CN115784503A - 一种从盐湖卤水中提锂并制备电池级碳酸锂的系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种从盐湖卤水中提锂并制备电池级碳酸锂的系统及方法，所述系统包括依次连接的混凝沉淀系统、过滤系统、吸附解析系统、除钙镁系统、除硼系统、浓缩系统、蒸发系统以及沉锂系统；所述除钙镁系统包括依次连接的一级反渗透浓缩单元、一级纳滤除钙镁单元、二级反渗透浓缩单元、多级纳滤除钙镁单元以及除钙镁离子交换单元；所述除硼系统包括依次连接的一级纳滤除硼单元、多级纳滤除硼单元以及除硼离子交换单元；所述沉锂系统后还包括依次连接的精密过滤系统以及水洗干燥系统。采用本发明所述工艺，提高了锂回收率且产品为电池级碳酸锂，极大提高了提锂系统的资源化利用和回收率，减少了外加水用量及沉锂系统处理过程中的碳酸钠的耗量。
Description
技术领域
本发明属于盐湖提锂领域，尤其涉及一种从盐湖卤水中提锂并制备电池级碳酸锂的系统及方法。
背景技术
锂是最重要的能源金属，也是现代工业中不可或缺的战略资源，在电池化学、玻璃陶瓷、航空金属、核工业、润滑油脂及制冷剂等行业发挥重要作用。在全球气候雄心之下，低碳降碳成为全球共识和潮流；特别是近年来锂电池的爆炸性发展，致使全球的锂消耗量处于快速扩张状态。目前国内锂盐大都从矿石中提取，但随着高品位锂矿石的不断减少和矿石提锂的成本不断提高，由于盐湖中富含大量的锂元素，盐湖提锂较矿石提锂具有明显的资源及成本优势。因此，从盐湖中提取锂已成为锂资源开发的必然趋势。
盐湖提锂的关键在于通过较低成本的方式从盐湖卤水中富集锂离子并析出至碳酸锂或氢氧化锂等、并生产出附加高价值产品。盐湖提锂的主要影响因素有两个：一是盐湖中锂含量，锂含量越低，处理工艺流程就越长，处理后蒸发量也越大，成本就相对越高；二是盐湖中各矿物质离子比例关系，特别是镁锂比、硼锂比，一般镁锂比和硼锂比越小越好。目前，从盐湖原卤中直接提锂并生产碳酸锂，主要的处理方法有：摊晒法、太阳池法、溶剂萃取法、沉淀法、煅烧法、吸附法、膜法和电渗析法等。
摊晒法和太阳池法适用于镁锂比小的盐湖卤水，其效率较低、锂收率较低；溶剂萃取法所使用的萃取剂为有机溶剂，大量有机溶剂的使用不仅会严重腐蚀设备，而且还会对周边的环境造成污染；电渗析法能耗较高且水收率较低。锻烧法是以提钾、提硼后的含锂卤水为原料，蒸发去水，得到含锂四水氯化镁，采用喷雾干燥、煅烧得到含锂氧化镁，加水洗涤过滤浸取锂，用石灰乳除去钙、镁等杂质，将溶液蒸发浓缩至含Li为2％左右，加入纯碱沉淀出碳酸锂，锂的收率90％左右，其能耗较高、且污染环境。
随着锂资源的大量利用，提供一种生产成本低、环境污染小、能耗低、锂回收率高、同时从盐湖中提取并生产出附加高价值其他产品的盐湖卤水提锂的方法，达到盐湖资源的综合化利用，成为本领域研究人员亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种从盐湖卤水中提锂并制备电池级碳酸锂的系统及方法，采用本发明盐湖卤水中提锂系统制备碳酸锂的工艺，提高了锂回收率且产品为电池级碳酸锂，极大提高了提锂系统的资源化利用和回收率，减少了外加水用量及沉锂系统处理过程中的碳酸钠的耗量。
为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种从盐湖卤水中提锂并制备电池级碳酸锂的系统，所述系统包括依次连接的混凝沉淀系统、过滤系统、吸附解析系统、除钙镁系统、除硼系统、浓缩系统、蒸发系统以及沉锂系统；
