一种盐湖提锂除硅系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种盐湖提锂除硅系统及方法，所述的盐湖提锂除硅系统包括吸附解析单元、过滤单元、浓缩单元、蒸发单元、除硅电渗析单元与沉锂单元；所述吸附解析单元、过滤单元、浓缩单元、蒸发单元与沉锂单元沿卤水的流动方向依次连接；所述除硅电渗析单元包括第一进水口、浓水出口与淡水出口，所述除硅电渗析单元分别通过所述第一进水口与浓水出口循环连接所述浓缩单元，所述淡水出口与外界连通。本发明专利技术采用膜法提锂耦合电渗析除杂的系统，在浓缩单元分出一部分浓水，耦合电渗析技术进行除杂、除硅，极大地提高了锂的收率。极大地提高了锂的收率。极大地提高了锂的收率。

【技术实现步骤摘要】
一种盐湖提锂除硅系统及方法


[0001]本专利技术属于盐湖提锂
，涉及一种盐湖提锂除硅系统及方法。

技术介绍

[0002]锂作为自然界最轻的金属，是非常重要的能源金属，锂及其化合物被广泛应用于玻璃、陶瓷、电池以及核工业等领域。目前，低碳降碳已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。
[0003]盐湖卤水提锂是指从含锂的盐湖卤水中提取锂的过程，盐湖卤水中锂资源储量丰富，盐湖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。
[0004]盐湖卤水中锂资源的开发工艺主要有：溶剂萃取法、沉淀法、离子交换吸附法和膜分离技术等，上述的方法能有效地回收盐湖卤水中的锂资源，但同时也存在一定的局限，如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；沉淀法具有操作简单、低成本的优点，但同时大量化学药剂的使用会引入新的杂质，增加后续处理的难度；离子交换法对某一种离子的去除或提取效率较好，但依旧存在吸附剂的吸附容量低、成本高等问题；膜分离技术是一种新兴的分离技术，分为超滤、纳滤、反渗透等技术，纳滤能有效分离一价、高价盐，反渗透实现对盐溶液的高度浓缩和中水回用，已被证明是目前最有效的提锂工艺路线，但膜分离技术对进水水质要求比较高，若不控制水质，将降低膜的使用寿命，增加运行成本。
[0005]根据卤水的性质，其中，对膜造成比较大的影响的物质如“硅”，虽然其在卤水中硅浓度比较低，对工艺前端膜的影响比较小，但是经过后续工艺的层层浓缩，对后端工艺影响比较大，将造成后端膜结垢，导致MVR(蒸汽机械再压缩蒸发技术，Mechanical Vapor Re
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compression)蒸发换热器列管结垢，影响换热效果，蒸发强度下降。而目前解决该问题的主要方法，仍然是采用连续或者定时从后端膜末端排出一股浓水，以平衡系统中硅的浓度，控制硅在不结垢的范围之内。但定时或者连续排放浓水，势必造成大量锂的损失，尤其后端膜末端，锂离子浓度比较高，若直接排放，将造成整个系统锂的收率降低。
[0006]从含盐溶液中除硅，目前主要的处理方法有：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等。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。
[0007]综上，无论采用哪种方式，要么需要加入药剂，引入外来物质，容易破坏卤水性质，导致不能使用，要么使用范围受限，不适用，因此，提供一种有效除硅的同时保证锂收率的
提锂方法是非常重要的。

