锂系统，与实施例1的区别在于：未设置除硅电渗析单元8，将除硼纳滤模块5产生的高硼浓水直接排出至系统外部，其余结构及连接方式与实施例1相同。
对比应用例1
本对比应用例中采用对比例1提供的盐湖提锂系统进行盐湖提锂，具体包括如下步骤：
(1)将卤水送入吸附解析单元1进行吸附解析，经吸附合格后的卤水进入过滤单元内依次对进行超滤预处理与精制纳滤，以去除卤水中的污染物质，对钙、镁的截留率为95％，得到含锂出水；
(2)含锂出水流入反渗透模块4内进行浓缩，反渗透模块4对离子的截留率为98％，浓缩后含锂出水中锂离子浓度为7.5g/L、钙离子浓度为0.01g/L、镁离子浓度0.01g/L，硼离子浓度为0.5g/L，硅离子浓度为0.05g/L；
(3)经浓缩的含锂出水进入除硼纳滤模块5内进行除硼，得到高硼浓水与低硼产水，除硼纳滤模块5对硼离子的截留率为86％，低硼产水中锂离子浓度为7.47g/L，硼离子浓度为0.07g/L，硅离子浓度为0.005g/L；
(4)将高硼浓水以4m3/h的水量进行连续排放，排放的高硼浓水中锂离子浓度为7.65g/L，硼离子浓度为2.65g/L，硅离子浓度0.275g/L，将低硼产水依次流经蒸发单元与沉锂单元7，得到碳酸锂产品。
本对比应用例将高硼浓水排放后，进入除硼纳滤模块5内的含锂出水的硅含量为0.025g/L，除硼纳滤模块5生成的低硼产水中硅含量降低至0.0025g/L，含硅淡水排放的锂损失为30.6kg/h，硅的去除量1.10kg/h。
应用例1～4中，在盐湖膜法提锂的基础上耦合电渗析技术，达到除硅要求的同时，降低了锂损失，最大程度实现了卤水中资源回收再利用。
由应用例1与对比应用例1不难看出，当达到相同除硅效果的情况下，应用例1中锂的损失远远低于对比应用例1，这主要是由于应用例1中将部分高硼浓水进行电渗析除硅的同时，将高硼浓水中锂进行回收，提高了锂收率。
申请人声明，以上所述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，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于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，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种盐湖提锂除硅系统，其特征在于，所述的盐湖提锂除硅系统包括吸附解析单元、过滤单元、浓缩单元、蒸发单元、除硅电渗析单元与沉锂单元；
所述吸附解析单元、过滤单元、浓缩单元、蒸发单元与沉锂单元沿卤水的流动方向依次连接；
所述除硅电渗析单元包括第一进水口、浓水出口与淡水出口，所述除硅电渗析单元分别通过所述第一进水口与浓水出口循环连接所述浓缩单元，所述淡水出口与外界连通。
2.根据权利要求1所述的盐湖提锂除硅系统，其特征在于，所述浓缩单元包括沿卤水的流动方向依次连接的反渗透模块与除硼纳滤模块，所述反渗透模块的进水端连接所述过滤单元；
所述除硼纳滤模块的出水端设置有高硼出水口与低硼产水口，所述低硼产水口连接所述蒸发单元，所述高硼出水口分为两路，一路连接至所述第一进水口，另一路连接至所述过滤单元和/或所述浓缩单元。
3.根据权利要求2所述的盐湖提锂除硅系统，其特征在于，所述的除硼纳滤模块包括第二进水口，所述第二进水口分别连接所述除硅电渗析单元的浓水出口与所述反渗透模块。
4.根据权利要求2所述的盐湖提锂除硅系统，其特征在于，所述的除硼纳滤模块包括第二进水口，所述除硼纳滤模块内设置至少一段除硼纳滤膜机构，所述除硼纳滤膜机构用于对卤水进行除硼；