所述除钙镁系统包括依次连接的一级反渗透浓缩单元、一级纳滤除钙镁单元、二级反渗透浓缩单元、多级纳滤除钙镁单元以及除钙镁离子交换单元；
所述吸附解析系统的出水口与所述一级反渗透浓缩单元的进水口连接；
所述多级纳滤除钙镁单元的浓水出口与所述一级反渗透浓缩单元的进水口连接；
所述除硼系统包括依次连接的一级纳滤除硼单元、多级纳滤除硼单元以及除硼离子交换单元；
所述除钙镁离子交换单元的产水出口与所述一级纳滤除硼单元的进水口连接；
所述多级纳滤除硼单元的浓水出口与所述一级纳滤除硼单元的进水口连接；
所述一级反渗透浓缩单元的产水、二级反渗透浓缩单元的产水、浓缩系统的产水和蒸发系统的蒸馏水均经三级反渗透浓缩单元处理后回用；
所述沉锂系统包括碳酸钠投加单元和沉锂反应单元；所述沉锂系统用于生产电池级碳酸锂。
本发明对提锂系统进行了进一步的优化，各个系统之间是一个部分内循环的整体，极大提高了提锂系统的资源化利用和回收率，减少了沉锂系统处理过程中的碳酸钠的耗量，节约了系统用水用电，减少了能耗、物耗，减少了对环境的污染，最大化提高了盐湖卤水的资源化综合利用，达到了较好的经济效益、社会效益、环境效益。
作为本发明优选的技术方案，所述混凝沉淀系统包括依次连接的混凝反应单元、絮凝反应单元以及沉淀单元。
优选地，所述过滤系统包括依次连接的过滤单元、超滤单元、一级除杂纳滤单元以及二级除杂纳滤单元。
优选地，所述沉淀单元的污泥出口和所述过滤单元的反洗水出口均与脱水系统连接。
优选地，所述脱水系统的滤液出口与所述混凝反应单元的进水口连接。
优选地，所述二级除杂纳滤单元的浓水出口与所述一级除杂纳滤单元的进水口连接。
优选地，所述一级除杂纳滤单元包括依次连接的加酸装置、保安过滤装置以及纳滤膜装置。
优选地，所述吸附解析系统包括吸附装置和解析装置。
作为本发明优选的技术方案，所述除钙镁系统还包括三级反渗透浓缩单元和二段纳滤除钙镁单元。
优选地，所述一级纳滤除钙镁单元的浓水出口与所述二段纳滤除钙镁单元的进水口连接。
优选地，所述二段纳滤除钙镁单元的产水出口与所述二级反渗透浓缩单元的进水口连接。
优选地，所述三级反渗透浓缩单元的浓水出口与所述一级纳滤除钙镁单元的进水口连接。
优选地，所述一级反渗透浓缩单元包括依次连接的加酸装置、保安过滤装置以及反渗透装置。
优选地，所述一级纳滤除钙镁单元包括依次连接的加酸装置、保安过滤装置以及纳滤膜装置。
本发明中，经所述三级反渗透浓缩单元处理后的产水，可用于提锂系统的吸附解析系统用水、膜透析用水、除钙镁离子交换单元和除硼离子交换单元顶料用水和酸碱稀释用水、膜系统低压冲洗用水和化学清洗用水、提锂系统配药用水等。
优选地，所述除钙镁离子交换单元包括依次连接的加碱装置、离子交换装置以及树脂再生装置。
本发明中，通过设置反渗透、纳滤及离子交换相结合的方式，能够彻底去除溶液中的钙镁离子，且产水能回用于提锂系统。
作为本发明优选的技术方案，所述除硼系统还包括依次连接的一级反渗透除硼单元、二级反渗透除硼单元以及三级反渗透除硼单元。
优选地，所述一级纳滤除硼单元的浓水出口与所述一级反渗透除硼单元的进水口连接。
优选地，所述三级反渗透除硼单元的浓水用于制备硼砂。
优选地，所述除硼系统还包括二段反渗透除硼单元，其浓水出口与所述一级纳滤除硼单元的进水口连接，其产水出口与所述二级反渗透除硼单元的进水口连接。
优选地，所述一级反渗透除硼单元和所述二级反渗透除硼单元的浓水出口均与所述二段反渗透除硼单元的进水口连接。
优选地，所述一级纳滤除硼单元包括依次连接的加碱装置、保安过滤装置以及纳滤膜装置。
