[发明专利]一种用于低品位卤水提锂的系统及方法、应用

说明书

本发明提供一种用于低品位卤水提锂的系统及方法、应用，该系统包括除杂装置、吸脱附装置、膜分离装置、膜浓缩装置、沉锂装置、干燥装置依次连接；配药装置，分别与所述除杂装置出口处、所述吸脱附装置、所述沉锂装置连接。该种卤水提锂系统采用高选择性分子筛和吸附剂，能够高效提取低品位油田伴生卤水，制备得到电池级碳酸锂。

技术领域

本发明涉及锂提取技术，具体地，涉及一种用于低品位卤水提锂的系统及方法、应用。

背景技术

锂被称为“白色石油”，是石油和稀土之后的重要战略性资源。在锂产业链中，锂资源经提取后，在各环节经加工可制得一次锂盐、二次/多次锂盐、金属锂等多种形式的产品。金属锂及其锂盐的用途非常广泛，是生产锂离子电池的最好材料，是发展新能源、新材料的重要金属。

我国盐湖锂资源十分丰富，居世界第三位，主要分布于青海省和西藏自治区的盐湖中。近二十年来，随着锂(离子)电池技术的发展和需求的进一步升级，市场对锂资源的需求日益增长。我国锂资源中含锂卤水大部分是盐湖卤水，占到储量的80.54％。在盐湖卤水中镁和锂是共生的，Mg²⁺与Li⁺的化学性质相似、离子水合半径相差较小而分离困难，因此解决镁锂分离问题是实现从盐湖中高效提锂的首要问题。根据卤水中镁锂质量比值，可将含锂卤水分为高镁锂比(质量比)卤水和低镁锂比卤水。一般认为镁锂比＞8为高镁锂比卤水。其中，低镁锂比卤水中锂含量较高，提取锂的难度较小，锂回收率较高。而从高镁锂比卤水中提锂难度较大，技术要求高、成本昂贵。我国盐湖卤水的镁锂比比国外盐湖高数十倍乃至百倍，给我国盐湖卤水提锂带来较大的技术挑战。盐湖卤水含镁量高，对该种卤水的利用一般与钾资源的开发相结合，在生产碳酸锂的同时副产钾肥，而油田卤水呈现出不同的特点。

油田卤水也称油田水，广义的油田水包括油田区域内的油层水和非油层水在内的地下水，狭义的油田水是指油田区域内的和油层直接联通的地下水。中国油田卤水资源丰富，油田水中除含有大量的Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺等无机盐离子外，往往还富集有多种微量元素，如Li⁺、Rb⁺、Cs⁺等。

油田卤水中含有丰富的Li⁺，将油田卤水中富含的锂资源实现产业化生产利用具有很好的经济效益、社会效益和战略意义。卤水提锂的主要方法有沉淀法、有溶剂萃取法、离子交换吸附法、盐析法、碳化法和煅烧浸取法等。其中沉淀法、溶剂萃取法、离子交换吸附法研究较为深入。当前面临的问题是，在矿化度较低的油田卤水中Ca²⁺和Mg²⁺的含量较高不利于提高锂的回收率，而在Ca²⁺和Mg²⁺含量低的油田伴生卤水中锂含量往往低于100mg/L，现有技术的方法提锂成本高、回收率低。加快对卤水锂提取技术的研发，提高锂资源利用率成为新能源持续发展的需求。

发明内容

鉴于此，为了解决现有技术在矿化度低的卤水中提锂回收率不高，以及在低钙镁离子含量的卤水中提锂成本高，回收率低等问题，本发明提供一种用于低品位卤水提锂的系统及方法、应用。该种卤水提锂系统采用高选择性分子筛和吸附剂，能够高效提取低品位油田伴生卤水，制备得到电池级碳酸锂。

根据本发明的第一方面，提供一种用于低品位卤水提锂的系统，包括：依次连接的除杂装置、吸脱附装置、膜分离装置、膜浓缩装置、沉锂装置和干燥装置；和配药装置，所述配药装置分别与所述除杂装置的出口处、所述吸脱附装置和所述沉锂装置连接；以及其中所述吸脱附装置包括一级填充柱和二级填充柱，所述二级填充柱与除杂装置和所述一级填充柱直接和/或间接连接。

本发明中，术语“低品位卤水”是指锂含量低于500mg/L的卤水。这样的卤水的实例包括但不限于：油田伴生卤水。