一种去除碳酸型盐湖卤水中二价离子的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种去除碳酸型盐湖卤水中二价离子的装置和方法。所述装置包括进水泵、陶瓷微滤系统、高压泵、三级纳滤膜系统以及排水泵。所述陶瓷微滤系统采用改性陶瓷膜，其开孔率为29.3～35.1％，水通量为2.3～4.1m3·

【技术实现步骤摘要】
一种去除碳酸型盐湖卤水中二价离子的装置和方法


[0001]本专利技术属于盐湖处理
，具体涉及一种去除碳酸型盐湖卤水中二价离子的装置和方法。

技术介绍

[0002]碳酸型盐湖卤水富含Li、B、K及微量元素Br、Cs、Rb等；湖盐类沉积矿物有石盐、钾石盐、芒硝、钾芒硝、石膏、硼砂、菱镁矿、白云石、天然碱、锂白云石、扎布耶石等。碳酸型盐湖碳酸根离子为11～48g/L，锂为0.7～1.6g/L。
[0003]现有技术中，为了开发利用盐湖卤水中的锂，存在开发高效地去除卤水中高含量的二价离子的装置和方法的需求。

技术实现思路

[0004]本专利技术的技术目的是根据碳酸型盐湖卤水水质水量情况，开发一种有效去除卤水中的二价离子的装置和方法，确保后续碳酸型盐湖综合利用。所述装置和方法具有一次性投资低，运行操作简单，生产处理成本较低的特点。
[0005]一方面，本专利技术提供了一种去除碳酸型盐湖卤水中二价离子的装置，所述装置按照卤水处理顺序依次包括：
[0006]1.进水泵，其用于将盐湖卤水输送到陶瓷微滤系统中；
[0007]2.陶瓷微滤系统，其用于去除盐湖卤水中的悬浮物、浊度和藻类；
[0008]3.高压泵，其用于使经过微滤的盐湖卤水进入到三级纳滤膜系统中；
[0009]4.三级纳滤膜系统，其用于去除盐湖卤水中的二价离子；
[0010]5.排水泵，其用于将去除二价离子的盐湖卤水排出所述装置，
[0011]其中，所述陶瓷微滤系统采用改性陶瓷膜，所述改性陶瓷膜的开孔率为29.3～35.1％，水通量为2.3～4.1m3·
m
‑2·
h
‑1·
bar
‑1，
[0012]其中，所述三级纳滤膜系统采用改性纳滤膜，其水接触角为35.1～38.2℃，水通量为8.2～9.5L
·
m
‑2·
h
‑1·
bar
‑1。
[0013]在具体实施方式中，所述二价离子包括钙离子和碳酸根离子，优选地，所述二价离子为钙离子和碳酸根离子。
[0014]在上文中，所述三级纳滤膜系统是指待处理的卤水经过3次纳滤膜。
[0015]在具体实施方式中，所述改性陶瓷膜通过以下方法制备：
[0016]1)筛选D
50
为12～15μm的三氧化二铝和D
50
为16～19μm的二氧化硅；
[0017]2)配置质量比为12～15％的聚乙烯醇溶液，在每升的聚乙烯醇溶液中加入35～65g的上述筛选的三氧化二铝、15～21g的上述筛选的二氧化硅、3～8g的分析纯二氧化锆、65～85mL的12wt％的硝酸铜溶液和0.1～0.9g羧甲基纤维素，搅拌，配制成混合浆液；
[0018]3)将混合浆液注入固定的金属模具中，干燥，将生坯从模具中取出后放入马弗炉，在空气气氛中加热至1350～1445℃，恒温2.5～2.9h，得到改性陶瓷膜。
[0019]在改性陶瓷膜的制备中，采用二氧化锆和硝酸铜有利于改善孔隙率，因为二氧化锆和硝酸铜光滑表面和直线度大大增加了分布在纤维周围的孔道相互连接的可能性。此外，二氧化硅、二氧化锆、硝酸铜等添加剂的使用使得膜孔成型时形成更大的孔道，并且液体倾向于沿着弯曲度较小的纤维流动，缩短了原本弯曲的流动路径，因而增加了通量。
[0020]在具体实施方式中，所述改性纳滤膜通过以下方法制备：
[0021]1)配制多巴胺溶液，将纳滤基膜平铺浸没在多巴胺溶液中，去除上层多余多巴胺溶液；
[0022]2)在剩余的多巴胺溶液中加入正己烷溶液，反应，然后取出纳滤基膜，用正己烷溶液清洗；
[0023]3)配制葡萄糖溶液，在葡萄糖溶液中加入4
‑
二甲基氨基吡啶，形成吡啶
‑
葡萄糖溶液，将溶液加热，将纳滤基膜浸入加热的吡啶
‑
葡萄糖溶液进行反应；
[0024]4)取出纳滤膜后进行干燥热处理，冷却后形成改性纳滤膜。
[0025]在具体实施方式中，在所述改性纳滤膜的制备中，
[0026]在步骤1)中，多巴胺溶液的溶度为0.3～0.4％，浸没时间为25～35min。
[0027]在具体实施方式中，在所述改性纳滤膜的制备中，
[0028]在步骤2)中，相对于每升多巴胺溶液加入20～25mL的0.4wt％的正己烷溶液反应2～5min。
[0029]在具体实施方式中，在所述改性纳滤膜的制备中，
[0030]在步骤3)中，配置的葡萄糖溶液浓度为2.5～3.0质量％，优选地，每升葡萄糖溶液中加入3～6g的4
