一种贫锂卤水降盐富锂方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种贫锂卤水降盐富锂方法及其装置，方法包括：原水箱中的贫锂卤水经强制喷雾蒸发，分别析出钾钠镁混盐，经板框压滤固液分离，分别得到富锂晶间水和混晶；经浓缩后的浓缩卤水经稀释，经循环纳滤，分别得到高镁贫锂浓水和低盐低镁锂比按质量比计的纳滤产水；纳滤产水经强化喷雾，间断排盐，循环浓缩，最终得到高浓度富锂水；纳滤浓水中锂浓度低于0.01g/L溶液外排，高于0.01g/L的溶液回流至原水箱中与贫锂卤水混合回用。本发明专利技术可连续循环蒸发浓缩除盐，低能耗低、效率高，降低原料成本及能耗。并能够有效提高卤水中锂的回收率，工艺流程简单，易操作，浓缩后的卤水易于收集。

A kind of lithium rich brine reducing salt and lithium rich method and its device

The present invention discloses a method for reducing lithium salt and rich lithium in lithium Haline water and its device. The method comprises the following steps: the poor lithium brine in the original water tank is separated by the plate frame pressure filtration and the mixed crystal is separated by the plate frame pressure filtration, and the concentrated brine is diluted and circulated by cyclic nanofiltration. Nanofiltration was used to produce water with high magnesium poor lithium concentration water and low salt and low magnesium lithium ratio according to mass ratio. The nanofiltration water produced water through intensified spray, discontinuous salt discharge and cyclic concentration, and finally got high lithium rich water. The concentration of lithium in nanofiltration concentrated water was lower than that of 0.01g/L solution, and the solution of higher than 0.01g/L was reflued into the original water tank and mixed with the poor lithium brine. The invention can continuously circulate evaporation and concentration for desalination, with low energy consumption, high efficiency, low raw material cost and energy consumption. The recovery rate of lithium in brine can be effectively improved. The process is simple and easy to operate. The concentrated brine is easy to collect.

