一种卤水提锂的装置系统和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种卤水提锂的装置系统和方法，所述装置系统包括一级电渗析单元、除硼树脂单元、反渗透单元、二级电渗析单元和三级电渗析单元；所述一级电渗析单元的浓水侧出口与除硼树脂单元连接；所述一级电渗析单元的淡水侧出口与反渗透单元连接；所述反渗透单元的浓水侧出口与二级电渗析单元连接；所述二级电渗析单元的淡水侧出口与三级电渗析单元连接；所述二级电渗析单元的浓水侧出口与除硼树脂单元连接；所述三级电渗析单元的浓水侧出口与反渗透单元连接。所述方法采用上述装置系统。本发明专利技术提供的装置系统和方法极大地提高了提锂系统的资源化利用率和运行稳定性，达到了良好的经济效益、社会效益和环境效益。社会效益和环境效益。社会效益和环境效益。

【技术实现步骤摘要】
一种卤水提锂的装置系统和方法


[0001]本专利技术涉及分离与纯化
，具体涉及一种卤水提锂的装置系统和方法。

技术介绍

[0002]目前，锂资源主要包含矿石锂资源和盐湖卤水锂资源，矿石锂资源的开采和提取难度相对较小，技术也比较成熟。据统计，矿石锂资源储量所占比例较小，已经难以满足日益增长的锂需求。相反，盐湖卤水蕴含丰富的锂资源，锂储量约占锂资源总储量的80％，我国盐湖卤水锂资源大多呈现高镁锂比特征，致使锂资源提取非常困难。目前可以采用的盐湖卤水提锂方法主要包含：沉淀法、萃取法、吸附法、煅烧浸取法和电渗析法等。
[0003]从含盐溶液中除硼方面，主要的处理方法包括：化学沉淀法、吸附法、反渗透膜法、萃取法和离子交换树脂法。化学沉淀法适于处理高浓度含硼水，通过向废水中投加酸或碱，将硼转化为难溶的硼酸或硼酸盐而达到分离提取硼的目的；缺点是需要消耗大量的沉淀剂，需要调节pH值至碱性，而且由于沉淀不完全或沉淀吸附作用使得分离不完全。吸附法利用硼易于被高岭土、蒙脱石、针铁矿、煤灰、纤维素衍生物和活性炭等吸附剂吸附的特点；缺点是再生比较耗时，长期使用会使吸附容量降低而影响吸附的最终效果。反渗透膜法面临膜污染、膜损伤以及高浓度废水需要处理等问题。萃取法所用有机溶剂会造成环境污染，且离子交换树脂法比较适用于低浓度硼元素溶液的处理。
[0004]从含盐溶液中除硅方面，主要的处理方法有：混凝脱硅法、反渗透脱硅法、超滤脱除胶体硅、气浮脱除胶体硅、电凝聚脱硅法和离子交换脱硅法。混凝脱硅法是非深度脱硅方法，一般可通过混凝和过滤去除60％的胶体硅，通过混凝和澄清过滤去除90％的胶体硅，但是该方法会引入外来物质，多用于前端溶液处理。反渗透脱硅法可以脱除胶体硅和溶解硅，对SiO2的脱除率可以达到80％。超滤脱除胶体硅的方法对溶解硅几乎无脱除效果。电凝聚脱硅法大幅度增加铝和电能的消耗量，使用范围受限，且会引入外来物质。离子交换脱硅法对于胶体硅无脱除能力，且需采用预处理和预脱盐去除悬浮物质和胶体物质，以防止其污染树脂，降低处理系统的效率。
[0005]一种现有技术是从卤水中分离提取锂的方法，包括：(1)酸化除硼，往卤水中加酸沉淀出硼酸，固液分离，得到第一清液；(2)预处理，以沉淀的方式除去所述第一清液中部分硫酸根和镁离子，得到第二清液；(3)锂镁分离，采用锂镁分离膜分离所述第二清液中的锂和镁，得到高镁低锂产水和高锂低镁产水；(4)锂浓缩，采用锂浓缩膜浓缩步骤(3)所得的所述高锂低镁产水，得浓缩液和淡液；(5)精制沉锂，升高步骤(4)所得浓缩液的pH，将Mg
2+
以Mg(OH)2沉淀的形式去除，得到第三清液，在所述第三清液中引入CO