所述第二进水口连接所述反渗透模块，至少一段所述除硼纳滤膜机构的进水端连接所述除硅电渗析单元的浓水出口。
5.根据权利要求2-4任一项所述的盐湖提锂除硅系统，其特征在于，所述的反渗透模块的进水端设置第三进水口，所述第三进水口分别连接所述除硅电渗析单元的浓水出口与所述过滤单元。
6.根据权利要求1-5任一项所述的盐湖提锂除硅系统，其特征在于，所述的除硅电渗析单元包括阴极与阳极，所述阴极与阳极之间交替间隔设置有若干个淡水室与若干个浓水室；
所述淡水室的进水端与出水端分别连通所述第一进水口与淡水出口，所述淡水室与浓水室之间通过阳膜或阴膜隔离，所述浓水室的进水端与出水端分别连通所述第一进水口与所述浓水出口。
7.根据权利要求1-6任一项所述的盐湖提锂除硅系统，其特征在于，所述的吸附解析单元包括吸附装置与解析装置，所述吸附装置内填充有吸附剂；
优选地，所述吸附剂包括铝系锂吸附剂、钛系锂吸附剂与锰系锂吸附剂中的任一种或至少两种的组合。
8.根据权利要求1-7任一项所述的盐湖提锂除硅系统，其特征在于，所述的过滤单元包括沿卤水的流动方向依次连接的至少一个超滤预处理模块与至少一个精制纳滤模块；
优选地，所述精制纳滤模块内设置有至少两段纳滤膜组件。
9.一种盐湖提锂除硅方法，其特征在于，所述盐湖提锂除硅方法采用权利要求1-8任一项所述的盐湖提锂除硅系统，所述盐湖提锂除硅方法包括：
(1)卤水依次经过吸附解析单元与过滤单元，进行吸附解析与过滤处理，得到含锂出水；
(2)所述含锂出水流入浓缩单元内进行浓缩处理，得到高硼浓水与低硼产水；
(3)将部分高硼浓水送入除硅电渗析单元内进行除硅除杂，得到除硅浓水与含硅淡水，将所述含硅淡水排出，并将除硅浓水回流至浓缩单元，将所述低硼产水依次流经蒸发单元与沉锂单元，得到碳酸锂产品。
10.根据权利要求9所述的盐湖提锂除硅方法，其特征在于，步骤(1)中，所述过滤处理包括：依次对卤水进行超滤预处理与精制纳滤，以去除所述卤水中的污染物质；
优选地，步骤(2)中，所述浓缩处理包括：所述含锂出水依次流经反渗透模块与除硼纳滤模块，实现浓缩与除硼，得到所述高硼浓水与低硼产水；
优选地，步骤(3)中，根据流入所述除硼纳滤模块内的含锂出水中的硅含量，调节送入除硅电渗析单元内的所述部分高硼浓水的流量；
优选地，步骤(3)中，进入所述除硼纳滤模块内的含锂出水的硅含量为0.015～0.03g/L；
优选地，步骤(3)中，所述除硅除杂的操作电流密度为150～400A/m2；
优选地，步骤(3)中，所述除硅除杂的操作电压为0.3～0.5V；
优选地，步骤(3)中，所述除硅除杂的操作温度为20～40℃；
优选地，步骤(3)中，送入所述除硅电渗析单元内的高硼浓水的pH为3.5～10；
优选地，步骤(3)中，送入所述除硅电渗析单元内的高硼浓水的锂含量为6～9g/L，硅含量为0.02～0.3g/L，硼含量为1.5～3.0g/L；
优选地，步骤(3)中，所述含硅淡水中锂含量为0.2～0.6g/L，硅含量为0.2～0.6g/L，硼含量为2～5g/L；
优选地，步骤(3)中，所述除硅浓水中锂含量为12～20g/L，硅含量为0.01～0.03g/L，硼含量为0.3～0.8g/L；
优选地，步骤(3)中，将所述除硅浓水回流至浓缩单元中的除硼纳滤模块，或将所述除硅浓水进行酸碱度调节后回流至浓缩单元中的反渗透模块。
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