[發(fā)明專利]一種聯(lián)合強(qiáng)化高鎂鋰比鹽湖鹵水提鋰裝置及其使用方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211333336.0
• 申請(qǐng)日: 2022-10-28
• 公開（公告）號(hào): CN115537581A
• 公開（公告）日: 2022-12-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尹少華;劉悅宇;張利波;李世偉;付維琴
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C22B26/12
• 分類號(hào): C22B26/12;C22B3/02;C22B3/22
• 代理公司: 昆明知道專利事務(wù)所(特殊普通合伙企業(yè)) 53116
• 代理人: 林建亮

本發(fā)明公開了一種聯(lián)合強(qiáng)化高鎂鋰比鹽湖鹵水提鋰裝置及其使用方法。本發(fā)明方案的超聲?納濾?膜蒸餾聯(lián)合裝置包括超聲?納濾聯(lián)合系統(tǒng)、超聲?膜蒸餾聯(lián)合系統(tǒng)、原料液罐、冷卻器、冷卻槽、滲透液罐、富集液罐、電子天平和電導(dǎo)率測量設(shè)備。在此過程中，原料液在超聲?納濾聯(lián)合系統(tǒng)中受超聲強(qiáng)化納濾作用，得到濃縮液和滲透液；滲透液的水分以水蒸氣的形式在超聲?膜蒸餾聯(lián)合系統(tǒng)的冷側(cè)端被冷卻水帶入冷卻槽進(jìn)行循環(huán)，在熱側(cè)端富集鋰。本發(fā)明首次采用超聲聯(lián)合強(qiáng)化納濾分離過程和膜蒸餾富集過程，針對(duì)鋰資源采收難、產(chǎn)量低、環(huán)境污染等問題，達(dá)到對(duì)高鎂鋰比鹽湖鹵水有效分離提純的目的，實(shí)現(xiàn)高效鋰資源生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鹽湖鹵水提鋰技術(shù)領(lǐng)域，進(jìn)一步屬于聯(lián)合強(qiáng)化高鎂鋰比鹽湖鹵水提鋰技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種聯(lián)合強(qiáng)化高鎂鋰比鹽湖鹵水提鋰裝置及其使用方法。

背景技術(shù)

根據(jù)資料顯示，我國目前已探明鋰資源總量為510萬噸，其中“鹽湖型”鋰資源量占鋰儲(chǔ)量的69%和基礎(chǔ)儲(chǔ)量的87%，成為提鋰主要來源。通過對(duì)比分析全球有價(jià)值的鹵水組成成分可知，我國鹽湖鹵水多屬于氯化物型和硫酸鎂亞型，呈現(xiàn)出高鎂鋰比、低鋰含量的特點(diǎn)。

隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展、城鎮(zhèn)化和工業(yè)化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，一方面鋰的需求快速增加，另一方面工業(yè)污染日益嚴(yán)重，加之結(jié)合我國鹵水現(xiàn)狀，加劇了鋰資源短缺的矛盾。因此，對(duì)高鎂鋰比鹽湖鹵水進(jìn)行處理，提高鋰資源利用率，有利于我國可持續(xù)性發(fā)展戰(zhàn)略。

目前，實(shí)現(xiàn)鎂鋰分離和鋰的富集是鹽湖鹵水處理的重要過程。其中，納濾和膜蒸餾是膜分離工藝中新興的提鋰技術(shù)。納濾技術(shù)的膜表面存在道南、位阻、介電聯(lián)合效應(yīng)，對(duì)一價(jià)/多價(jià)離子實(shí)現(xiàn)有效篩分，在無需引入其他溶劑的條件下實(shí)現(xiàn)鹵水中不同價(jià)態(tài)離子的分離。膜蒸餾技術(shù)通過超疏水膜對(duì)含非揮發(fā)溶質(zhì)的溶液進(jìn)行分離，可以使鹵水100%被截留而允許通過水蒸氣達(dá)到濃縮的目的，該技術(shù)有利于鹵水中鋰的富集。

據(jù)國內(nèi)外研究表明，納濾膜在對(duì)高鎂鋰比鹽湖鹵水進(jìn)行分離時(shí)，容易在膜面產(chǎn)生濃差極化層，造成膜孔堵塞和膜污染，降低分離效率，影響鋰的采收率；膜蒸餾雖然在代替?zhèn)鹘y(tǒng)膜濃縮方面具有較好應(yīng)用前景，但是存在通量低，水氣化緩慢且長時(shí)間運(yùn)行膜表面容易結(jié)晶等問題，嚴(yán)重影響膜蒸餾效果，降低富集效率。

因此，針對(duì)以上納濾膜在對(duì)高鎂鋰比鹽湖鹵水進(jìn)行分離時(shí)，容易在膜面產(chǎn)生濃差極化層，造成膜孔堵塞和膜污染，降低分離效率，影響鋰的采收率；膜蒸餾雖然在代替?zhèn)鹘y(tǒng)膜濃縮方面具有較好應(yīng)用前景，但是存在通量低，水氣化緩慢且長時(shí)間運(yùn)行膜表面容易結(jié)晶等問題，嚴(yán)重影響膜蒸餾效果，降低富集效率的技術(shù)缺陷問題，急需設(shè)計(jì)和開發(fā)一種聯(lián)合強(qiáng)化高鎂鋰比鹽湖鹵水提鋰裝置及其使用方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的第一目的在于提供一種聯(lián)合強(qiáng)化高鎂鋰比鹽湖鹵水提鋰裝置；

本發(fā)明的第二目的在于提供一種聯(lián)合強(qiáng)化高鎂鋰比鹽湖鹵水提鋰裝置的使用方法；

本發(fā)明的第一目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：所述裝置由超聲納濾聯(lián)合系統(tǒng)和超聲膜蒸餾聯(lián)合系統(tǒng)組成；

所述超聲納濾聯(lián)合系統(tǒng)由原料罐、第一壓力泵、進(jìn)口流量計(jì)、進(jìn)口壓力表、納濾組件、出口壓力表、第一出口控制閥、濃縮液罐、電子天平、電導(dǎo)率測量設(shè)備、第一超聲波控制面板和第一超聲波發(fā)生器連接組成；

所述超聲膜蒸餾聯(lián)合系統(tǒng)依次由富集液罐、第二出口控制閥、溫度表、膜蒸餾組件、第二壓力泵、冷卻系統(tǒng)、溫度表、電導(dǎo)率測量設(shè)備、電子天平、第二超聲波控制面板和第二超聲波發(fā)生器連接組成。

本發(fā)明的第二目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：所述方法包括步驟：

將配比好的原料鹵水送入原料桶中，由第一壓力泵泵入超聲納濾聯(lián)合系統(tǒng)的高壓側(cè)，于納濾膜兩側(cè)施加壓力形成壓差，開啟超聲波；

原料鹵水中大量鋰離子和部分水在超聲波空化作用下從高壓側(cè)經(jīng)納濾膜遷移到低壓側(cè)成為富鋰滲透液，打開閥門滲透液進(jìn)入滲透液罐，通過電子天平得到質(zhì)量差計(jì)算滲透通量并在電導(dǎo)率測量設(shè)備中實(shí)時(shí)監(jiān)測鹵水的電導(dǎo)率變化；