32
‑
、Li
+
和Li2CO3的形式沉淀，分离出沉淀物并洗涤干燥后得到电池级碳酸锂产品。
[0006]另一种现有技术是从含锂卤水中采用树脂除硼的方法，包括以下步骤：(1)预处理：将含微量硼元素的含锂卤水溶液的pH值调节至7
‑
9；(2)除硼：将含锂卤水匀速通入树脂塔底部，从树脂塔顶部导出将含锂卤水至水槽，在水槽检测含锂卤水是否含有硼元素，含有硼元素则将含锂卤水匀速通入树脂塔底部，不含硼元素则将含锂卤水导出；所述树脂塔所
用树脂型号为LSC
‑
800硼去除专用树脂。
[0007]以上方法虽然可以从含锂卤水中提锂或除硼，但是这些方法不仅处理成本高，运行稳定性难以保证，且卤水中的部分资源无法回收，造成资源浪费。
[0008]因此，如何综合处理卤水资源，并且提高经济效益和运行稳定性是目前需要解决的问题。

技术实现思路

[0009]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种卤水提锂的装置系统和方法，本专利技术提供的装置系统和方法极大地提高了提锂系统的资源化利用率和运行稳定性，达到了良好的经济效益、社会效益和环境效益。
[0010]为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0011]第一方面，本专利技术提供一种卤水提锂的装置系统，所述装置系统包括一级电渗析单元、除硼树脂单元、反渗透单元、二级电渗析单元和三级电渗析单元；
[0012]所述一级电渗析单元的浓水侧出口与除硼树脂单元连接；
[0013]所述一级电渗析单元的淡水侧出口与反渗透单元连接；
[0014]所述反渗透单元的浓水侧出口与二级电渗析单元连接；
[0015]所述二级电渗析单元的淡水侧出口与三级电渗析单元连接；
[0016]所述二级电渗析单元的浓水侧出口与除硼树脂单元连接；
[0017]所述三级电渗析单元的浓水侧出口与反渗透单元连接。
[0018]本专利技术中，通过一级电渗析单元去除硼和二氧化硅，初步提锂；通过除硼树脂单元进一步去除硼以及进一步提锂；通过反渗透单元、二级电渗析单元和三级电渗析单元回收淡水中的锂和淡水；本专利技术提供的装置系统通过一级电渗析单元、除硼树脂单元、反渗透单元、二级电渗析单元和三级电渗析单元的协同配合，对锂具有较高的收率，对硼和二氧化硅具有较高的去除率，且一定程度上可以回收淡水，极大地提高了提锂系统的资源化利用率和运行稳定性，达到了较好的经济效益、社会效益和环境效益。
[0019]本专利技术中，某一对象的出口与另一对象链接，指的是与另一对象的入口连接，例如：所述一级电渗析单元的浓水侧出口与除硼树脂单元连接，指的是一级电渗析单元的浓水侧出口与除硼树脂单元的入口连接。
[0020]第二方面，本专利技术提供一种卤水中提锂的方法，所述方法采用本专利技术第一方面所述卤水提锂的装置系统，所述方法包括以下步骤：
[0021](1)将含锂卤水进行一级电渗析处理，得到一级电渗析浓水和一级电渗析淡水；
[0022](2)将步骤(1)得到的所述一级电渗析浓水进行离子交换除硼处理，得到除硼后产水；
[0023](3)将步骤(1)得到的所述一级电渗析淡水进行反渗透处理，得到反渗透浓水；
[0024](4)将步骤(3)得到的所述反渗透浓水进行二级电渗析处理，得到二级电渗析淡水和二级电渗析浓水；所述二级电渗析浓水返回离子交换除硼处理；
[0025](5)将步骤(3)得到的所述二级电渗析淡水进行三级电渗析处理，得到三级电渗析浓水和三级电渗析淡水；所述三级电渗析浓水返回反渗透处理。