优选地，所述一级反渗透除硼单元包括依次连接的加酸装置、透析装置、过滤装置以及反渗透装置，其中，所述透析装置中透析进水流量为一级反渗透除硼单元进水流量的3-15倍，采用多级分级透析方式。
优选地，所述三级反渗透除硼单元包括依次连接的加碱装置、保安过滤装置以及反渗透装置。
优选地，所述多级纳滤除硼单元包括依次连接的加碱装置、保安过滤装置以及至少二级的纳滤膜装置。
优选地，所述除硼离子交换单元包括依次连接的加碱装置、离子交换装置以及树脂再生装置。
本发明中，通过设置纳滤、反渗透及离子交换相结合的方式，能够彻底去除溶液中的硼离子，且提高了硼收率。
作为本发明优选的技术方案，所述浓缩系统包括高压反渗透单元或电渗析单元。
优选地，所述高压反渗透单元为高压卷式反渗透膜组件或DTRO蝶管式膜组件。
作为本发明优选的技术方案，所述沉锂系统后还包括依次连接的精密过滤系统以及水洗干燥系统。
优选地，所述系统还包括沉锂母液回用系统。
优选地，所述沉锂母液回用系统包括依次连接的换热单元、一级纳滤碳酸根回收单元以及二级纳滤碳酸根回收单元。
优选地，所述沉锂系统的母液出口与所述换热单元的进水口连接。
优选地，所述一级纳滤碳酸根回收单元和所述二级纳滤碳酸根回收单元的浓水出口均与所述沉锂系统的进水口连接。
优选地，所述二级纳滤碳酸根回收单元的产水回用于一级反渗透浓缩单元。
本发明中，通过设置碳酸根回收单元减少了沉锂系统处理过程中的碳酸钠的耗量。
第二方面，本发明提供了一种从盐湖卤水中提锂并制备电池级碳酸锂的方法，所述方法采用第一方面所述的系统，包括以下步骤：
(1)盐湖卤水依次经过混凝沉淀系统进行沉淀反应，过滤系统的过滤处理和吸附解析系统的吸附解析处理，得到氯化锂溶液；
(2)将步骤(1)所述氯化锂溶液依次经过一级反渗透浓缩单元、一级纳滤除钙镁单元、二级反渗透浓缩单元、多级纳滤除钙镁单元和除钙镁离子交换单元去除钙镁离子；
(3)将步骤(2)去除钙镁离子后的氯化锂溶液依次经过一级纳滤除硼单元、多级纳滤除硼单元和除硼离子交换单元处理去除硼离子；
(4)将步骤(3)去除硼离子后的氯化锂溶液依次经过浓缩系统进行浓缩处理、蒸发系统进行蒸发处理，最后经碳酸钠投加单元添加碳酸钠以及沉锂反应单元反应后，得到电池级碳酸锂。
采用本发明提供的系统可以从盐湖卤水中提取锂元素，制备的电池级碳酸锂符合YS/T582-2013标准规定。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述盐湖卤水中锂离子含量为600～1200ppm、镁离子含量为2000～6000ppm、钠离子含量为25000～50000ppm、钙离子含量≤500ppm、钾离子含量≤8000ppm、碳酸根含量≤400ppm、硫酸根含量为10000～20000ppm、硼离子含量≤600ppm。
优选地，步骤(1)所述过滤处理的过滤速度为5～15m/h。
优选地，步骤(1)所述吸附解析处理的吸附剂包括铝系锂吸附剂、锰系锂吸附剂或钛系锂吸附剂中的任意一种。
优选地，步骤(2)所述氯化锂溶液进入一级反渗透浓缩单元和一级纳滤除钙镁单元前均将pH调节为3～6。
优选地，步骤(2)所述氯化锂溶液进入除钙镁离子交换单元前将pH调节为7～10。
作为本发明优选的技术方案，步骤(3)所述氯化锂溶液进入一级纳滤除硼单元和多级纳滤除硼单元前均将pH调节为9.2～11。
优选地，步骤(3)所述氯化锂溶液进入除硼离子交换单元前将pH调节为9.2～10。
优选地，步骤(4)所述碳酸钠和氯化锂的质量比为(1-1.2):1。
