一种从盐湖卤水中提锂并制备电池级碳酸锂的系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种从盐湖卤水中提锂并制备电池级碳酸锂的系统及方法，所述系统包括依次连接的混凝沉淀系统、过滤系统、吸附解析系统、除钙镁系统、除硼系统、浓缩系统、蒸发系统以及沉锂系统；所述除钙镁系统包括依次连接的一级反渗透浓缩单元、一级纳滤除钙镁单元、二级反渗透浓缩单元、多级纳滤除钙镁单元以及除钙镁离子交换单元；所述除硼系统包括依次连接的一级纳滤除硼单元、多级纳滤除硼单元以及除硼离子交换单元；所述沉锂系统后还包括依次连接的精密过滤系统以及水洗干燥系统。采用本发明专利技术所述工艺，提高了锂回收率且产品为电池级碳酸锂，极大提高了提锂系统的资源化利用和回收率，减少了外加水用量及沉锂系统处理过程中的碳酸钠的耗量。碳酸钠的耗量。碳酸钠的耗量。

【技术实现步骤摘要】
一种从盐湖卤水中提锂并制备电池级碳酸锂的系统及方法


[0001]本专利技术属于盐湖提锂领域，尤其涉及一种从盐湖卤水中提锂并制备电池级碳酸锂的系统及方法。

技术介绍

[0002]锂是最重要的能源金属，也是现代工业中不可或缺的战略资源，在电池化学、玻璃陶瓷、航空金属、核工业、润滑油脂及制冷剂等行业发挥重要作用。在全球气候雄心之下，低碳降碳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。目前国内锂盐大都从矿石中提取，但随着高品位锂矿石的不断减少和矿石提锂的成本不断提高，由于盐湖中富含大量的锂元素，盐湖提锂较矿石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。
[0003]盐湖提锂的关键在于通过较低成本的方式从盐湖卤水中富集锂离子并析出至碳酸锂或氢氧化锂等、并生产出附加高价值产品。盐湖提锂的主要影响因素有两个：一是盐湖中锂含量，锂含量越低，处理工艺流程就越长，处理后蒸发量也越大，成本就相对越高；二是盐湖中各矿物质离子比例关系，特别是镁锂比、硼锂比，一般镁锂比和硼锂比越小越好。目前，从盐湖原卤中直接提锂并生产碳酸锂，主要的处理方法有：摊晒法、太阳池法、溶剂萃取法、沉淀法、煅烧法、吸附法、膜法和电渗析法等。
[0004]摊晒法和太阳池法适用于镁锂比小的盐湖卤水，其效率较低、锂收率较低；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；电渗析法能耗较高且水收率较低。锻烧法是以提钾、提硼后的含锂卤水为原料，蒸发去水，得到含锂四水氯化镁，采用喷雾干燥、煅烧得到含锂氧化镁，加水洗涤过滤浸取锂，用石灰乳除去钙、镁等杂质，将溶液蒸发浓缩至含Li为2％左右，加入纯碱沉淀出碳酸锂，锂的收率90％左右，其能耗较高、且污染环境。
[0005]随着锂资源的大量利用，提供一种生产成本低、环境污染小、能耗低、锂回收率高、同时从盐湖中提取并生产出附加高价值其他产品的盐湖卤水提锂的方法，达到盐湖资源的综合化利用，成为本领域研究人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种从盐湖卤水中提锂并制备电池级碳酸锂的系统及方法，采用本专利技术盐湖卤水中提锂系统制备碳酸锂的工艺，提高了锂回收率且产品为电池级碳酸锂，极大提高了提锂系统的资源化利用和回收率，减少了外加水用量及沉锂系统处理过程中的碳酸钠的耗量。
[0007]为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]第一方面，本专利技术提供了一种从盐湖卤水中提锂并制备电池级碳酸锂的系统，所述系统包括依次连接的混凝沉淀系统、过滤系统、吸附解析系统、除钙镁系统、除硼系统、浓缩系统、蒸发系统以及沉锂系统；
[0009]所述除钙镁系统包括依次连接的一级反渗透浓缩单元、一级纳滤除钙镁单元、二级反渗透浓缩单元、多级纳滤除钙镁单元以及除钙镁离子交换单元；
