从超低浓度含锂卤水中除杂提锂的方法技术

本发明专利技术公开了一种从超低浓度含锂卤水中除杂提锂的方法，其将超低浓度含锂卤水依次经精密过滤、吸附除杂、纳滤除杂、反渗透浓缩、离子交换除硼以及MVR浓缩的操作，获得了其中Li

Method of removing impurities and extracting lithium from ultra-low concentration lithium-containing brine

The invention discloses a method for removing impurities and extracting lithium from ultra-low concentration lithium-containing brine. The ultra-low concentration lithium-containing brine is successively filtered, adsorbed, nanofiltration, reverse osmosis, ion exchange, boron removal and MVR concentration, and Li is obtained.

【技术实现步骤摘要】
从超低浓度含锂卤水中除杂提锂的方法
本专利技术属于盐水及海水提锂
，具体来讲，涉及一种从超低浓度含锂卤水中除杂提锂的方法。
技术介绍
锂是一种银白色的金属元素，其被广泛用于可充电电池、玻璃、陶瓷、合金、润滑剂、医药等领域，尤其在可充电锂电池近年来作为混合动力汽车和电动汽车的主要动力源而受到广泛的关注。锂与生活日用息息相关，个人携带的笔记本电脑、手机、蓝牙耳机等数码产品中应用的锂离子电池中就含有丰富的锂元素。锂离子电池是高能储存介质，由于锂离子电池的高速发展，衍生带动了锂矿、碳酸锂等公司业务的蓬勃发展。金属锂电池在军用领域也有应用。全球锂资源主要包括锂矿石(主要为锂辉石、锂云母)和含锂盐湖卤水。盐湖卤水型锂矿床占世界锂资源的66％，现有的从盐湖卤水中提锂的方法多种多样。南美盐湖的镁锂比(镁离子与锂离子的质量之比)为5:1，属于低镁锂比盐湖卤水，其提锂较为容易；但我国的青海盐湖的镁锂比普遍高达100:1～500:1，从卤水中提锂技术难度较大。近年来，随着煅烧法、萃取法、膜分离法、吸附法的研究深入，我国已有多家企业实现了从盐湖卤水中提锂的工业化生产，但受技术限制，还没有一家企业实现从超低浓度盐湖卤水中提锂的工业化生产，尤其是我国青海察尔汗盐湖东部矿区在生产钾肥过程中产生的老卤，其锂含量极低、且镁锂比极高，达到1600:1～3000:1，采用现有的萃取法、膜分离法、吸附法都不能实现镁锂有效分离，或分离率低经济上不可行，从该超低浓度含锂卤水中提锂被普遍认为是锂资源的分离富集的世界性难题。
技术实现思路
为解决上述现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种从超低浓度含锂卤水中除杂提锂的方法，该方法通过连续的精滤-吸附除杂-纳滤除杂-反渗透浓缩-离子交换除杂-MVR浓缩的工艺过程，不仅实现了高镁锂比卤水中的镁锂分离，还有效去除了超低浓度含锂卤水中的杂质，并且富集了其中的锂资源，获得了其中锂含量不低于30g/L的高纯氯化锂溶液，用以生产高纯锂产品。为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用了如下的技术方案：一种从超低浓度含锂卤水中除杂提锂的方法，其基于从超低浓度含锂卤水中除杂提锂的装置进行，所述装置包括依次连通的卤水池、吸附除杂装置、纳滤除杂装置、反渗透浓缩装置及离子交换除杂装置；其中，所述吸附除杂装置包括若干吸附塔以及若干阀阵，每个所述吸附塔内形成独立的多个树脂层，所述阀阵用于控制每一层所述树脂层内的液相流通路径；所述树脂层内填充有锂吸附剂；所述方法包括：S1、将所述卤水池中的超低浓度含锂卤水于所述精密过滤器中精滤除杂后获得精滤卤水；其中，所述超低浓度含锂卤水中Li+的浓度为40ppm～70ppm，镁锂比为1600:1～3000:1；所述精滤卤水中固含量不超过5ppm；S2、将所述精滤卤水通入所述吸附除杂装置中，所述精滤卤水流经若干所述树脂层以进行吸附，吸附完成后所述阀阵依次切换以依次进行淋洗除杂和脱附操作，直至获得的脱附产水中Li+的浓度不低于500mg/L、Mg2+的质量百分数低于0.25％；S3、将所述吸附产水通入所述纳滤除杂装置中进行纳滤除杂，直至所获得的纳滤产水中Mg2+的浓度不超过5mg/L、Ca2+的浓度不超过5mg/L；S4、将所述纳滤产水通入所述反渗透浓缩装置中进行反渗透浓缩，直至所获得的反渗透产水中Li+的浓度不低于5g/L；S5、将所述反渗透产水通入所述离子交换除杂装置中进行除硼，直至所获得的离子交换产水中B的浓度低于5ppm，获得除硼锂液；S6、将所述除硼锂液通入所述MVR蒸发装置进行蒸发浓缩，得到Li+的浓度不低于30g/L的高纯氯化锂溶液。进一步地，在所述步骤S1中，所述超低浓度含锂卤水为青海察尔汗盐湖东部矿区于钾肥生产后产生的老卤水。