一种卤水浓缩和软化处理的装置及盐湖卤水的提锂装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种卤水浓缩和软化处理的装置，卤水储罐，用于存放卤水；反渗透膜，连接于卤水储罐，用于对卤水进行反渗透浓缩；纳滤膜，连接于反渗透膜的浓缩侧，用于对反渗透膜的浓缩液进行除二价盐离子处理；并且纳滤膜的进水口与反渗透膜的浓缩侧之间通过管路直接连接，之间不设增压设备。该装置可以达到节省整个工程系统能耗、占地面积和投资成本，具有很好的工程经济性和推广性，本实用新型专利技术适用于卤水精制领域，文中卤水包括，盐湖卤水、地下卤水、制盐卤水。卤水、制盐卤水。卤水、制盐卤水。

【技术实现步骤摘要】
一种卤水浓缩和软化处理的装置及盐湖卤水的提锂装置


[0001]本技术涉及一种卤水浓缩和软化处理的方法及装置，属于膜分离


技术介绍

[0002]受益于新能源产业的发展，作为战略资源的锂日益受到重视，被称为21世纪的能源金属。盐湖卤水提锂是全球锂盐生产的主要来源，盐湖提理产品占据锂盐产品的70%以上。通常盐湖卤水中镁、锂元素共生，并且由于镁、锂元素物理化学性质相近，给盐湖卤水提锂造成了较大的困难。
[0003]纳滤膜具有优异的截留二价和多价离子，而透过单价离子的性能，从而可以实现一价离子与二价及以上离子的分离，基于此特点，可以将纳滤膜技术应用于盐湖卤水提理的过程当中的镁、锂分离。纳滤膜的孔径范围介于反渗透膜和超滤膜之间，其对二价和多价离了及分子量在200～1000之间的有机物有较高的脱除性能，而对单价离子和小分子的脱除率则较低。同时由于纳滤膜对单价离子和小分子的脱除率低，过程渗透压较小，所以，在相同条件下，纳滤与反渗透相比可节能15%左右。因而在水处理中，纳滤被广泛应用于水的净化、卤水软化、有机物和生物活性物质的除盐和浓缩等领域。
[0004]例如非专利文献（康为清. 纳滤法应用于盐湖卤水镁锂分离的研究[D]. 2014.）中，针对盐湖卤水综合利用开发中镁锂分离的问题，采用纳滤法进行卤水镁锂分离工艺的实验研究，获取了不同型号商业纳滤膜元件的纳滤实验数据，选取了适合卤水分离的商业膜元件，对不同组成卤水进行纳滤实验,证明了纳滤法分离卤水中镁锂的可行性。专利文献CN1542147A中，提出了一种纳滤法从盐湖卤水中分离镁和富集锂的方法，将盐湖卤水送入纳滤器的高压侧，在纳滤膜两侧施加压力形成压差，原料卤水中大量锂离子和部分水从高压侧经纳滤膜迁移到低压侧成为富锂卤水；高压侧剩余的溶液成为贫锂而富含镁、硼酸根、硫酸根等其他离子的卤水；所述的纳滤器的纳滤膜为一价离子选择性纳滤膜。
[0005]但是，现在技术中仍然存在着纳滤膜对镁和锂的分离系数不能进一步提高，以及纳滤膜在运行过程中能耗较高的问题。