[0010]所述吸附解析系统的出水口与所述一级反渗透浓缩单元的进水口连接；
[0011]所述多级纳滤除钙镁单元的浓水出口与所述一级反渗透浓缩单元的进水口连接；
[0012]所述除硼系统包括依次连接的一级纳滤除硼单元、多级纳滤除硼单元以及除硼离子交换单元；
[0013]所述除钙镁离子交换单元的产水出口与所述一级纳滤除硼单元的进水口连接；
[0014]所述多级纳滤除硼单元的浓水出口与所述一级纳滤除硼单元的进水口连接；
[0015]所述一级反渗透浓缩单元的产水、二级反渗透浓缩单元的产水、浓缩系统的产水和蒸发系统的蒸馏水均经三级反渗透浓缩单元处理后回用；
[0016]所述沉锂系统包括碳酸钠投加单元和沉锂反应单元；所述沉锂系统用于生产电池级碳酸锂。
[0017]本专利技术对提锂系统进行了进一步的优化，各个系统之间是一个部分内循环的整体，极大提高了提锂系统的资源化利用和回收率，减少了沉锂系统处理过程中的碳酸钠的耗量，节约了系统用水用电，减少了能耗、物耗，减少了对环境的污染，最大化提高了盐湖卤水的资源化综合利用，达到了较好的经济效益、社会效益、环境效益。
[0018]作为本专利技术优选的技术方案，所述混凝沉淀系统包括依次连接的混凝反应单元、絮凝反应单元以及沉淀单元。
[0019]优选地，所述过滤系统包括依次连接的过滤单元、超滤单元、一级除杂纳滤单元以及二级除杂纳滤单元。
[0020]优选地，所述沉淀单元的污泥出口和所述过滤单元的反洗水出口均与脱水系统连接。
[0021]优选地，所述脱水系统的滤液出口与所述混凝反应单元的进水口连接。
[0022]优选地，所述二级除杂纳滤单元的浓水出口与所述一级除杂纳滤单元的进水口连接。
[0023]优选地，所述一级除杂纳滤单元包括依次连接的加酸装置、保安过滤装置以及纳滤膜装置。
[0024]优选地，所述吸附解析系统包括吸附装置和解析装置。
[0025]作为本专利技术优选的技术方案，所述除钙镁系统还包括三级反渗透浓缩单元和二段纳滤除钙镁单元。
[0026]优选地，所述一级纳滤除钙镁单元的浓水出口与所述二段纳滤除钙镁单元的进水口连接。
[0027]优选地，所述二段纳滤除钙镁单元的产水出口与所述二级反渗透浓缩单元的进水口连接。
[0028]优选地，所述三级反渗透浓缩单元的浓水出口与所述一级纳滤除钙镁单元的进水口连接。
[0029]优选地，所述一级反渗透浓缩单元包括依次连接的加酸装置、保安过滤装置以及反渗透装置。
[0030]优选地，所述一级纳滤除钙镁单元包括依次连接的加酸装置、保安过滤装置以及
纳滤膜装置。
[0031]本专利技术中，经所述三级反渗透浓缩单元处理后的产水，可用于提锂系统的吸附解析系统用水、膜透析用水、除钙镁离子交换单元和除硼离子交换单元顶料用水和酸碱稀释用水、膜系统低压冲洗用水和化学清洗用水、提锂系统配药用水等。
[0032]优选地，所述除钙镁离子交换单元包括依次连接的加碱装置、离子交换装置以及树脂再生装置。
[0033]本专利技术中，通过设置反渗透、纳滤及离子交换相结合的方式，能够彻底去除溶液中的钙镁离子，且产水能回用于提锂系统。
[0034]作为本专利技术优选的技术方案，所述除硼系统还包括依次连接的一级反渗透除硼单元、二级反渗透除硼单元以及三级反渗透除硼单元。
[0035]优选地，所述一级纳滤除硼单元的浓水出口与所述一级反渗透除硼单元的进水口连接。
[0036]优选地，所述三级反渗透除硼单元的浓水用于制备硼砂。
[0037]优选地，所述除硼系统还包括二段反渗透除硼单元，其浓水出口与所述一级纳滤除硼单元的进水口连接，其产水出口与所述二级反渗透除硼单元的进水口连接。
[0038]优选地，所述一级反渗透除硼单元和所述二级反渗透除硼单元的浓水出口均与所述二段反渗透除硼单元的进水口连接。