[0026]本专利技术提供的卤水中提锂的方法，首先通过进行一级电渗析处理去除卤水中的硼
和二氧化硅；然后将一级电渗析浓水进行离子交换除硼处理，进一步深度去除水中的硼离子，得到除硼后产水，所述除硼后产水为提锂后的产物；之后将一级电渗析淡水进行反渗透处理，进一步浓缩并回收淡水；再将反渗透浓水进行二级电渗析处理，得到的浓水回到离子交换除硼处理，从而回收含锂溶液并去除硼和二氧化硅；将二级电渗析淡水进行三级电渗析处理进行浓缩并去除硼和二氧化硅，所述三级电渗析浓水返回反渗透处理，进一步回收淡水。本专利技术提供的提锂的方法，兼顾了提锂、除硅、除硼以及淡水的回收，不仅提锂率高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种卤水提锂的装置系统，其特征在于，所述装置系统包括一级电渗析单元、除硼树脂单元、反渗透单元、二级电渗析单元和三级电渗析单元；所述一级电渗析单元的浓水侧出口与除硼树脂单元连接；所述一级电渗析单元的淡水侧出口与反渗透单元连接；所述反渗透单元的浓水侧出口与二级电渗析单元连接；所述二级电渗析单元的淡水侧出口与三级电渗析单元连接；所述二级电渗析单元的浓水侧出口与除硼树脂单元连接；所述三级电渗析单元的浓水侧出口与反渗透单元连接。2.根据权利要求1所述的装置系统，其特征在于，所述装置系统还包括一级反渗透除硼单元和蒸发单元；所述三级电渗析单元的淡水侧出口与一级反渗透除硼单元连接；所述一级反渗透除硼单元的浓水侧出口与蒸发单元连接。3.根据权利要求1或2所述的装置系统，其特征在于，所述装置系统还包括一级反渗透浓缩单元和换热单元；所述反渗透单元的产水侧出口与一级反渗透浓缩单元连接；所述一级反渗透除硼单元的产水侧出口与一级反渗透浓缩单元连接；所述蒸发单元的蒸馏水侧出口与换热单元连接；所述换热单元的出口与一级反渗透浓缩单元连接；优选地，所述装置系统还包括二级反渗透除硼单元；所述二级反渗透除硼单元设置于一级反渗透除硼单元和一级反渗透浓缩单元之间；所述一级反渗透除硼单元的产水侧出口与二级反渗透除硼单元连接；所述二级反渗透除硼单元的产水侧出口与一级反渗透浓缩单元连接；所述二级反渗透除硼单元的浓水侧出口与三级电渗析单元连接。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的装置系统，其特征在于，所述装置系统还包括除硅树脂单元；所述除硅树脂单元包括一级除硅树脂单元、二级除硅树脂单元、三级除硅树脂单元或四级除硅树脂单元中的任意一种或至少两种；优选地，所述一级除硅树脂单元的产水侧出口与一级电渗析单元连接；所述一级除硅树脂单元设置于一级反渗透浓缩单元和一级电渗析单元之间；所述一级除硅树脂单元的入口与一级反渗透浓缩单元的浓水侧出口连接；优选地，所述二级除硅树脂单元的入口与除硼树脂单元的产水侧出口连接；优选地，所述三级除硅树脂单元设置于反渗透单元和二级电渗析单元之间；所述三级除硅树脂单元的入口与反渗透单元的浓水侧出口连接；所述三级除硅树脂单元的淡水侧出口与二级电渗析单元连接；优选地，所述四级除硅树脂单元设置于三级电渗析单元和一级反渗透除硼单元之间；所述四级除硅树脂单元的入口与三级电渗析单元的淡水侧出口连接；所述四级除硅树脂单元的产水侧出口与一级反渗透除硼单元连接。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的装置系统，其特征在于，所述一级电渗析单元的入口沿流体流动方向依次设置第一加酸装置和一级保安过滤器；优选地，所述一级保安过滤器的过滤精度为1
