一种盐湖提锂的循环系统技术方案

本发明专利技术提供一种盐湖提锂的循环系统，其中，所述循环系统包括依序设置的超滤子系统(100)、斜板沉淀池(200)、连续离子交换子系统(300)、纳滤膜子系统(400)、反渗透膜子系统(500)和双极膜子系统(600)。本发明专利技术的盐湖提锂的循环系统通过多级联用工艺，使系统中的各级尾液、浓水均能被有效利用或回用到上游工艺中，实现了盐湖提锂工艺的闭路循环。本系统有效提高了锂收率及锂纯度，其中系统反渗透膜的浓水端实现锂含量高于6g/L的产水，整体可稳定运行，形成提锂工艺效率最优体系。形成提锂工艺效率最优体系。

【技术实现步骤摘要】
一种盐湖提锂的循环系统


[0001]本专利技术涉及盐湖提锂
，特别涉及一种可以封闭循环运行的盐湖提锂系统。

技术介绍

[0002]锂元素在多个工业领域有着重要应用，而自然界中锂主要存在于矿石和盐湖卤水中，从盐湖中提取锂元素已成为技术发展趋势。盐湖提锂的技术主要有：离子交换法、蒸发结晶法、煅烧浸出法、纳滤膜分离法、溶剂萃取法等。然而，这些方法目前尚存在工艺较单一、循环利用率低，且提锂效率较低，大量的锂元素未能回收而再次回到卤水中，此外，所得产物中杂质离子较多、纯度较低；由于较低的回收率也导致回收成分较高，此外还有设备、材料使用寿命短、不够环保等缺点。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是克服现有技术缺陷，针对常规的盐湖提锂系统中外排支路较多因此外排液中锂含量较高而导致系统锂收率较低的缺陷，提供一种能实现闭路循环的盐湖提锂系统，期望提高锂回收率。
[0004]本专利技术的思路是将外排液尽量回用到系统中，并将超滤、斜板沉淀池、连续离子交换、反渗透、双极膜和MVR蒸发器整合在系统内，使超滤出水进入连续离子交换吸附阶段，而连续离子交换的解析段产水进入纳滤工艺段，其超滤浓水、连续离交装置尾液及水洗卤、水洗酸排至斜板沉淀池；纳滤产水进入反渗透，然其浓水进水双极膜，由双极膜的碱液进入MVR，产生高品质锂产品。
[0005]基于上述思路，本专利技术提供一种盐湖提锂的循环系统，其中，所述循环系统包括依序设置的超滤子系统(100)、斜板沉淀池(200)、连续离子交换子系统(300)、纳滤膜子系统(400)、反渗透膜子系统(500)和双极膜子系统(600)，
[0006]所述超滤子系统(100)包括超滤膜元件(8)，超滤膜元件(8)具有超滤膜进水端、超滤膜产水端和超滤膜浓水端，超滤进水流量一般在40
‑
70LMH之间，反洗后外排水或清洗膜原件用水作为浓水流入沉淀池，该阶段为预处理整体工艺预处理段，对浊度、有机物等指标进行去除；
[0007]斜板沉淀池(200)具有沉淀池进水端和沉淀池出水端，主要对悬浮物等杂离子进行静沉，上清液包含进水中锂、钠、钙、镁、钾等阳离子及碳酸根、硫酸根等阴离子流入连续离子交换系统。
[0008]连续离子交换子系统(300)包括连续离子交换装置和酸溶液池(19)，所述连续离子交换装置包括用于冲洗吸附剂表面杂离子的水洗卤段(10)、用于吸附卤水中的锂的吸附段(11)、用于冲洗解析后的吸附剂的水洗酸段(12)和用于置换氢离子与锂离子的解吸段(13)，水洗卤段(10)、吸附段(11)、水洗酸段(12)和解吸段(13)各自具有进水端和出水端，
[0009]水洗卤流速、吸附、水洗酸、解析流速均在2
‑
30BV/h，经过吸附段后锂离子去除
85％以上、经解析后锂含量可达到2g/L左右，伴随着产水钠离子在200
‑
400mg/L、钙离子在100
‑
200mg/L、；镁离子在200
‑
300mg/L、钾离子在50
‑
200mg/L。
[0010]纳滤子系统(400)包括纳滤膜元件，所述纳滤膜元件具有纳滤膜进水端、纳滤膜产水端和纳滤膜浓水端，
[0011]经纳滤膜处理后，在各流程单元中，对Ca的截留率为40
‑
90％，对Mg的截留率为80
‑
98％，进一步提高产水水质。
[0012]反渗透子系统(500)包括反渗透膜元件，所述反渗透膜元件具有反渗透膜进水端、反渗透膜产水端和反渗透膜浓水端，
[0013]经反渗透膜处理后，对Li的截留率为96
‑
97％，对TDS截留率为95
‑
97％，反渗透对富锂液浓缩≥6倍。
[0014]双极膜子系统(600)包括双极膜元件和MVR蒸发器，所述双极膜元件具有双极膜进水端、H
+
出水端和OH
‑
出水端；
[0015]一种盐湖提锂的循环系统，最终可达锂收率≥80％；高纯度锂浓度≥6g/L；整体系统无外排含锂溶液，实现高产能闭路循环工艺。
[0016]所述超滤膜产水端与连续离子交换装置吸附段(11)的进水端连接，连续离子交换装置解吸段(13)的出水端与纳滤膜进水端连接，纳滤膜产水端与反渗透膜进水端连接，反渗透膜浓水端与双极膜进水端连接，OH