优选地，步骤(4)添加碳酸钠后氯化锂溶液的pH为9～12。
优选地，步骤(4)所述反应的温度为80～99℃。
作为本发明优选的技术方案，经步骤(4)所述沉锂反应单元反应后得到碳酸锂溶液和沉锂母液。
优选地，所述碳酸锂溶液依次经精密过滤系统、水洗干燥系统处理后，得到电池级碳酸锂。
优选地，所述沉锂母液依次经换热单元换热、一级纳滤碳酸根回收单元和二级纳滤碳酸根回收单元分离回收的碳酸根离子和氯化锂溶液。
优选地，所述换热后的温度为5～40℃。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明对低镁锂比的盐湖卤水进行深度处理，通过各个工艺的综合应用以及pH的调控，最大化地从盐湖卤水中提取锂元素制取电池级碳酸锂、提取硼元素制取硼砂；从沉锂系统的母液中提取碳酸根回用于沉锂系统，减少了沉锂系统生产过程中的碳酸钠的耗量；最大化回收盐湖卤水中水资源循环回用于提锂系统、减少了外用水的耗量，实现了盐湖卤水深度资源综合开发利用。
附图说明
图1为实施例1提供的一种从盐湖卤水中提锂并制备电池级碳酸锂的系统的结构示意图；
图2为实施例2提供的一种从盐湖卤水中提锂并制备电池级碳酸锂的系统的结构示意图；
图3为实施例3提供的一种从盐湖卤水中提锂并制备电池级碳酸锂的系统的结构示意图；
图4为实施例4提供的一种从盐湖卤水中提锂并制备电池级碳酸锂的系统的结构示意图；
图5为实施例5提供的一种从盐湖卤水中提锂并制备电池级碳酸锂的系统的结构示意图；
其中，10-混凝沉淀系统、20-过滤单元、30-超滤单元、40-一级除杂纳滤单元、50-二级除杂纳滤单元、60-吸附解析系统、70-一级反渗透浓缩单元、80-一级纳滤除钙镁单元、90-二级反渗透浓缩单元、100-多级纳滤除钙镁单元、110-除钙镁离子交换单元、120-一级纳滤除硼单元、130-多级纳滤除硼单元、140-除硼离子交换单元、150-浓缩系统、160-蒸发系统、170-沉锂系统、180-精密过滤系统、190-水洗干燥系统、11-脱水系统、81-二段纳滤除钙镁单元、82-三级反渗透浓缩单元、121-一级反渗透除硼单元、122-二级反渗透除硼单元、123-三级反渗透除硼单元、124-蒸发结晶装置、125-二段反渗透除硼单元、171-换热单元、172-一级纳滤碳酸根回收单元以及173-二级纳滤碳酸根回收单元。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
本发明提供了一种从盐湖卤水中提锂并制备电池级碳酸锂的系统，所述系统包括依次连接的混凝沉淀系统、过滤系统、吸附解析系统、除钙镁系统、除硼系统、浓缩系统、蒸发系统以及沉锂系统；
所述除钙镁系统包括依次连接的一级反渗透浓缩单元、一级纳滤除钙镁单元、二级反渗透浓缩单元、多级纳滤除钙镁单元以及除钙镁离子交换单元；
所述吸附解析系统的出水口与所述一级反渗透浓缩单元的进水口连接；
所述多级纳滤除钙镁单元的浓水出口与所述一级反渗透浓缩单元的进水口连接；
所述除硼系统包括依次连接的一级纳滤除硼单元、多级纳滤除硼单元以及除硼离子交换单元；
所述除钙镁离子交换单元的产水出口与所述一级纳滤除硼单元的进水口连接；
所述多级纳滤除硼单元的浓水出口与所述一级纳滤除硼单元的进水口连接；
所述一级反渗透浓缩单元的产水、二级反渗透浓缩单元的产水、浓缩系统的产水和蒸发系统的蒸馏水均经三级反渗透浓缩单元处理后回用；
所述沉锂系统包括碳酸钠投加单元和沉锂反应单元；所述沉锂系统用于生产电池级碳酸锂。
