用水作為循環工作物質(水洗循環法)以提高含鋰滷水膜法分離鋰的回收率的方法
2024-01-23 13:11:15
專利名稱：用水作為循環工作物質(水洗循環法)以提高含鋰滷水膜法分離鋰的回收率的方法
技術領域：
本發明涉及一種提高含鋰滷水中鋰的回收率的方法，尤其從高含鹽量、高鎂鋰比鹽湖滷水和鹽田濃縮生產鉀肥後的含鋰老滷中分離鎂和富集鋰，提高鋰回收率的方法。
背景技術：
我國西部鹽湖普遍存在高鎂低鋰的問題，鎂鋰比通常在50 1到300 1，因此在國外含鋰鹽湖普遍採用的鹼法沉鎂然後再沉澱碳酸鋰的方法在青海鹽湖由於成本過高而不適用。我國西部鹽湖多用鹽田法生產鉀肥，老滷中含鹽量很高，尤其是氯化鎂處於飽和狀態。為了提高老滷中鋰的濃度，降低鎂鋰比，通常用蒸發法讓鎂鹽結晶析出，鎂鋰比降低， 方便後續工藝進一步分離鎂鋰。在中國專利03108088. X中公開了一種納濾法從鹽湖滷水中分離鎂和富集鋰的方法，該方法是用納濾膜法從鹽湖滷水中分離鎂和富集鋰，但是由於鹽湖滷水特別是鹽田法生產鉀肥以後的老滷水中含鹽量高，直接用納濾膜法存在壓力過高，回收率低的問題。
發明內容
本發明的目的是為了提供一種從鹽湖滷水中提高鋰回收率的方法，叫做「水洗循環法」。該方法是用水作為循環工作物質來提高膜法分離中鋰的回收率。將原料滷水(鹽湖滷水或者濃縮後老滷水)用水稀釋到180g/L以下，通常為100g/L-150g/L，然後再通過一級或者多級分離膜系統分離鎂鋰，分離膜系統濃縮液(主要含氯化鎂)含鹽量相當於原料滷水或者更高，分離膜系統透過液(鎂鋰比 60%。為了提高水的利用率，減少系統對補充新水的比例，並方便回收鋰，降低化學物質的消耗，分離膜系統的透過液再通過反滲透膜系統或者膜蒸餾系統進行濃縮分離得到淡水和濃水，將淡水循環去稀釋原料滷水，濃水沉澱回收碳酸鋰，沉澱後的上清液一部分返回稀釋原料滷水。所述的壓力驅動分離膜系統使用的壓力驅動膜是納濾、寬鬆反滲透膜或者其改性產品，反滲透膜系統使用的壓力驅動膜為海水淡化用的反滲透膜，膜蒸餾系統使用疏水微孔膜，可以採用減壓膜蒸餾技術。其中分離膜系統和反滲透膜系統是獨立的系統，分別由原料池、原水泵、保安過濾器、高壓泵、膜組件、膜殼、滑架、濃水池和產水池組成。分離膜系統包括一級或者多級分離。 多級膜分離是指第一級膜分離產出液作為第二級膜的進料液，第二級膜的濃縮液返回第一級膜的進料液。依次類推。多級膜分離的濃縮液出口是第一級膜的濃縮液出口，透過液出口是最後一級膜的透過液出口。反滲透膜系統通常使用一級分離。分離膜組件和反滲透膜組件均為卷式膜組件。反滲透系統可用膜蒸餾系統代替，膜蒸餾系統使用疏水微孔膜。所述的原料滷水為高含鹽、高鎂鋰比的鹽湖滷水或者其提鉀後的老滷中的一種， 所述原料含鹽量200g/L 5(0g/L，滷水中的Mg2+與Li+的質量比為200 1 20 1，滷水含Li+濃度0. 2g/L 20g/L。分離膜系統所用的壓力驅動膜為納濾膜或者寬鬆反滲透膜或者其改性產品，可以使用標準膜元件或者經過特殊加工的特種工業膜元件。反滲透膜系統所用的壓力驅動膜為海水淡化用反滲透膜。本發明和現有技術相比能夠顯著提高高含鹽滷水中鋰的綜合回收率，並能夠降低鋰的綜合回收成本。