进一步地，在所述步骤S2中，所述精滤卤水以2BV/h～50BV/h的进液量流经所述树脂层以进行吸附；淋洗液以2BV/h～10BV/h的进液量流经所述树脂层以进行淋洗除杂；脱附液流经所述树脂层以进行脱附，并使产生的所述脱附产水以2BV/h～20BV/h的出液量流出。进一步地，所述脱附液为20℃～60℃的水。进一步地，所述吸附、淋洗和所述脱附的轮转周期为0.1h/次～2h/次。进一步地，在所述步骤S3中，所述纳滤除杂装置的操作压差为0.5MPa～5MPa。进一步地，在所述纳滤除杂装置中，纳滤膜为非软化纳滤膜，且截留相对分子量为200～1000。进一步地，在所述步骤S5中，所述反渗透产水流经所述离子交换除杂装置的流量为1BV/h～12BV/h，压力为3bar～12bar。进一步地，在所述步骤S5中，所述反渗透产水于所述离子交换除杂装置进行吸附除硼后，获得负载树脂；以质量百分数为1％～5％的盐酸溶液作为再生液，对所述负载树脂进行再生；其中，所述再生液的流量为2BV/h～10BV/h，再生时间为0.5h～2h。本专利技术通过设计一种连续的粗滤-吸附除杂-纳滤除杂-反渗透浓缩-离子交换除杂的工艺过程，其一，将不同位置的树脂层通过阀阵的控制在吸附、淋洗和脱附等操作之间轮转循环，可同时对多个树脂层进行操作，有效提高了锂的提取效率；其二，纳滤、反渗透、离子交换对镁、钙、硼、碳酸根等杂质进行进一步去除，不仅去除了超低浓度含锂卤水中的杂质，有效提升了锂的纯度，并使锂也进行了富集，获得了其中锂含量不低于30g/L的高纯氯化锂溶液，用以生产高纯锂产品。本专利技术所述的方法工艺过程简单，操作方便，能耗小，锂吸附剂的使用量较小；提锂纯度远远高于传统工艺，具有显著的经济效益。附图说明通过结合附图进行的以下描述，本专利技术的实施例的上述和其它方面、特点和优点将变得更加清楚，附图中：图1是根据本专利技术的从超低浓度含锂卤水中除杂提锂的装置的结构示意图；图2是根据本专利技术的吸附塔的结构示意图；图3是根据本专利技术的从超低浓度含锂卤水中除杂提锂的方法的步骤流程图。具体实施方式以下，将参照附图来详细描述本专利技术的实施例。然而，可以以许多不同的形式来实施本专利技术，并且本专利技术不应该被解释为限制于这里阐述的具体实施例。相反，提供这些实施例是为了解释本专利技术的原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员能够理解本专利技术的各种实施例和适合于特定预期应用的各种修改。在附图中，为了清楚起见，可以夸大元件的形状和尺寸，并且相同的标号将始终被用于表示相同或相似的元件。本专利技术基于一种从超低浓度含锂卤水中除杂提锂的装置提供了一种从超低浓度含锂卤水中除杂提锂的方法；该方法对针对的是其中Li+的浓度为40ppm～70ppm、且镁锂比高达1600:1～3000:1的高镁低锂卤水而进行的，以将其中的杂质去除并浓缩锂，以获得其中Li+浓度可达30g/L甚至更高的氯化锂溶液，用以制备高纯的锂产品。具体参阅图1，该从超低浓度含锂卤水中除杂提锂的装置包括依次连通的卤水池1、精密过滤器2、吸附除杂装置3、纳滤除杂装置4、反渗透浓缩装置5、离子交换除杂装置6及MVR浓缩装置7。具体来讲，卤水池1可以是一个诸如露天水池的池体，用以储存该超低浓度含锂卤水。进一步地，精密过滤器2用以对超低浓度含锂卤水中的不溶物进行过滤后，再进行后续的操作，以防止其中固含物杂质影响后续其他装置的正常工作。本装置中的吸附除杂装置3包括若干吸附塔31，其中，每个吸附塔31内形成独立的多个树脂层32；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种从超低浓度含锂卤水中除杂提锂的方法，其基于从超低浓度含锂卤水中除杂提锂的装置进行，所述装置包括依次连通的卤水池、精密过滤器、吸附除杂装置、纳滤除杂装置、反渗透浓缩装置、离子交换除杂装置以及MVR浓缩装置；其中，所述吸附除杂装置包括若干吸附塔以及若干阀阵，每个所述吸附塔内形成独立的多个树脂层，所述阀阵用于控制每一层所述树脂层内的液相流通路径；所述树脂层内填充有锂吸附剂；其特征在于，所述方法包括：S1、将所述卤水池中的超低浓度含锂卤水于所述精密过滤器中精滤除杂后获得精滤卤水；其中，所述超低浓度含锂卤水中Li+的浓度为40ppm～70ppm，镁锂比为1600:1～3000:1；所述精滤卤水中固含量不超过5ppm；S2、将所述精滤卤水通入所述吸附除杂装置中，所述精滤卤水流经若干所述树脂层以进行吸附，吸附完成后所述阀阵依次切换以依次进行淋洗除杂和脱附操作，直至获得的脱附产水中Li+的浓度不低于500mg/L、Mg2+的质量百分数低于0.25％；S3、将所述吸附产水通入所述纳滤除杂装置中进行纳滤除杂，直至所获得的纳滤产水中Mg2+的浓度不超过5mg/L、Ca2+的浓度不超过5mg/L；S4、将所述纳滤产水通入所述反渗透浓缩装置中进行反渗透浓缩，直至所获得的反渗透产水中Li+的浓度不低于5g/L；S5、将所述反渗透产水通入所述离子交换除杂装置中进行除硼，直至所获得的离子交换产水中硼的浓度低于5ppm，获得除硼锂液；S6、将所述除硼锂液通入所述MVR浓缩装置进行蒸发浓缩，获得Li+的浓度不低于30g/L的高纯氯化锂溶液。...

