CN212356643U

CN212356643U - 一种用于富锂卤水镁锂分离的特效膜一体化装置

Info

Publication number: CN212356643U
Application number: CN202020284529.1U
Authority: CN
Inventors: 王冕; 李增荣; 张大义; 侯昭飞; 唐发满; 昝超; 罗志波; 马双财; 解安福; 宋永孝; 达先恒; 甘仁香; 林尧; 袁磊明
Original assignee: Minmetals Salt Lake Co ltd
Current assignee: Minmetals Salt Lake Co ltd
Priority date: 2020-03-10
Filing date: 2020-03-10
Publication date: 2021-01-15
Anticipated expiration: 2030-03-10

Abstract

本实用新型公开了一种用于富锂卤水镁锂分离的特效膜一体化装置,包括控制系统、纳滤系统Ⅰ、纳滤系统Ⅱ和反渗透系统；所述纳滤膜组件安装在所述框架内的反渗透膜组件上方，作为一个整体装置，相比传统的膜组合方式更实用、节能、效率高、投资低等优点，利用反渗透膜、纳滤膜混合组合的镁锂分离装置，比单纯的用反渗透浓缩，再用泵将浓液送入纳滤进行镁锂分离，该装置更节能，中间省去了缓冲罐、高压泵、机架等设备，且占地面积小，相比传统的装置省一半的空间，大幅降低了投资和运行成本。

Description

一种用于富锂卤水镁锂分离的特效膜一体化装置

技术领域

本实用新型涉及化工设备技术领域，具体是一种用于富锂卤水镁锂分离的特效膜一体化装置。

背景技术

膜分离技术被称为“21世纪的水处理技术”，在给水处理领域应用最为广泛的是一系列的纳滤膜、反渗透膜等，纳滤膜的分离溶质的机理与反渗透膜是一样的，通过反渗透的方式进行分离，分离过程无任何化学反应，无需加热，无相转变，无污染。

五矿盐湖有限公司目前生产碳酸锂装置中卤水预处理系统主要由超滤、纳滤、反渗透等系统组成，如图1-2所示，老卤经一系列的工序处理后，卤水中的镁含量降低，锂含量提升，制得合格的富锂卤水后送至下个生产车间生产碳酸锂产品。其中，纳滤系统是预处理车间的关键装置，承担着降低富锂卤水中镁锂比、提高富锂卤水中锂浓度的工作，它的正常运行与否，直接关系到预处理系统的产水量及富锂卤水的品质。富锂卤水中镁含量合理区间在0.5-2.2g/l,但目前五矿盐湖卤水预处理后富锂卤水镁含量在3.43g/l,远远高于合理值，导致后续精制工序的烧碱消耗量增加，使得进行固液分离的压滤机处于超负荷状态运行，影响滤布的适用寿命。因此，为了进一步的提高镁锂分离的效果，提高锂浓缩的浓度，降低镁含量和后期运行成本，有必要研发一种用于富锂卤水镁锂分离的特效膜一体化装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服以上存在的技术问题，提供一种用于富锂卤水镁锂分离的特效膜一体化装置。

为实现上述目的，本实用新型采用如下的技术方案：

一种用于富锂卤水镁锂分离的特效膜一体化装置,包括控制系统、纳滤系统Ⅰ、纳滤系统Ⅱ和反渗透系统；所述控制系统用于完成对装置各项运行参数的检测、数据采集及控制功能；所述纳滤系统I通过管道与所述反渗透系统连通，所述反渗透系统包括本体框架及置于所述框架内下方的反渗透膜组件，所述纳滤系统Ⅱ包括纳滤膜组件，所述纳滤膜组件安装在所述框架内的反渗透膜组件上方，所述反渗透系统处理后的浓水管线不减压并直接进所述纳滤系统Ⅱ，所述纳滤系统Ⅱ的浓水管减压后进入所述纳滤系统Ⅰ的产水管，所述纳滤系统Ⅱ的产水管连接所述反渗透系统的浓水管上。

进一步地，所述纳滤系统Ⅱ的产水管侧设有清洗管和自动阀门。

进一步地，所述纳滤系统Ⅱ的浓水管侧设有清洗管和自动阀门。

进一步地，所述纳滤系统Ⅱ的产水管上设有自动切断阀、流量计以及防爆膜。

进一步地，所述控制系统采用西蒙子PCS7控制系统。

本实用新型有益效果：

1、本实用新型首先采用反渗透膜将纳滤I系统的产水中的锂和镁浓缩，浓液送到纳滤系统II进行深度镁锂分离，经纳滤系统II的产水中镁含量较低，锂进一步被浓缩，产水送到后续精制工序，提高了后续装置的运行效率；