‑
5μm；优选地，所述二级电渗析单元的入口沿流体流动方向依次设置第二加酸装置和二级保安过滤器；优选地，所述二级保安过滤器的过滤精度为1
‑
5μm；优选地，所述三级电渗析单元的入口沿流体流动方向依次设置第三加酸装置和三级保
安过滤器；优选地，所述三级保安过滤器的过滤精度为1
‑
5μm；优选地，所述一级除硅树脂单元的入口设置第四加酸装置；优选地，所述二级除硅树脂单元的入口设置第五加酸装置；优选地，所述三级除硅树脂单元的入口设置第六加酸装置；优选地，所述四级除硅树脂单元的入口设置第七加酸装置；优选地，所述除硼树脂单元的入口设置第一加碱装置；优选地，所述反渗透单元的入口设置四级保安过滤器；优选地，所述四级保安过滤器的过滤精度为1
‑
5μm；优选地，所述一级反渗透除硼单元的入口沿流体流动方向依次设置第二加碱装置和五级保安过滤器；优选地，所述五级保安过滤器的过滤精度为1
‑
5μm；优选地，所述二级反渗透除硼单元的入口沿流体流动方向依设置第三加碱装置和六级保安过滤器；优选地，所述六级保安过滤器的过滤精度为1
‑
5μm；优选地，所述一级反渗透浓缩单元的入口设置七级保安过滤器；优选地，所述七级保安过滤器的过滤精度为1
‑
5μm；优选地，所述反渗透单元所用的膜组件包括高压卷式反渗透膜组件和/或DTRO蝶管式膜组件；优选地，所述蒸发单元所用的装置包括蒸发器和/或结晶器；优选地，所述蒸发器包括单效蒸发器和/或多效蒸发器；优选地，所述蒸发器包括低温真空蒸发器和/或高温真空蒸发器；优选地，所述换热单元所用的换热器包括板式换热器和/或管式换热器。6.一种卤水中提锂的方法，其特征在于，所述方法采用权利要求1
‑
5任一项所述卤水提锂的装置系统，所述方法包括以下步骤：(1)将含锂卤水进行一级电渗析处理，得到一级电渗析浓水和一级电渗析淡水；(2)将步骤(1)得到的所述一级电渗析浓水进行离子交换除硼处理，得到除硼后产水；(3)将步骤(1)得到的所述一级电渗析淡水进行反渗透处理，得到反渗透浓水；(4)将步骤(3)得到的所述反渗透浓水进行二级电渗析处理，得到二级电渗析淡水和二级电渗析浓水；所述二级电渗析浓水返回离子交换除硼处理；(5)将步骤(3)得到的所述二级电渗析淡水进行三级电渗析处理，得到三级电渗析浓水和三级电渗析淡水；所述三级电渗析浓水返回反渗透处理。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤(5)之后还进行步骤(6)至步骤(7)：(6)将步骤(5)得到的所述三级电渗析淡水进行一级反渗透除硼处理，得到一级反渗透除硼浓水；(7)将步骤(6)得到的所述一级反渗透除硼浓水进行蒸发处理，得到硼砂；优选地，所述步骤(7)之后还进行步骤(8)和步骤(9)：(8)将步骤(7)所述蒸发处理得到的蒸馏水进行换热处理，得到换热产水；
(9)将步骤(3)所述反渗透处理得到的产水、步骤(6)所述一级反渗透除硼处理得到的产水和步骤(8)得到的所述换热产水进行一级反渗透浓缩处理，得到回用淡水；优选地，所述步骤(9)之后还进行步骤(10)：(10)将步骤(6)所述一级反渗透除硼处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨雷，赖永良，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：