[0039]优选地，所述一级纳滤除硼单元包括依次连接的加碱装置、保安过滤装置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种从盐湖卤水中提锂并制备电池级碳酸锂的系统，其特征在于，所述系统包括依次连接的混凝沉淀系统、过滤系统、吸附解析系统、除钙镁系统、除硼系统、浓缩系统、蒸发系统以及沉锂系统；所述除钙镁系统包括依次连接的一级反渗透浓缩单元、一级纳滤除钙镁单元、二级反渗透浓缩单元、多级纳滤除钙镁单元以及除钙镁离子交换单元；所述吸附解析系统的出水口与所述一级反渗透浓缩单元的进水口连接；所述多级纳滤除钙镁单元的浓水出口与所述一级反渗透浓缩单元的进水口连接；所述除硼系统包括依次连接的一级纳滤除硼单元、多级纳滤除硼单元以及除硼离子交换单元；所述除钙镁离子交换单元的产水出口与所述一级纳滤除硼单元的进水口连接；所述多级纳滤除硼单元的浓水出口与所述一级纳滤除硼单元的进水口连接；所述一级反渗透浓缩单元的产水、二级反渗透浓缩单元的产水、浓缩系统的产水和蒸发系统的蒸馏水均经三级反渗透浓缩单元处理后回用；所述沉锂系统包括碳酸钠投加单元和沉锂反应单元；所述沉锂系统用于生产电池级碳酸锂。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述混凝沉淀系统包括依次连接的混凝反应单元、絮凝反应单元以及沉淀单元；优选地，所述过滤系统包括依次连接的过滤单元、超滤单元、一级除杂纳滤单元以及二级除杂纳滤单元；优选地，所述沉淀单元的污泥出口和所述过滤单元的反洗水出口均与脱水系统连接；优选地，所述脱水系统的滤液出口与所述混凝反应单元的进水口连接；优选地，所述二级除杂纳滤单元的浓水出口与所述一级除杂纳滤单元的进水口连接；优选地，所述一级除杂纳滤单元包括依次连接的加酸装置、保安过滤装置以及纳滤膜装置；优选地，所述吸附解析系统包括吸附装置和解析装置。3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述除钙镁系统还包括三级反渗透浓缩单元和二段纳滤除钙镁单元；优选地，所述一级纳滤除钙镁单元的浓水出口与所述二段纳滤除钙镁单元的进水口连接；优选地，所述二段纳滤除钙镁单元的产水出口与所述二级反渗透浓缩单元的进水口连接；优选地，所述三级反渗透浓缩单元的浓水出口与所述一级纳滤除钙镁单元的进水口连接；优选地，所述一级反渗透浓缩单元包括依次连接的加酸装置、保安过滤装置以及反渗透装置；优选地，所述一级纳滤除钙镁单元包括依次连接的加酸装置、保安过滤装置以及纳滤膜装置；优选地，所述除钙镁离子交换单元包括依次连接的加碱装置、离子交换装置以及树脂再生装置。
4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的系统，其特征在于，所述除硼系统还包括依次连接的一级反渗透除硼单元、二级反渗透除硼单元以及三级反渗透除硼单元；优选地，所述一级纳滤除硼单元的浓水出口与所述一级反渗透除硼单元的进水口连接；优选地，所述三级反渗透除硼单元的浓水用于制备硼砂；优选地，所述除硼系统还包括二段反渗透除硼单元，其浓水出口与所述一级纳滤除硼单元的进水口连接，其产水出口与所述二级反渗透除硼单元的进水口连接；优选地，所述一级反渗透除硼单元和所述二级反渗透除硼单元的浓水出口均与所述二段反渗透除硼单元的进水口连接；优选地，所述一级纳滤除硼单元包括依次连接的加碱装置、保安过滤装置以及纳滤膜装置；优选地，所述一级反渗透除硼单元包括依次连接的加酸装置、透析装置、保安过滤装置以及反渗透装置；优选地，所述三级反渗透除硼单元包括依次连接的加碱装置、保安过滤装置以及反渗透装置；优选地，所述多级纳滤除硼单元包括依次连接的加碱装置、保安过滤装置以及至少二级的纳滤膜装置；优选地，所述除硼离子交换单元包括依次连接的加...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨雷，赖永良，王勇，杨荣，梅波，寇瑞强，胡艾青，
申请(专利权)人：启迪清源上海新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：