‑
二甲基氨基吡啶，形成吡啶
‑
葡萄糖溶液。
[0031]在具体实施方式中，在所述改性纳滤膜的制备中，
[0032]在步骤3)中，将纳滤基膜浸入65℃的吡啶
‑
葡萄糖溶液，反应10～12min。
[0033]在具体实施方式中，在所述改性纳滤膜的制备中，
[0034]在步骤4)中，将纳滤膜在90℃干燥箱中热处理20～25min。
[0035]另一方面，本专利技术提供一种利用上述装置去除碳酸型盐湖卤水中二价离子的方法，所述方法包括以下步骤：
[0036]1)通过进水泵使碳酸型盐湖卤水进入陶瓷微滤系统；
[0037]2)通过所述陶瓷微滤系统处理碳酸型盐湖卤水；
[0038]3)通过高压泵使经过微滤处理的盐湖卤水进入三级纳滤膜系统；
[0039]4)采用所述三级纳滤膜系统处理经过微滤的盐湖卤水；
[0040]5)通过排水泵使经过纳滤处理的盐湖卤水排出。
[0041]在具体实施方式中，所述二价离子包括钙离子和碳酸根离子，优选地，所述二价离子为钙离子和碳酸根离子。在具体实施方式中，在步骤1)中，所述碳酸型盐湖卤水的钙离子为2～11mg/L，碳酸根离子为11～48g/L，锂离子为0.7～1.6g/L，浊度为123～238NTU，叶绿素a为0.8～1.7μg/L。
[0042]在具体实施方式中，在步骤2)中，陶瓷微滤系统的进水压力为0.7～2.3bar，全流过滤，截留0.1～0.3μm之间的悬浮颗粒，以及经过陶瓷微滤系统处理后，碳酸型盐湖卤水的浊度为2～10NTU，叶绿素a为0～0.06μg/L。
[0043]在具体实施方式中，在步骤3)中，高压泵的压力为5.5～9.2MPa。
[0044]在具体实施方式中，在步骤4)中，经过三级纳滤膜系统后，盐湖卤水中钙离子为0～0.02mg/L，碳酸根离子为60～150mg/L，锂离子为0.5～1.1g/L，浊度为3～10NTU，叶绿素a未检出。
[0045]根据本专利技术，排水泵将去除了二价离子的盐湖卤水排出所述装置后可将其送入卤水提锂工艺单元，以用于生产碳酸锂或氢氧化锂。
[0046]另一方面，本专利技术提供通过上述方法处理得到的卤水在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种去除碳酸型盐湖卤水中二价离子的装置，所述装置按照卤水处理顺序依次包括：进水泵，其用于将盐湖卤水输送到陶瓷微滤系统中；陶瓷微滤系统，其用于去除盐湖卤水中的悬浮物、浊度和藻类；高压泵，其用于使经过微滤的盐湖卤水进入到三级纳滤膜系统中；三级纳滤膜系统，其用于去除盐湖卤水中的二价离子；排水泵，其用于将去除二价离子的盐湖卤水排出所述装置，其中，所述陶瓷微滤系统采用改性陶瓷膜，所述改性陶瓷膜的开孔率为29.3～35.1％，水通量为2.3～4.1m3·
m
‑2·
h
‑1·
bar
‑1，其中，所述三级纳滤膜系统采用改性纳滤膜，其水接触角为35.1～38.2℃，水通量为8.2～9.5L
·
m
‑2·
h
‑1·
bar
‑1。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述二价离子包括钙离子和碳酸根离子，优选地，所述二价离子为钙离子和碳酸根离子。3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述改性陶瓷膜通过以下方法制备：1)筛选D
50
为12～15μm的三氧化二铝和D
50
为16～19μm的二氧化硅；2)配置质量比为12～15％的聚乙烯醇溶液，在每升的聚乙烯醇溶液中加入35～65g的上述筛选的三氧化二铝、15～21g的上述筛选的二氧化硅、3～8g的分析纯二氧化锆、65～85mL的12wt％的硝酸铜溶液和0.1～0.9g羧甲基纤维素，搅拌，配制成混合浆液；3)将混合浆液注入固定的金属模具中，干燥，将生坯从模具中取出后放入马弗炉，在空气气氛中加热至1350～1445℃，恒温2.5～2.9h，得到改性陶瓷膜。4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述改性纳滤膜通过以下方法制备：1)配制多巴胺溶液，将纳滤基膜平铺浸没在多巴胺溶液中，去除上层多余多巴胺溶液；2)在剩余的多巴胺溶液中加入正己烷溶液，反应，然后取出纳滤基膜，用正己烷溶液清洗；3)配制葡萄糖溶液，在葡萄糖溶液中加入4
‑
二甲基氨基吡啶，形成吡啶
‑
葡萄糖溶液，将溶液加热，将纳滤...

【专利技术属性】
技术研发人员：何涛，张金涛，张科，李恩超，徐坡，布琼次仁，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：