2、降低了投资和运行成本。利用反渗透膜、纳滤膜混合组合的镁锂分离装置，比单纯的用反渗透浓缩，再用泵将浓液送入纳滤进行镁锂分离，该装置更节能，中间省去了缓冲罐、高压泵、机架等设备，且占地面积小，相比传统的装置省一半的空间，大幅降低了投资和运行成本。

附图说明

图1：现有卤水预处理系统的生产工艺流程图。

图2：现有碳酸锂装置的流程图。

图3：现有纳滤膜与反渗透膜的位置示意图。

图4：本实用新型的流程图。

图5：本实用新型纳滤膜组件与反渗透膜组件的位置示意图。

图6：本实用新型卤水预处理系统的生产工艺流程图。

标号说明：

1：纳滤膜组件；2：反渗透膜组件；3、现有纳滤膜；4：现有反渗透膜。

具体实施方式

下面结合附图以及实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例一

纳滤系统是预处理车间的关键装置，承担着降低富锂卤水中镁锂比、提高富锂卤水中锂浓度的工作，它的正常运行与否，直接关系到预处理系统的产水量及富锂卤水的品质，如图3所示，现有技术的纳滤膜3和反渗透膜3是分离设计的，但是预处理车间在生产过程中存在如下问题：

1、富锂卤水中的镁锂比高，二次浓缩装置运行效率低，具体数据如表1-2所示：

表1：现有技术系统卤水镁锂比

日期	纳滤系统镁锂比	富锂卤水镁锂比
			2019年6月25日	0.14	0.27
2019年7月1日	0.16	0.25
			2019年7月10日	0.24	0.26
2019年7月15日	0.17	0.27
			2019年7月20日	0.21	0.26
2019年8月1日	0.17	0.26

由表1可以看出，纳滤系统产水镁锂比在0.18g/l,原设计纳滤系统卤水镁锂比为0.05-0.07g/l,高于设计值。原设计富锂卤水中镁锂比≤0.25，从表1，可以看出，预处理装置现有纳滤系统，由于运行效果不佳，富锂卤水镁锂比在0.26左右，高于设计值。

表2：现有技术纳滤系统产水镁、锂比

由表2可以看出，纳滤系统产水平均镁含量平均在0.651g/l(设计值0.1-0.3g/l)，远高于设计值，由于二次浓缩装置先浓缩镁，再浓缩锂，导致二次浓缩装置的运行效率不高。

2、富锂卤水中镁偏高，卤水精制工序设备超负荷运行，具体测试数据如下表3:现有技术富锂卤水镁、锂浓度。

表3：现有技术富锂卤水镁、锂浓度

富锂卤水中镁含量合理区间在0.5-2.2g/l,由表3可以看出实际镁含量在3.43g/l,远远高于设计值，导致卤水精制工序的烧碱消耗量增加卤水精制工序的烧碱消耗量增加，因产生的镁产品较多，进行固液分离的压滤机处于超负荷状态运行，影响滤布的适用寿命。富锂卤水中较高的镁含量使卤水中的锂含量降低，沉锂转化工序卤水处理量增大，使设备有效运转率下降，能耗增加。

3、预处理系统产水量受限，后续无法提升产能

按照设计产水量，纳滤系统总产水量为940m3/h，由于现有设计纳滤系统组合不合理，致纳滤系统总产水量整体下降至663.3m3/h，产水锂含量平均按0.35g/l计算，则纳滤系统锂的总处理量下降96kg/h，折合碳酸锂是0.35t/h，由此可见，系统产能无法提升。

针对现有的问题，本实施例对现有装置进行了改进，如图4-5所示，提供一种用于富锂卤水镁锂分离的特效膜一体化装置,包括采用采用西蒙子PCS7的控制系统、纳滤系统Ⅰ、纳滤系统Ⅱ和反渗透系统；所述控制系统用于完成对装置各项运行参数的检测、数据采集及控制功能；所述纳滤系统I通过管道与所述反渗透系统连通，所述反渗透系统包括本体框架及置于所述框架内下方的反渗透膜组件2，所述纳滤系统Ⅱ包括纳滤膜组件1，所述纳滤膜组件1安装在所述框架内的反渗透膜组件2上方，所述反渗透系统处理后的浓水管线不减压并直接进所述纳滤系统Ⅱ，所述纳滤系统Ⅱ的浓水管减压后进入所述纳滤系统Ⅰ的产水管，所述纳滤系统Ⅱ的产水管连接所述反渗透系统的浓水管上。所述纳滤系统Ⅱ的产水管侧设有清洗管和自动阀门。所述纳滤系统Ⅱ的浓水管侧设有清洗管和自动阀门。所述纳滤系统Ⅱ的产水管上设有自动切断阀、流量计以及防爆膜。