本发明中，所述混凝沉淀系统包括依次连接的混凝反应单元、絮凝反应单元以及沉淀单元。
本发明中，所述混凝反应单元前设置有杀菌剂投加装置；所述混凝反应单元包括混凝剂投加装置；所述絮凝反应单元包括絮凝剂投加装置。
本发明中，所述沉淀单元包括斜板沉淀单元、平流式沉淀单元或竖流式沉淀单元中的任意一种。
本发明中，所述过滤系统包括依次连接的过滤单元、超滤单元、一级除杂纳滤单元以及二级除杂纳滤单元。
本发明中，所述过滤单元包括V型滤池、石英砂过滤装置、多介质过滤装置或变间隙过滤装置中的任意一种或至少两种的组合。
本发明中，所述超滤单元中的超滤膜包括聚砜、聚偏氟乙烯、聚氯乙烯或陶瓷膜中的任意一种。
本发明中，所述超滤膜的孔径为0.001～0.02μm，例如可以是0.001μm、0.005μm、0.01μm、0.015μm或0.02μm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，所述超滤单元还包括前置的过滤装置，所述过滤装置包括袋式过滤器、折叠滤芯式过滤器或自清洗过滤器中的任意一种，其过滤精度为50～200μm。
本发明中，所述沉淀单元的污泥出口和所述过滤单元的反洗水出口均与脱水系统连接。
本发明中，所述脱水系统的滤液出口与所述混凝反应单元的进水口连接。
本发明中，所述脱水系统包括依次连接的混凝反应、加药系统和脱水机系统。
本发明中，所述二级除杂纳滤单元的浓水出口与所述一级除杂纳滤单元的进水口连接。
本发明中，所述一级除杂纳滤单元包括依次连接的加酸装置、保安过滤装置以及纳滤膜装置。
本发明中，所述二级除杂纳滤单元包括依次连接的保安过滤装置以及纳滤膜装置。
本发明中，所述吸附解析系统包括吸附装置和解析装置。
本发明中，所述吸附装置包括连续转盘离交装置或阀阵式离交装置。
本发明中，所述除钙镁系统还包括三级反渗透浓缩单元和二段纳滤除钙镁单元。
本发明中，所述一级纳滤除钙镁单元的浓水出口与所述二段纳滤除钙镁单元的进水口连接；所述二段纳滤除钙镁单元的产水出口与所述二级反渗透浓缩单元的进水口连接；所述二段纳滤除钙镁单元的浓水排放；所述三级反渗透浓缩单元的浓水出口与所述一级纳滤除钙镁单元的进水口连接。
本发明中，所述一级反渗透浓缩单元包括依次连接的加酸装置、保安过滤装置以及反渗透装置。
本发明中，所述一级纳滤除钙镁单元包括依次连接的加酸装置、保安过滤装置以及纳滤膜装置。
本发明中，所述二段纳滤除钙镁单元包括依次连接的纳滤透析装置、保安过滤装置和纳滤膜装置。
本发明中，所述纳滤透析装置的透析水采用低盐分的纯水，纯水电导率≤100us/cm；透析进水流量为二段纳滤进水流量的3-6倍，采用多级分级透析方式。
本发明中，所述二级反渗透浓缩单元包括依次连接的保安过滤装置以及反渗透装置。
本发明中，所述多级纳滤除钙镁单元包括依次连接的保安过滤装置以及至少二级的纳滤膜装置，前一级纳滤膜装置的产水进入下一级纳滤膜装置进一步处理；多级纳滤膜装置最终一级的产水进入除钙镁离子交换单元处理；多级纳滤膜装置各级的浓水进入一级反渗透浓缩单元进行处理。
本发明中，所述三级反渗透浓缩单元包括依次连接的保安过滤装置以及反渗透装置。
本发明中，所述除钙镁离子交换单元包括依次连接的加碱装置、离子交换装置以及树脂再生装置。
本发明中，所述树脂再生装置采用的树脂包括凝胶型离子交换树脂、大孔型离子交换树脂、载体型离子交换树脂或螯合树脂中的任意一种。
