一種鹽湖含鋰鹵水中富集鋰的方法技術

本發明專利技術公開了一種鹽湖含鋰鹵水中富集鋰的方法，首先對鹽湖含鋰鹵水進行除雜、稀釋的預處理，然后將獲得的富集原液依次經過膜分離系統、反滲透系統、電滲析系統、深度除鎂以及MVR系統，最終獲得的三級濃縮液中Li

Method for enriching lithium in lithium containing bittern of Saline Lake

The invention discloses a method for enrichment of lithium brine containing lithium in Saline Lake, the Saline Lake brine containing lithium impurity, dilution pretreatment, enrichment solution obtained is then followed by membrane separation system, reverse osmosis system, electrodialysis system, depth of magnesium removal and MVR system, the three grade concentrate obtained in Li

【技術實現步驟摘要】
一種鹽湖含鋰鹵水中富集鋰的方法
本專利技術屬于溶液分離與純化
，具體地講，涉及一種鹽湖含鋰鹵水富集鋰的方法。
技術介紹
鹽湖鋰資源占世界鋰資源工業儲量的69％以上，我國鋰資源儲量居全球第五，其中鹽湖鋰資源占71％；據估算，青海鹽湖鋰鹽(以Li2O計)保有儲量高達1392萬噸，居全國首位，因此，從鹽湖鹵水中提取鋰成為我國爭奪能源戰略高地的重中之重，是國家重大戰略需求。青海鹽湖鹵水的顯著特點是高鎂鋰比(即鎂離子與鋰離子的質量之比)，如開發較早、開發程度較高的察爾汗鹽湖的鎂鋰比高達1837，大柴旦鹽湖為114，東臺吉乃爾鹽湖及西臺吉乃爾鹽湖為40～60，是國外鹽湖的數十倍乃至千倍。由于鎂、鋰的化學性質十分接近，大量鎂的存在會導致鋰的分離提取工藝難度增大，使得我國青海鹽湖鋰資源開發無法借鑒國外成熟技術，因此，需要開發鹽湖鹵水鎂、鋰等重要資源分離提取的新方法。目前針對高鎂鋰比鹽湖提鋰的主流工藝主要包括鹽田工藝、鹵水預處理、鎂鋰分離、含鋰溶液的富集濃縮、碳酸鋰的沉淀轉化等工藝步驟，其中鎂鋰分離工藝的研究和開發是目前我國鹽湖提鋰技術的瓶頸所在，目前在該領域尚有許多技術問題有待突破?，F有的鎂鋰分離方法主要包括：沉淀法、煅燒法、吸附法、萃取法、膜分離法等，其中后四種方法均已在鹽湖提鋰產業化項目中得到應用，但是不同方法具有各自優缺點，均需要一定的完善和改進。例如，煅燒法的缺點主要表現在能耗高、經濟性差，同時工藝過程產生鹽酸會造成設備的腐蝕；吸附法的缺點主要表現為對吸附劑的要求高，并且現有吸附劑的吸附量低、成本高；萃取法的缺點主要表現為需要使用大量的有機萃取劑、環境效益差，而且萃取劑的回收難度較大；膜分離法受限于選擇性半透膜的性能，需要對鹽湖鹵水進行較為復雜的預處理和淡水稀釋，從而增加了鎂鋰分離后濃縮過程的負擔和淡水損耗量?，F已有大量利用納濾分離技術進行鹽湖鹵水鎂鋰分離的相關研究。例如：(1)一種利用納濾膜從鹽湖鹵水中分離鎂和富集鋰的方法；該方法雖然能夠有效降低鹵水中鎂鋰比并在一定程度上實現鋰的富集，但是最終獲得的富鋰鹵水中鋰離子含量尚未達到能夠沉淀轉化碳酸鋰的濃度，獲得的富鋰鹵水還需要進一步的富集濃縮；(2)一種用于從高鎂鋰比的鹽湖鹵水分離鋰的鹽湖鹵水處理方法；該方法通過合理的鹵水預處理工藝實現了納濾法高效分離鋰的效果，同時使用反滲透膜對納濾產水(富鋰溶液)進行濃縮、回收淡水；(3)一種從鹵水中分離提取鋰的方法，該法采用多級納濾和多級反滲透工藝進行鋰的分離和富集，使鋰離子濃度富集到16000ppm，富集液中的含鹽量將達到10％左右。雖然上述方法在一定程度上起到了富集分離鋰離子的作用，但是上述方法(1)、(2)均存在著一定的弊端，如經過反滲透得到的濃縮液需要進一步采用鹽田蒸發才能達到沉淀轉化所需的鋰離子濃度，但該過程中會引入雜質離子、不溶物等，影響最終產品純度，并且大量淡水無法得到有效回收利用，同時鹽田蒸發過程的濃縮效率差、鋰回收率低；方法(3)也存在著高濃度條件下使用反滲透工藝進行富集濃縮會增加投資成本和設備能耗的問題。因此，提供一種高效、合理的鹽湖鹵水富鋰鹵水富集方法，對于增加富鋰鹵水的富集效率、降低工藝成本及能耗、有效合理回收淡水至關重要。