技术实现思路

[0006]本技术的目的是：解决现有技术中对卤水进行纳滤膜法除二价盐的过程中存在的镁和锂的分离系数不高、纳滤膜所需要的能耗较大的问题。本技术提出了一种卤水浓缩和软化方法，对于卤水首先采用反渗透膜浓缩至一定比例后，再用纳滤膜对反渗透膜的浓水进行一价盐和二价盐的分离，并且反渗透膜的浓缩侧的管路直接连接至纳滤膜的进水口，中间不设增压泵。一方面，通过将卤水浓度提高后，可以提高在镁和锂在纳滤过程的分离系数，另一方面，由于将反渗透膜的浓缩液直接与纳滤膜的进水口连通，利用了反渗透浓液具有的较高压力直接向纳滤膜供液，实现了将反渗透膜的压力再次利用的效果，节约了能耗。
[0007]技术方案是：
[0008]本技术的第一个方面，提供了：
[0009]一种卤水浓缩和软化处理的方法，包括如下步骤：
[0010]第1步，将卤水送入反渗透膜中进行浓缩；
[0011]第2步，对反渗透膜得到的浓缩液采用纳滤膜处理，截留二价盐离子，得到纳滤浓缩液和纳滤透过液；
[0012]其中，反渗透膜的浓缩侧的管路与纳滤膜的进液口通过管路直接连接，中间不经过增压处理。
[0013]在一个实施方式中，所述的卤水是指经过或未经过处理的盐湖卤水、地下卤水、制盐卤水中的一种或几种。
[0014]在一个实施方式中，所述的反渗透膜采用卷式、管式或者板式中的一种，对氯化钠截留率在80
‑
99.8%，操作压力在1
‑
12MPa，反渗透膜组回收率在50%
‑
95%，过滤方式为错流过滤或终端过滤中一种。
[0015]在一个实施方式中，所述的纳滤膜采用卷式、管式或者板式中的一种，对硫酸镁截留率在80
‑
99.8%，氯化钠截留率在10
‑
45%，操作压力在1
‑
11MPa，纳滤膜组回收率在50%
‑
95%，过滤方式为错流过滤或终端过滤中一种。
[0016]在一个实施方式中，反渗透膜的浓缩液TDS在10
‑
130g/L，纳滤膜软化后，TDS在5
‑
110g/L。
[0017]在一个实施方式中，反渗透膜组和纳滤膜组操作压力调节主要利用高压泵变频进行调节，通过纳滤膜组浓液管调节阀控制整个工艺装置水回收率。
[0018]本技术的第二个方面，提供了：
[0019]一种盐湖卤水的提锂方法，包括如下步骤：
[0020]S1，通过上述的卤水浓缩和软化处理的方法获得的纳滤透过液离子交换树脂处理，深度去除钙镁离子；
[0021]S2，离子交换树脂中得到的卤水中加入碳酸钠，使生成碳酸锂沉淀；
[0022]S3，将碳酸锂沉淀通过第一固液分离膜浓缩，再通过脱水处理后，得到高纯度碳酸锂。
[0023]在一个实施方式中，步骤S3中碳酸锂的加入量根据锂离子的量按照化学计算比确定。
[0024]在一个实施方式中，还包括步骤S4，纳滤膜浓缩液通过锂吸附剂处理，吸附掉其中的锂离子，再在吸附后的浓缩液中加入NaOH和Na2CO3，分别使浓缩液中的Mg
2+
和Ca
2+
沉淀，将沉淀物通过第二固液分离膜浓缩后，再经过脱水和煅烧，得到MgO和CaO的混合物，用于建筑材料。
[0025]在一个实施方式中，步骤S4中NaOH和Na2CO3的加入量分别根据Mg
2+
和Ca
2+
的量按照化学计算比确定。
[0026]在一个实施方式中，第一固液分离膜和/或第二固液分离膜是超滤膜或者纳滤膜。
[0027]在一个实施方式中，所述的第一固液分离膜和/或第二固液分离膜的平均孔径范围是50
‑
500nm。
[0028]在一个实施方式中，所述的脱水过程采用的是离心脱水或者板框脱水。
[0029]在一个实施方式中，在步骤S4中，加入NaOH和Na2CO3时还需要加入阴离子表面处理
后的氢氧化镁。
[0030]本技术的第三个方面，提供了：
[0031]一种卤水浓缩和软化处理的装置，包括：
[0032]卤水储罐，用于存放卤水；
[0033]反渗透膜，连接于卤水储罐，用于对卤水进行反渗透浓缩；
[0034]纳滤膜，连接于反渗透膜的浓缩侧，用于对反渗透膜的浓缩液进行除二价盐离子处理；并且纳滤膜的进水口与反渗透膜的浓缩侧之间通过管路直接连接，之间不设增压设备。
[0035]在一个实施方式中，所述的反渗透膜采用卷式、管式或者板式中的一种，对氯化钠截留率在80
‑
99.8%。
[0036]在一个实施方式中，所述的纳滤膜采用卷式、管式或者板式中的一种，对硫酸镁截留率在80
‑
99.8%，氯化钠截留率在10
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种卤水浓缩和软化处理的装置，包括：卤水储罐（1），用于存放卤水；反渗透膜（3），连接于卤水储罐（1），用于对卤水进行反渗透浓缩；纳滤膜（4），连接于反渗透膜（3）的浓缩侧，用于对反渗透膜（3）的浓缩液进行除二价盐离子处理；其特征在于，纳滤膜（4）的进水口与反渗透膜（3）的浓缩侧之间通过管路直接连接，之间不设增压设备。2.根据权利要求1所述的卤水浓缩和软化处理的装置，其特征在于，所述的反渗透膜（3）采用卷式、管式或者板式中的一种，对氯化钠截留率在80
‑
99.8%；所述的纳滤膜（4）采用卷式、管式或者板式中的一种，对硫酸镁截留率在80
‑
99.8%，氯化钠截留率在10
‑
45%。3.一种盐湖卤水的提锂装置，其特征在于，包括权利要求1所述的卤水浓缩和软化处理的装置，还包括：离子交换树脂柱（6），连接于纳滤膜（4）的渗透侧，用于对纳滤膜（4）处理后的卤水进行离子交换法除钙镁离子处理；第一沉淀反应槽（8），连接于离子交换树脂柱（6），用于对离子交换树脂柱（6）处理后的卤水进行碳酸锂沉淀反应；第一碳酸钠投加罐（7），连接于第一沉淀反应槽（8），用于向第一沉淀反应槽（8）中投加碳酸钠；第一固液分离膜（9），连接于第一沉淀反应槽（8），用于对第一沉淀反应槽（8）中反应后的料液进行固液分离处理；第一脱水装置（10），连接于第一固液分离膜（9）的浓缩侧，用于对第一固液分离膜（9）中得到的浓缩料液进行脱水处理，得到碳酸锂；锂吸附塔（18），连接于纳滤膜（4）的浓缩侧，用于对纳滤膜（4）的浓缩液进行对锂离子的吸附，锂吸附塔中填充有可以吸附...

【专利技术属性】
技术研发人员：王肖虎，熊福军，项娟，彭跃峰，黄世伟，顾俊杰，肖青，彭文博，范克银，党建兵，
申请(专利权)人：江苏久吾高科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：