【技术特征摘要】
1.一种从超低浓度含锂卤水中除杂提锂的方法，其基于从超低浓度含锂卤水中除杂提锂的装置进行，所述装置包括依次连通的卤水池、精密过滤器、吸附除杂装置、纳滤除杂装置、反渗透浓缩装置、离子交换除杂装置以及MVR浓缩装置；其中，所述吸附除杂装置包括若干吸附塔以及若干阀阵，每个所述吸附塔内形成独立的多个树脂层，所述阀阵用于控制每一层所述树脂层内的液相流通路径；所述树脂层内填充有锂吸附剂；其特征在于，所述方法包括：S1、将所述卤水池中的超低浓度含锂卤水于所述精密过滤器中精滤除杂后获得精滤卤水；其中，所述超低浓度含锂卤水中Li+的浓度为40ppm～70ppm，镁锂比为1600:1～3000:1；所述精滤卤水中固含量不超过5ppm；S2、将所述精滤卤水通入所述吸附除杂装置中，所述精滤卤水流经若干所述树脂层以进行吸附，吸附完成后所述阀阵依次切换以依次进行淋洗除杂和脱附操作，直至获得的脱附产水中Li+的浓度不低于500mg/L、Mg2+的质量百分数低于0.25％；S3、将所述吸附产水通入所述纳滤除杂装置中进行纳滤除杂，直至所获得的纳滤产水中Mg2+的浓度不超过5mg/L、Ca2+的浓度不超过5mg/L；S4、将所述纳滤产水通入所述反渗透浓缩装置中进行反渗透浓缩，直至所获得的反渗透产水中Li+的浓度不低于5g/L；S5、将所述反渗透产水通入所述离子交换除杂装置中进行除硼，直至所获得的离子交换产水中硼的浓度低于5ppm，获得除硼锂液；S6、将所述除硼锂液通入所述MVR浓缩装置进行蒸发浓缩，获得Li+的浓度不低于...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖永明，肖瑶，张生顺，朱红卫，马存彪，王守恒，李文珍，寇福成，
申请(专利权)人：格尔木藏格锂业有限公司，
类型：发明
国别省市：青海,63