技術實現思路
為解決上述現有技術存在的問題，本專利技術提供了一種鹽湖含鋰鹵水中富集鋰的方法，該方法采用多種分離系統之間有效地耦合實現了對鹽湖含鋰鹵水中鋰離子的高效富集，使其達到了沉淀鋰制備鋰產品的濃度，并且保證了該過程鋰的高回收率。為了達到上述專利技術目的，本專利技術采用了如下的技術方案：一種鹽湖含鋰鹵水中富集鋰的方法，包括步驟：A、對鹽湖含鋰鹵水進行除雜及稀釋的預處理，獲得富集原液；所述富集原液中Li+的濃度為0.05g/L～0.50g/L，鎂鋰比為10～50；B、將所述富集原液經過膜分離系統進行鎂鋰分離，獲得第一富鋰溶液；所述第一富鋰溶液中Li+的濃度為0.2g/L～1.0g/L，鎂鋰比為0.5～3.0；C、將所述第一富鋰溶液的pH值調節至3.0～6.0后經過反滲透系統進行一級濃縮，獲得一級濃縮液；所述一級濃縮液中Li+的濃度為1.5g/L～3.5g/L，鎂鋰比為0.5～3.0；D、將所述一級濃縮液經過電滲析系統進行二級濃縮，獲得二級濃縮液；所述二級濃縮液中Li+的濃度為6.0g/L～12.0g/L，鎂鋰比為0.5～3.0；E、將所述二級濃縮液進行深度除鎂獲得第二富鋰溶液；所述第二富鋰溶液中Mg2+的濃度不超過1g/L，鎂鋰比為0.01～0.2；F、將所述第二富鋰溶液經過機械式蒸汽再壓縮系統進行三級濃縮，獲得三級濃縮液；所述三級濃縮液中Li+的濃度為20.0g/L～35.0g/L，鎂鋰比為0.01～0.2。進一步地，在所述步驟C中，一級濃縮還獲得反滲透產水，所述反滲透產水并入所述步驟A中用于稀釋；在所述步驟D中，二級濃縮還獲得電滲析產水，所述電滲析產水并入所述步驟C中進行一級濃縮；在所述步驟F中，三級濃縮還獲得蒸汽再壓縮產水，所述蒸汽再壓縮產水并入所述步驟A中用于稀釋。進一步地，所述反滲透產水中Li+的濃度為0.01g/L～0.1g/L；所述電滲析產水中Li+的濃度為0.2g/L～1.0g/L；所述蒸汽再壓縮產水中Li+的濃度為0.01g/L～0.1g/L。進一步地，所述反滲透產水中Li+的濃度為0.04g/L～0.1g/L；所述電滲析產水中Li+的濃度為0.3g/L～0.6g/L；所述蒸汽再壓縮產水中Li+的濃度為0.01g/L～0.05g/L。進一步地，所述第一富鋰溶液中Li+的濃度為0.3g/L～0.6g/L，鎂鋰比為1.0～2.0；所述一級濃縮液中Li+的濃度為2.0g/L～3.0g/L，鎂鋰比為0.8～2.0；所述二級濃縮液中Li+的濃度為9.0g/L～11.0g/L，鎂鋰比為0.8～2.0；所述三級濃縮液中Li+的濃度為25.0g/L～30.0g/L，鎂鋰比為0.02～0.10。進一步地，在所述步驟C中，將所述第一富鋰溶液的pH值調節至4.5～5.5。進一步地，在所述步驟A中，對所述鹽湖含鋰鹵水進行除硼、除雜及稀釋的預處理，獲得所述富集原液；所述富集原液中硼的濃度不超過10g/L。進一步地，在所述步驟C中，一級濃縮的入膜壓力為2.0MPa～4.0MPa，濃縮體積比為5.0～14.0。進一步地，在所述步驟C中，一級濃縮的入膜壓力為2.5MPa～3.5MPa，濃縮體積比為6.0～10.0。進一步地，在所述步驟B中，所述膜分離系統包括納濾膜或一價離子選擇性交換膜。本專利技術采用多種分離系統耦合的方法，通過合理控制每一富集階段的富集程度，對鹽湖含鋰鹵水中的鋰離子實現了高效富集，保證了富集過程中鋰的高收率。同時，針對每一富集階段的產水進行了合理的回用設計，也保證了淡水的高回用率。整個工藝充分利用了不同分離系統的特點，合理控制了不同富集階段的富集程度，降低了系統能耗和成本。附圖說明通過結合附圖進行的以下描述，本專利技術的實施例的上述和其它方面、特點和優點將變得更加清楚，附圖中：圖1是根據本專利技術的實施例的一種鹽湖含鋰鹵水中富集鋰的方法的工藝流程圖。具體實施方式以下，將參照附圖來詳細描述本專利技術的實施例。然而，可以以許多不同的形式來實施本專利技術，并且本專利技術不應該被解釋為限制于這里闡述的具體實本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種鹽湖含鋰鹵水中富集鋰的方法，其特征在于，包括步驟：A、對鹽湖含鋰鹵水進行除雜及稀釋的預處理，獲得富集原液；所述富集原液中Li