【技术实现步骤摘要】
一种贫锂卤水降盐富锂方法及其装置
本专利技术涉及一种从盐湖卤水中富集浓缩锂的工艺，尤其是贫锂卤水降盐富锂的方法及其装置。
技术介绍
随着新能源、新材料产业的快速发展，锂能源的开发受到了广泛关注。我国盐湖资源丰富，锂工业储量约为320万t。吸附、萃取、沉淀等方法是目前较为成熟的分离富集锂的方法。我国盐湖普遍具有镁锂比(按质量比计)高、锂含量低的特点，极大限制了盐湖卤水中锂的提取效率。传统的卤水浓缩技术是利用太阳能通过盐田摊晒的方式使卤水蒸发浓缩。这种方法对自然条件的依赖性强、需要大面积建造盐田、蒸发速度慢、效率低。专利CN101385904A提供了一种通过雾化头将卤水浓缩的方法，但需要大面积的盐池以及干燥的空气，以保证良好的雾化效果。同时，该方法雾化浓缩后的卤水落回到盐田中，不能及时收集而降低了工效。CN105836768A提供了一种利用高温蒸汽快速制备碳酸锂或浓缩卤水的方法及系统，该方法通过使用高温蒸汽直接加热卤水，同时利用冷凝器将产生的蒸汽排出，可以高效地将卤水浓缩或制备碳酸锂结晶，同时副产淡水。但此方法需要引入高温蒸汽，能耗较高而不易推广。因此，开发高效、低能耗的卤水浓缩富锂工艺，是目前锂工业化生产的当务之急。
技术实现思路
本专利技术涉及一种贫锂卤水降盐富锂方法。该工艺根据钾、钠、镁、锂的氯化物、硫酸盐的溶解度差异及水合结晶析盐原理，先通过喷射式雾化浓缩分盐装置，将贫锂卤水强化喷雾雾化，使其增大比表面积而快速蒸发失水，促使卤水中钾、钠的氯化物溶解度达过饱和析出，浓缩除盐。喷射雾化浓缩卤水经稀释进入多级高压纳滤分盐系统，降盐除镁富锂。所得纳滤产水再进入塔式热强化循环喷雾分盐装置，经间断排盐及热强化反复循环浓缩，实现对贫锂卤水中锂的高度富集。本专利技术的目的是通过下述方法来实现的。本专利技术提供了一种贫锂卤水分盐富锂方法，包括如下步骤：1)原水箱中的贫锂卤水经喷射式雾化浓缩分盐装置的雾化喷头强制喷雾蒸发，贫锂卤水在过饱和状态下分别析出包括钾、钠和镁的混盐，经板框压滤固液分离，分别得到富锂晶间水和混晶：其中，混晶为钾和钠的混盐；富锂晶间水为汇入喷射式雾化浓缩分盐装置后产生的浓缩卤水；2)经喷射式雾化浓缩分盐装置浓缩后的浓缩卤水经稀释，进入多级高压纳滤分盐系统，经循环纳滤操作，降镁、除钙以及其他二价离子，分别得到高镁贫锂浓水和低盐低镁锂比按质量比计的纳滤产水；3)纳滤产水经塔式热强化循环喷雾浓缩分盐装置，强化喷雾，间断排盐，循环浓缩，最终得到高浓度富锂水；4)纳滤浓水中锂浓度低于0.01g/L的溶液外排，锂浓度高于0.01g/L的溶液回流至原水箱中与贫锂卤水混合回用。进一步，步骤1)中，所述贫锂卤水中锂浓度为0.08-0.3g/L，镁锂质量比按质量比计高于500:1。进一步，步骤1)中，所述喷射式雾化浓缩分盐装置产生的浓缩卤水镁锂比按质量比计为(100～500)：1，浓缩卤水锂浓度达0.2-1.0g/L。进一步，步骤2)中，所述喷射式雾化浓缩分盐装置浓缩卤水经稀释1-2倍后，进入多级高压纳滤分盐系统。本专利技术进而给出了所述方法所采用的喷射式雾化浓缩分盐装置，包括一个恒温雾化装置、和与恒温雾化装置相连通的地源热泵系统，所述恒温雾化装置的顶部设有与地源热泵系统相连通的恒温水浴箱和内置雾化器，恒温雾化装置中设有强力风机；所述地源热泵系统包括相互连通的地源热泵主机、原水箱和淡水箱，淡水箱与恒温水浴箱连通，原水箱通过增压污水泵与雾化器连通，在强力风机作用下，经雾化后的原水从雾化器的若干个喷嘴喷出，在雾化器上的螺旋刮片作用下进行进一步雾化。进一步，原水箱和淡水箱中设有相互连通并构成循环的冷媒/水换热器。进一步，雾化器浸没在恒温水浴箱中，恒温水浴箱呈圆环状箱体，圆环状箱体充满淡水，与淡水箱相连通；浸没在恒温水浴箱中雾化器设有若干个雾化喷嘴，喷嘴口指向圆环状的恒温水浴箱的圆心，喷嘴口指向沿指向轴向有一定方向偏转。进一步，所述雾化喷嘴为桶状，在雾化喷嘴桶顶部设有自旋转刮盐刮片，在雾化喷嘴桶口设有自旋转螺旋固定片；且自旋转刮盐刮片和自旋转螺旋固定片同轴设置。相应地，本专利技术还给出了所述方法所采用的塔式热强化循环喷雾浓缩分盐装置，包括原卤水箱和喷雾蒸发浓缩罐体，在喷雾蒸发浓缩罐体中设有卤水雾化系统，卤水雾化系统下方设有分别连接原卤水箱和地源热泵主机的换热式导风设备；在喷雾蒸发浓缩罐体下方设有浓缩卤水收集分盐系统，浓缩卤水收集分盐系统连通至原卤水箱；在喷雾蒸发浓缩罐体下方和浓缩卤水收集分盐系统上进一步连通有鼓风设备；所述原卤水箱通过与卤水雾化系统连通，将蒸发浓缩后的卤水和固体盐掉落到浓缩卤水收集分盐系统中收集，获得间晶卤水回到原卤水箱进一步浓缩分盐。进一步，所述在卤水雾化系统上连通有环向分布的由不锈钢耐压管构成的喷淋管，喷淋管上分布有若干孔径为3-5mm的雾化喷嘴；雾化喷嘴方向分别为水平方向、与地面夹角30度向上或向下方向或与地面夹角60度向下方向分布。与现有的技术相比较，本专利技术的优点及有益效果为：(1)本专利技术采用喷射式雾化浓缩分盐装置和塔式热强化循环喷雾浓缩除盐装置，对高盐贫锂卤水进行强化降盐浓缩富锂。与传统浓缩工艺相比，可连续循环蒸发浓缩除盐，低能耗低、效率高，能大幅降低后续提锂工艺段的进水体积，同时实现卤水中锂的高倍富集，从而降低锂提取工艺段的原料成本及能耗。(2)本专利技术所设计的高压纳滤分盐系统，可多级循环运行，并能与喷射式雾化浓缩分盐装置及塔式热强化循环喷雾分盐装置组合联用，有效提高了卤水中锂的回收率，为锂资源的高效利用提供了新工艺。(3)本专利技术将塔式热强化循环喷雾浓缩降盐工艺设计在纳滤工艺之后，有效避免高盐度卤水在喷雾浓缩过程中在喷嘴处产生结晶的问题，保证卤水浓缩过程的连续化运行。工程占地面积小，工艺流程简单，易操作，浓缩后的卤水易于收集。附图说明图1是本专利技术工艺流程图；图2是本专利技术喷射式雾化浓缩分盐装置示意图；图中：1、地源热泵主机，2、冷媒/水热交换器，3、原水箱，4、淡水箱，5、恒温水浴箱，6、强力风机，7、恒温雾化装置，8、雾化器，9、清水泵、10、增压污水泵，11、恒温雾化装置机座，12、高浓度盐水管线。图3是本专利技术塔式热强化循环喷雾浓缩除盐装置。图中：13、原卤水箱，14、卤水雾化系统，15、地源热泵主机，16、换热式导风设备，17、鼓风设备，18、浓缩卤水收集分盐系统，19、污水泵。具体实施方式以下结合具体实例对本专利技术进行进一步的说明，但是所述实例并不构成对本专利技术的限制。如图1所示，本专利技术的一种贫锂卤水降盐富锂方法，包括如下步骤：1)原水箱中的贫锂卤水经喷射式雾化浓缩分盐装置雾化喷头强制喷雾蒸发，贫锂卤水中锂浓度为0.08-0.3g/L，镁锂比按质量比计高于500:1；贫锂卤水在过饱和状态下分别析出钾和钠的混盐，经板框压滤固液分离，分别得到富锂晶间水和混晶：混晶为钾和钠的混盐，富锂晶间水为汇入喷射式雾化浓缩分盐装置后产生的浓缩卤水；经喷射式雾化浓缩分盐装置浓缩后的卤水镁锂比按质量比计为(100～500)：1，锂浓度提高至0.2-1.0g/L。2)经喷射式雾化浓缩分盐装置浓缩后的卤水经稀释1-2倍后，进入多级高压纳滤分盐系统，经循环纳滤操作，降镁、除钙以及其他二价离子，分别得到高镁贫锂浓水和低盐低镁锂比按质量比计的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种贫锂卤水降盐富锂方法，其特征在于，包括如下步骤：1)原水箱中的贫锂卤水经喷射式雾化浓缩分盐装置的雾化喷头强制喷雾蒸发，贫锂卤水在过饱和状态下分别析出包括钾、钠和镁的混盐，经板框压滤固液分离，分别得到富锂晶间水和混晶：其中，混晶为钾和钠的混盐；富锂晶间水为汇入喷射式雾化浓缩分盐装置后产生的浓缩卤水；2)经喷射式雾化浓缩分盐装置浓缩后的浓缩卤水经稀释，进入多级高压纳滤分盐系统，经循环纳滤操作，降镁、除钙以及其他二价离子，分别得到高镁贫锂浓水和低盐低镁锂比的纳滤产水；3)纳滤产水经塔式热强化循环喷雾浓缩分盐装置，强化喷雾，间断排盐，循环浓缩，最终得到高浓度富锂水；4)纳滤浓水中锂浓度低于0.01g/L的溶液外排，锂浓度高于0.01g/L的溶液回流至原水箱中与贫锂卤水混合回用。