本实用新型的工作原理是：

反渗透膜允许溶剂分子透过而不允许溶质分子透过，从而达到溶质浓缩的目的，纳滤膜允许溶剂分子或某些低分子量溶质或低价离子透过，从而达到一价离子和二价离子分离的目的。为降低卤水镁锂比，提高锂含量，如图6所示，使用膜法分理，采取纳滤膜分离、反渗透膜浓缩的工艺路线，膜法工艺为纯物理生产过程，具有无污染、高效、节能特点，与现有技术的差别是调整了卤水的走向，即纳滤I→反渗透→纳滤Ⅱ(原：纳滤I→纳滤Ⅱ→反渗透)。

如图5所示，将原有的部分纳滤膜组件1加装到反渗透膜组件2装置上，共用一个本体框架，省去了高压泵、产水罐，减少了设备占地面积，该一体化装置能将一次浓缩后的含锂卤水再次进行镁锂分离，降低了镁锂比，浓水返回至前系统循环利用，没有造成锂损失，较低镁锂比的含锂卤水再送至二次浓缩装置，提高了二次浓缩装置的运行效率，提高了富锂卤水水中的锂含量，达到了富锂卤水低镁锂比、高锂含量的目的。

本实施例一体化装置投入正常运行后，经过两个月的运行观察，指标明显优于设计值，具体如下表4：本实施例系统卤水镁锂比。

表4：本实施例系统卤水镁锂比

1、本实施例产水镁含量降低，富锂卤水镁锂比明显下降

从表4可以看出，富锂卤水中镁锂比由0.26下降至0.16，低于设计值0.25g/l。二次浓缩系统效率显著提升，能耗下降。

2、本实施例卤水精制工序原辅料消耗下降，设备运转率大幅度提升

从表4可以看出，卤水经装置处理后，产水中的镁由0.6g/l下降至0.1035，低于设计值0.2-0.3g/l，一体化产水经二次装置浓缩后镁由原来的3.43g/l降至1.33g/l,由于富锂卤水中的镁含量降低，精制工序的烧碱消耗量大大降低，卤水精制工序产生的镁产品较少，进行固液分离的压滤机有效运转率大大提升，滤布的使用寿命延长，减少了设备维护成本，降低了产品烧碱的单耗。

3、纳滤系统产水量提高

纳滤系统经优化后，比原来多90支膜，较原来产水量提高100m3/h，产水中锂含量平均按0.35g/l计算，纳滤系统总锂处理量提高35kg/h，折合碳酸锂为0.13t/h，产能较原来提高15％。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型而并非限制本实用新型所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本实用新型已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换；而一切不脱离本实用新型的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围中。

Claims

1.一种用于富锂卤水镁锂分离的特效膜一体化装置,包括控制系统、纳滤系统Ⅰ、纳滤系统Ⅱ和反渗透系统；所述控制系统用于完成对装置各项运行参数的检测、数据采集及控制功能；所述纳滤系统I通过管道与所述反渗透系统连通，所述反渗透系统包括本体框架及置于所述框架内下方的反渗透膜组件，所述纳滤系统Ⅱ包括纳滤膜组件，其特征在于：所述纳滤膜组件安装在所述框架内的反渗透膜组件上方，所述反渗透系统处理后的浓水管线不减压并直接进所述纳滤系统Ⅱ，所述纳滤系统Ⅱ的浓水管减压后进入所述纳滤系统Ⅰ的产水管，所述纳滤系统Ⅱ的产水管连接所述反渗透系统的浓水管上。

2.根据权利要求1所述的用于富锂卤水镁锂分离的特效膜一体化装置，其特征在于：所述纳滤系统Ⅱ的产水管侧设有清洗管和自动阀门。

3.根据权利要求1所述的用于富锂卤水镁锂分离的特效膜一体化装置，其特征在于：所述纳滤系统Ⅱ的浓水管侧设有清洗管和自动阀门。

4.根据权利要求1所述的用于富锂卤水镁锂分离的特效膜一体化装置，其特征在于：所述纳滤系统Ⅱ的产水管上设有自动切断阀、流量计以及防爆膜。

5.根据权利要求1所述的用于富锂卤水镁锂分离的特效膜一体化装置，其特征在于：所述控制系统采用西蒙子PCS7控制系统。