【技術特征摘要】
1.一種鹽湖含鋰鹵水中富集鋰的方法，其特征在于，包括步驟：A、對鹽湖含鋰鹵水進行除雜及稀釋的預處理，獲得富集原液；所述富集原液中Li+的濃度為0.05g/L～0.50g/L，鎂鋰比為10～50；B、將所述富集原液經過膜分離系統進行鎂鋰分離，獲得第一富鋰溶液；所述第一富鋰溶液中Li+的濃度為0.2g/L～1.0g/L，鎂鋰比為0.5～3.0；C、將所述第一富鋰溶液的pH值調節至3.0～6.0后經過反滲透系統進行一級濃縮，獲得一級濃縮液；所述一級濃縮液中Li+的濃度為1.5g/L～3.5g/L，鎂鋰比為0.5～3.0；D、將所述一級濃縮液經過電滲析系統進行二級濃縮，獲得二級濃縮液；所述二級濃縮液中Li+的濃度為6.0g/L～12.0g/L，鎂鋰比為0.5～3.0；E、將所述二級濃縮液進行深度除鎂獲得第二富鋰溶液；所述第二富鋰溶液中Mg2+的濃度不超過1g/L，鎂鋰比為0.01～0.2；F、將所述第二富鋰溶液經過機械式蒸汽再壓縮系統進行三級濃縮，獲得三級濃縮液；所述三級濃縮液中Li+的濃度為20.0g/L～35.0g/L，鎂鋰比為0.01～0.2。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步驟C中，一級濃縮還獲得反滲透產水，所述反滲透產水并入所述步驟A中用于稀釋；在所述步驟D中，二級濃縮還獲得電滲析產水，所述電滲析產水并入所述步驟C中進行一級濃縮；在所述步驟F中，三級濃縮還獲得蒸汽再壓縮產水，所述蒸汽再壓縮產水并入所述步驟A中用于稀釋。3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述反滲透產水中Li+的濃度為0.01g/L～0.1g/L；所述電滲析產水...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王敏，趙有璟，李錦麗，王懷有，楊紅軍，鐘遠，
申請(專利權)人：中國科學院青海鹽湖研究所，
類型：發明
國別省市：青海,63