‑
出水端与MVR蒸发器连接；
[0017]超滤膜浓水端和连续离子交换装置的水洗卤段(10)、吸附段(11)、水洗酸段(12)各自的出水端分别通过管路与所述沉淀池进水端连接，沉淀池出水端通过管路与超滤膜进水端连接，反渗透膜产水端通过管路与水洗卤段(10)的进水端连接，双极膜H
+
出水端通过管路与酸溶液池(19)的进水端连接，OH
‑
出水端还通过支路与连续离子交换装置吸附段(11)的进水端连接。
[0018]在本专利技术中，连续离子交换装置是一类将传统离子交换、色谱分离工艺中的各个工序集中在一套系统中、可实现多工序同时运行的装置，它通常包括运行基座和多个树脂吸附柱，并将这些树脂吸附柱及其对应的基座区域划分为水洗卤(10)、吸附(11)、水洗酸(12)和解析(13)四个工艺段。
[0019]在本专利技术中，连续离交装置是本
的一类现有装置，它将水洗卤、吸附、水洗酸、解析耦合在一个装置内，其水流方向和旋转方向相反，实现各功能之间切换。首先，吸附单元对含锂卤水进行吸附，在吸附饱和后(低锂浓度)转入水洗卤单元，此时主要对杂离子进行洗脱；洗脱后的柱子进入解析单元，主要对吸附剂进行酸洗脱锂(即H+、Li+交换)，其尾液为富含高浓度锂的产品液；之后柱子进行旋转至水洗酸单元，对吸附剂表面锂进行淋洗，至此完成离子交换流程，如此循环实现高效吸锂解析锂过程。
[0020]可选地，所述超滤子系统(100)还包括超滤膜产水池(9)，超滤膜产水池(9)具有超滤膜产水池进水口、超滤膜产水池出水口和超滤膜产水池反洗出水口；超滤膜产水端通过管道与超滤膜产水池进水口连接，超滤膜产水池出水口通过管道与连续离子交换装置吸附段(11)的进水端连接。
[0021]在本专利技术中，酸溶液池(19)内存储浓度为0.02
‑
0.5mol的盐酸水溶液或硫酸水溶液作为解吸剂。本领域技术人也可根据工艺需要调整解吸剂的浓度和流速，浓度和流速的调整会影响解吸液的锂浓度和系统的锂产量。
[0022]作为一种优选的实施方式，超滤膜产水池反洗出水口通过反洗管路与超滤膜产水端连接，所述反洗管路上设置反洗阀(3)。
[0023]此外，超滤膜进水端还通过排水管路与沉淀池进水端连接，所述排水管路上设置排水阀(5)。
[0024]本专利技术的盐湖提锂循环系统的进水通常为硫酸性卤水，其含有锂浓度、钠浓度、钙浓度、镁浓度、钾浓度、硫酸根浓度、碱度分别为：0.2
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0.3g/L、15
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种盐湖提锂的循环系统，其特征在于所述循环系统包括依序设置的超滤子系统(100)、斜板沉淀池(200)、连续离子交换子系统(300)、纳滤膜子系统(400)、反渗透膜子系统(500)和双极膜子系统(600)，所述超滤子系统(100)包括超滤膜元件(8)，超滤膜元件(8)具有超滤膜进水端、超滤膜产水端和超滤膜浓水端，斜板沉淀池(200)具有沉淀池进水端和沉淀池出水端，连续离子交换子系统(300)包括连续离子交换装置和酸溶液池(19)，所述连续离子交换装置包括用于冲洗吸附剂表面杂离子的水洗卤段(10)、用于吸附卤水中的锂的吸附段(11)、用于冲洗解析后的吸附剂的水洗酸段(12)和用于置换氢离子与锂离子的解吸段(13)，水洗卤段(10)、吸附段(11)、水洗酸段(12)和解吸段(13)各自具有进水端和出水端，纳滤子系统(400)包括用于分离一二价离子的纳滤膜元件，所述纳滤膜元件具有纳滤膜进水端、纳滤膜产水端和纳滤膜浓水端；反渗透子系统(500)包括反渗透膜元件，所述反渗透膜元件具有反渗透膜进水端、反渗透膜产水端和反渗透膜浓水端，双极膜子系统(600)包括双极膜元件和MVR蒸发器，所述双极膜元件具有双极膜进水端、H
+
出水端和OH
‑
出水端；所述超滤膜产水端与连续离子交换装置吸附段(11)的进水端连接，连续离子交换装置解吸段(13)的出水端与纳滤膜进水端连接，纳滤膜产水端与反渗透膜进水端连接，反渗透膜浓水端与双极膜进水端连接，OH
‑
出水端与MVR蒸发器连接；超滤膜浓水端和连续离子交换装置的水洗卤段(10)、吸附段(11)、水洗酸段(12)各自的出水端分别通过管路与所述沉淀池进水端连接，沉淀池出水端通过管路与超滤膜进水端连接，反渗透膜产水端通过管路与水洗卤段(10)的进水端连接，双极膜H
+
出水端通过管路与酸溶液...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈亦力，冀颖，吕龙，彭文娟，黄江龙，魏乾乾，李天玉，卞玲玲，侯雪超，
申请(专利权)人：北京碧水源膜科技有限公司，
类型：发明
国别省市：