技术实现思路

[0008]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盐湖提锂除硅系统及方法，采用膜法提锂耦合电渗析除杂的系统，由浓缩单元分出一部分浓水，耦合电渗析技术进行除杂、除硅，极大地提高了锂的收率和系统的稳定性。
[0009]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0010]第一方面，本专利技术提供了一种盐湖提锂除硅系统，所述的盐湖提锂除硅系统包括吸附解析单元、过滤单元、浓缩单元、蒸发单元、除硅电渗析单元与沉锂单元；
[0011]所述吸附解析单元、过滤单元、浓缩单元、蒸发单元与沉锂单元沿卤水的流动方向依次连接；
[0012]所述除硅电渗析单元包括第一进水口、浓水出口与淡水出口，所述除硅电渗析单元分别通过所述第一进水口与浓水出口循环连接所述浓缩单元，所述淡水出口与外界连通。
[0013]本专利技术利用吸附解析单元对卤水进行吸附处理，采用过滤单元去除卤水中悬浮物、钙离子与镁离子等物质，随后采用浓缩单元对卤水中锂离子进行浓缩，并去除卤水中硼离子，蒸发单元能够进一步提高浓水产物中锂离子浓度，进入沉锂单元，最终得出碳酸锂产品；同时，由浓缩单元分出一部分浓水进入除硅电渗析单元，耦合电渗析技术进行除杂、除硅，经电渗析产生的浓水继续进入浓缩单元内进一步除硼与收锂，而电渗析淡水中富含硅，需进行外排，降低锂的损失，极大提高了锂收率以及系统的稳定性；减少了后期膜更换、系统维护的费用，具有良好的经济效益与社会效益，有利于节约生产成本，也带来了额外收益；实现清洁生产，且方法简单、绿色环保，具有良好的工业应用前景。
[0014]作为本专利技术一个优选技术方案，所述浓缩单元包括沿卤水的流动方向依次连接的反渗透模块与除硼纳滤模块，所述反渗透模块的进水端连接所述过滤单元。
[0015]所述除硼纳滤模块的出水端设置有高硼出水口与低硼产水口，所述低硼产水口连接所述蒸发单元，所述高硼出水口分为两路，一路连接至所述第一进水口，另一路连接至所述过滤单元和/或所述浓缩单元。
[0016]本专利技术中反渗透模块对卤水中锂离子进行浓缩，浓缩后的卤水进入除硼纳滤模块内，得到高硼出水与低硼产水，其中一部分高硼出水回流至系统的过滤单元和/或浓缩单元进一步处理，另一部分高硼出水进入除硅电渗析单元内实现除杂、除硅，低硼产水则流入蒸发单元内进行浓缩收锂。
[0017]作为本专利技术一个优选技术方案，所述的除硼纳滤模块包括第二进水口，所述第二进水口分别连接所述除硅电渗析单元的浓水出口与所述反渗透模块。
[0018]需要说明的是，本专利技术中所述第二进水口为除硼纳滤模块的总进水口，除硅电渗析单元的浓水出口与反渗透模块分别通过必要管线连接第二进水口。将除硼纳滤模块的部分高硼出水输送至除硅电渗析单元，脱除了硅的浓水由所述第二进水口再次进入到除硼纳滤模块内，以平衡除硼纳滤模块产水中的硅浓度，满足工艺要求的同时，大大节约了单独增加除硅设备的投资及运行成本。
[0019]作为本专利技术一个优选技术方案，所述的除硼纳滤模块包括第二进水口，所述除硼
纳滤模块内设置至少一段除硼纳滤膜机构，所述除硼纳滤膜机构用于对卤水进行除硼。
[0020]所述第二进水口连接所述反渗透模块，至少一段所述除硼纳滤膜机构的进水端连接所述除硅电渗析单元的浓水出口。
[0021]需要说明的是，本专利技术中所述第二进水口为除硼纳滤模块的总进水口，通过必要管线连接反渗透模块，另外，除硼纳滤模块内部设置的至少一段除硼纳滤膜机构通过并联、串联，或并联和串联混合的方式相连，并利用除硼纳滤膜实现对硼的截留，且对硼的截留率大于80％，每一个除硼纳滤膜机构可独立地设置入口，除硅电渗析单元的浓水出口通过必要管线连接任意至少一个除硼纳滤膜机构的入口，由除硅电渗析单元排出的脱除了硅的浓水可直接流入除硼纳滤膜机构内，以平衡除硼纳滤模块产水中的硅浓度。
[0022]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种盐湖提锂除硅系统，其特征在于，所述的盐湖提锂除硅系统包括吸附解析单元、过滤单元、浓缩单元、蒸发单元、除硅电渗析单元与沉锂单元；所述吸附解析单元、过滤单元、浓缩单元、蒸发单元与沉锂单元沿卤水的流动方向依次连接；所述除硅电渗析单元包括第一进水口、浓水出口与淡水出口，所述除硅电渗析单元分别通过所述第一进水口与浓水出口循环连接所述浓缩单元，所述淡水出口与外界连通。2.根据权利要求1所述的盐湖提锂除硅系统，其特征在于，所述浓缩单元包括沿卤水的流动方向依次连接的反渗透模块与除硼纳滤模块，所述反渗透模块的进水端连接所述过滤单元；所述除硼纳滤模块的出水端设置有高硼出水口与低硼产水口，所述低硼产水口连接所述蒸发单元，所述高硼出水口分为两路，一路连接至所述第一进水口，另一路连接至所述过滤单元和/或所述浓缩单元。3.根据权利要求2所述的盐湖提锂除硅系统，其特征在于，所述的除硼纳滤模块包括第二进水口，所述第二进水口分别连接所述除硅电渗析单元的浓水出口与所述反渗透模块。4.根据权利要求2所述的盐湖提锂除硅系统，其特征在于，所述的除硼纳滤模块包括第二进水口，所述除硼纳滤模块内设置至少一段除硼纳滤膜机构，所述除硼纳滤膜机构用于对卤水进行除硼；所述第二进水口连接所述反渗透模块，至少一段所述除硼纳滤膜机构的进水端连接所述除硅电渗析单元的浓水出口。5.根据权利要求2
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4任一项所述的盐湖提锂除硅系统，其特征在于，所述的反渗透模块的进水端设置第三进水口，所述第三进水口分别连接所述除硅电渗析单元的浓水出口与所述过滤单元。6.根据权利要求1
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5任一项所述的盐湖提锂除硅系统，其特征在于，所述的除硅电渗析单元包括阴极与阳极，所述阴极与阳极之间交替间隔设置有若干个淡水室与若干个浓水室；所述淡水室的进水端与出水端分别连通所述第一进水口与淡水出口，所述淡水室与浓水室之间通过阳膜或阴膜隔离，所述浓水室的进水端与出水端分别连通所述第一进水口与所述浓水出口。7.根据权利要求1
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6任一项所述的盐湖提锂除硅系统，其特征在于，所述的吸附解析单元包括吸附装置与解析装置，所述吸附装置内填充有吸附剂；优选地，所述吸附剂包括铝系锂吸附剂、钛系锂吸附剂与锰系锂吸附剂中的任一种或至少两种的组合。8.根据权利要求1
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【专利技术属性】
技术研发人员：杨荣，毛新宇，梅波，寇瑞强，王勇，请求不公布姓名，周建波，刘珂磊，
申请(专利权)人：青海启迪清源新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：