[发明专利]一种盐湖卤水中锂的富集工艺

说明书

本发明属于溶液净化分离技术领域，公开了盐湖卤水中锂的富集工艺。盐湖卤水经过预处理后，分别通过吸附装置、超滤装置、一级纳滤装置、反渗透装置Ⅰ、二级纳滤装置、电渗析装置，得到可以直接用于制备高纯锂的溶液。为了降低反渗透膜的两侧压力差和提高锂离子的回收率，将电渗析产水送至反渗透装置Ⅰ，和反渗透产水Ⅰ混合后，作为反渗透装置Ⅰ的后端出水；设立单独的反渗透装置Ⅱ浓缩反渗透装置Ⅰ的后端出水，并将反渗透浓水Ⅱ和二级纳滤产水混合后进入电渗析装置。本发明提供的富集工艺，能耗低、锂回收率高。

技术领域

本发明属于溶液净化分离技术领域，具体涉及盐湖卤水中镁和锂的分离、回收。

背景技术

锂离子电池具有成本低、使用寿命长等优点，逐步取代化学电池成为储能装置的宠儿。随着新能源汽车产销增长，锂离子电池的需求量也随之增长，而新能源汽车将会成为未来锂消费增长的主要领域，因此电池级碳酸锂被称为“21世纪能源新贵”。锂离子在自然界主要以固体矿物资源（锂辉石、锂云母等）和液体矿物资源（盐湖卤水、海水、油田水等）存在。盐湖卤水的锂资源储量约占锂资源总量的70%～80%。我国盐湖卤水最显著的特点是镁锂比较高。镁离子、锂离子的化学性质极其相近，大量镁离子的存在，使得提取锂离子难度增大。目前现有膜分离技术，虽然使得镁、锂离子在一定程度上分离，实现了锂离子富集，但在富集过程中由于各个膜阶段渗透压的增大，使得离子富集效率与工艺成本增加。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的主要目的是提供一种盐湖卤水中镁、锂的分离工艺，该分离工艺的能耗低、成本低。

为实现上述目的，本发明提供以下具体的技术方案。

一种盐湖卤水中锂的富集工艺，包括：

过滤盐湖卤水，得到预处理后的盐湖卤水；

预处理后的盐湖卤水通过吸附装置后，解析，得到解析液；

解析液通过超滤装置后，得到超滤产水；

超滤产水进入一级纳滤装置，得到一级纳滤产水和一级纳滤浓水，一级纳滤浓水返回吸附装置；

一级纳滤产水进入反渗透装置Ⅰ，得到反渗透产水Ⅰ和反渗透浓水Ⅰ；

反渗透浓水Ⅰ进入二级纳滤装置，得到二级纳滤浓水和二级纳滤产水；二级纳滤浓水返回超滤装置；

二级纳滤产水进入电渗析装置，得到电渗析浓水和电渗析产水；电渗析浓水进入后续回收锂的工序；

电渗析产水输送至反渗透装置Ⅰ，与反渗透产水Ⅰ混合，得到反渗透装置Ⅰ的后端出水；

反渗透装置Ⅰ的后端出水进入反渗透装置Ⅱ进行浓缩，得到反渗透产水Ⅱ和反渗透浓水Ⅱ；

反渗透浓水Ⅱ和二级纳滤产水混合后进入电渗析装置。

进一步地，所述一级纳滤装置和二级纳滤装置采用一价或二价离子选择性纳滤膜。通过选择性纳滤膜对解析液中的 Li⁺与Ca^2+、Mg²⁺等二价离子进行初步分离，使得纳滤产水的Li⁺进一步富集，从而将溶液中Ca²⁺、Mg²⁺等二价离子与Li⁺有效分离。

一级纳滤浓水中，仍含有较高浓度的Li⁺，返回吸附装置重复回收，大大提高了锂离子的回收利用率。

进一步地，一价或二价离子选择性纳滤膜为二段式结构。一级纳滤产水中的锂离子含量无明显变化，但镁离子的含量可降低90%。二级纳滤产水中的镁离子的去除率为95%以上。