具體實施例方式通過以下具體而非限定的實施例子對本發明加以詳述。膜設備包括膜組件，高壓泵和產水罐。分離膜組件為專用改性寬鬆反滲透膜組件。 某原料滷水氯化鎂為436g/L，氯化鋰為llg/L。取該原料滷水13升放入原水罐中，加入26 升純淨水。在IOOOpsi壓力條件下，商水被分離成濃縮液和透過液，透過液被收集至產水罐中，濃縮液循環回到原水罐。當透過液達到27升時，結束膜分離試驗，將濃縮液排出。分別對濃縮液和透過液取樣。設備衝洗乾淨後將膜組件更換為海水淡化膜組件。將已經製得的全部分離膜的透過液27升倒入原水罐，在IOOOpsi壓力下進行反滲透膜分離試驗，過程類似分離膜試驗，當產水量達到17. 5升時，結束反滲透分離試驗。分別取樣。分離膜實驗透過液中氯化鎂18. 9g/L，氯化鋰3. 67g/L ；分離膜實驗濃縮液中氯化鎂433g/L，氯化鋰3. 66g/L ；反滲透產淡水中含鹽量0. 27g/L，可以作為循環工作水稀釋原料滷水。反滲透濃水中氯化鋰的含鹽量為10.5g/L，氯化鎂53.9g/L，可以通過後續化學法沉澱出碳酸鋰。沉澱後的上清液部分可以作為循環工作水稀釋原料滷水。通過用水作為工作物質循環使用，使得膜法對氯化鋰的回收率超過2/3。通過循環使用，
權利要求
1.一種用水作為循環工作物質以提高含鋰滷水膜法分離鋰的回收率的方法(水洗循環法)，包括以下步驟先用水將高含鹽(200g/L 500g/L)、高鎂鋰比(200 1 20 1)原料滷水稀釋到 180g/L以下，再通過一級或多級壓力驅動分離膜分為濃縮液和透過液，濃縮液中含鹽量相當於原料滷水或者更高；透過液中鋰佔原料液中鋰資源的2/3左右，鎂鋰比降低到10以下， 含鹽量降低，再通過反滲透膜系統或者膜蒸餾系統進行濃縮分離得到淡水和濃水。所得淡水直接返回調製原料商水，所得濃水通過化學沉澱出碳酸鋰，沉澱上清液一部分返回調製原料滷水。該方法能夠顯著降低分離膜系統的壓力，提高回收率，以提高高含鹽滷水中鋰的回收率。
2.如權利要求1所述，水洗循環法特徵是用水作為循環工作物質，稀釋原料滷水，將原料滷水稀釋到180g/L以下，降低分離膜系統的工作壓力，並增加分離膜系統的回收率，以增加鋰的回收率。
3.如權利要求1所述，水洗循環法用一級或者多級壓力驅動分離膜分離鎂和鋰，壓力驅動膜包括納濾膜和寬鬆反滲透膜或者其改性產品，其特徵是在氯化物型含鋰滷水中是對鋰離子沒有截流，對鎂離子的截流率在70%以上。
4.如權利要求1所述，水洗循環法特徵是用反滲透膜系統或者膜蒸餾系統將膜分離系統透過液水進行濃縮分離得到濃水和淡水，所得淡水循環去稀釋原料滷水。
5.如權利要求書1所述，水洗循環法特徵是將沉澱完碳酸鋰後的上清液一部分循環去稀釋原料滷水，以降低系統對新水的補充需求。
6.如權利要求書1所述，水洗循環法通過反滲透或者膜蒸餾系統將分離膜系統透過液濃縮，以提高沉澱效率，降低化學物質的消耗。
7.如權利要求書1所述，水洗循環法通過反滲透膜系統或者膜蒸餾系統將分離膜系統透過液濃縮分離得到濃水和淡水，反滲透系統特徵是使用海水淡化膜，膜蒸餾系統特徵是使用疏水微孔膜，可以採用減壓膜蒸餾技術。
全文摘要
本發明涉及一種提高鹽湖滷水中鋰的回收率的方法，尤其從高含鹽、高鎂鋰比鹽湖滷水和鹽田生產鉀肥後濃縮含鋰老滷中用膜法分離鎂和鋰，提高鋰回收率的方法。該方法是用水作為循環工作物質將高含鹽、高鎂鋰比原料滷水稀釋到180g/L以下，再通過一級或多級壓力驅動分離膜分為濃縮液和透過液，濃縮液中含鹽量相當於原料滷水或者更高；透過液中鋰佔原料液中鋰資源的2/3左右，再通過反滲透膜系統或者膜蒸餾系統進行濃縮分離得到淡水和濃水，將淡水循環，稀釋原料滷水；濃水沉澱回收碳酸鋰，沉澱後的上清液一部分返回稀釋原料滷水。該方法能夠顯著降低分離膜系統的壓力，降低運行成本，並提高回收率，以提高高含鹽滷水中鋰的回收率。
文檔編號C02F1/44GK102433434SQ20101029593
公開日2012年5月2日 申請日期2010年9月29日 優先權日2010年9月29日
發明者王輝 申請人:王輝