【技术特征摘要】
1.一种贫锂卤水降盐富锂方法，其特征在于，包括如下步骤：1)原水箱中的贫锂卤水经喷射式雾化浓缩分盐装置的雾化喷头强制喷雾蒸发，贫锂卤水在过饱和状态下分别析出包括钾、钠和镁的混盐，经板框压滤固液分离，分别得到富锂晶间水和混晶：其中，混晶为钾和钠的混盐；富锂晶间水为汇入喷射式雾化浓缩分盐装置后产生的浓缩卤水；2)经喷射式雾化浓缩分盐装置浓缩后的浓缩卤水经稀释，进入多级高压纳滤分盐系统，经循环纳滤操作，降镁、除钙以及其他二价离子，分别得到高镁贫锂浓水和低盐低镁锂比的纳滤产水；3)纳滤产水经塔式热强化循环喷雾浓缩分盐装置，强化喷雾，间断排盐，循环浓缩，最终得到高浓度富锂水；4)纳滤浓水中锂浓度低于0.01g/L的溶液外排，锂浓度高于0.01g/L的溶液回流至原水箱中与贫锂卤水混合回用。2.根据权利要求1所述的一种贫锂卤水降盐富锂方法，其特征在于，步骤1)中，所述贫锂卤水中锂浓度为0.08-0.3g/L，：镁锂比按质量比计高于500:1。3.根据权利要求1所述的一种贫锂卤水降盐富锂方法，其特征在于，步骤1)中，所述喷射式雾化浓缩分盐装置产生的浓缩卤水镁锂比按质量比计为(100～500)：1，浓缩卤水锂浓度达0.2-1.0g/L。4.根据权利要求1所述的一种贫锂卤水降盐富锂方法，其特征在于，步骤2)中，所述喷射式雾化浓缩分盐装置浓缩卤水经稀释1-2倍后，进入多级高压纳滤分盐系统。5.一种权利要求1-4任一项所述方法所采用的喷射式雾化浓缩分盐装置，其特征在于，包括一个恒温雾化装置(7)、和与恒温雾化装置(7)相连通的地源热泵系统，所述恒温雾化装置(7)的顶部设有与地源热泵系统相连通的恒温水浴箱(5)和雾化器(8)，恒温雾化装置(7)中设有强力风机(6)；所述地源热泵系统包括相互连通的地源热泵主机(1)、原水箱(3)和淡水箱(4)，淡水箱(4)与恒温水浴箱(5)连通，原水箱(3)通过增压污水泵(10)与雾化器(8)连通，在强力风机(...

【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，刘婷婷，李陈，陈立成，黄丹曦，吕永涛，王旭东，
申请(专利权)人：陕西省膜分离技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61