本发明中，所述除硼系统还包括依次连接的一级反渗透除硼单元、二级反渗透除硼单元以及三级反渗透除硼单元；所述一级纳滤除硼单元的浓水出口与所述一级反渗透除硼单元的进水口连接；所述三级反渗透除硼单元的浓水用于制备硼砂；所述三级反渗透除硼单元的浓水出口与蒸发装置连接，所述三级反渗透除硼单元的产水和蒸发装置的蒸馏水均经三级反渗透浓缩单元处理后回用。
本发明中，所述蒸发装置包括单效蒸发装置、多效蒸发装置、低温真空蒸发装置或高温型真空蒸发装置、结晶器中的任意一种或至少两种的组合。
本发明中，所述除硼系统还包括二段反渗透除硼单元，其浓水出口与所述一级纳滤除硼单元的进水口连接，其产水出口与所述二级反渗透除硼单元的进水口连接；所述一级反渗透除硼单元和所述二级反渗透除硼单元的浓水出口均与所述二段反渗透除硼单元的进水口连接。
本发明中，所述一级纳滤除硼单元包括依次连接的加碱装置、保安过滤装置以及纳滤膜装置。
本发明中，所述一级反渗透除硼单元包括依次连接的加酸装置、透析装置、过滤装置以及反渗透装置，其中，所述透析装置中透析进水流量为一级反渗透除硼单元进水流量的3-15倍，采用多级分级透析方式。
本发明中，所述二段反渗透除硼单元包括依次连接的保安过滤装置以及反渗透装置。
本发明中，所述二级反渗透除硼单元包括依次连接的保安过滤装置以及反渗透装置。
本发明中，所述三级反渗透除硼单元包括依次连接的加碱装置、保安过滤装置以及反渗透装置。
本发明中，所述多级纳滤除硼单元包括依次连接的加碱装置、保安过滤装置以及至少二级的纳滤膜装置，前一级纳滤膜装置的产水进入下一级纳滤膜装置进一步处理；多级纳滤膜装置最终一级的产水进入除硼离子交换单元处理；多级纳滤膜装置各级的浓水进入一级除硼纳滤单元进行处理。
本发明中，所述除硼离子交换单元包括依次连接的加碱装置、离子交换装置以及树脂再生装置。
本发明中，所述浓缩系统包括高压反渗透单元或电渗析单元；所述高压反渗透单元为高压卷式反渗透膜组件或DTRO蝶管式膜组件。
本发明中，所述浓缩系统前设置有保安过滤装置。
本发明中，所述蒸发系统包括单效蒸发装置、多效蒸发装置、低温真空蒸发装置或高温型真空蒸发装置中的任意一种。
本发明中，所述沉锂系统后还包括依次连接的精密过滤系统以及水洗干燥系统。
本发明中，所述系统还包括沉锂母液回用系统。
本发明中，所述沉锂母液回用系统包括依次连接的换热单元、一级纳滤碳酸根回收单元以及二级纳滤碳酸根回收单元；所述沉锂系统的母液出口与所述换热单元的进水口连接；所述一级纳滤碳酸根回收单元和所述二级纳滤碳酸根回收单元的浓水出口均与所述沉锂系统的进水口连接；所述二级纳滤碳酸根回收单元的产水回用于一级反渗透浓缩单元。
本发明中，所述换热单元包括板式换热装置或管式换热装置。
本发明中，所述一级纳滤碳酸根回收单元包括依次连接的透析装置、保安过滤装置和纳滤膜装置，其中，所述透析装置的透析进水流量为一级纳滤碳酸根回收单元进水流量的1-5倍，采用多级分级透析方式；透析用水采用盐分低的纯水，纯水电导率≤100us/cm。
本发明中，所述二级纳滤碳酸根回收单元包括依次连接的保安过滤装置和纳滤膜装置。
本发明中，通过设置碳酸根回收单元减少了沉锂系统处理过程中的碳酸钠的耗量。
本发明中，所述纳滤膜装置中纳滤膜的孔径均为1～2nm，例如可以是1nm、1.2nm、1.4nm、1.6nm、1.8nm或2nm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，所述保安过滤装置(精密过滤装置)的过滤精度均为1～5μm，例如可以是1μm、2μm、3μm、4μm或5μm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明还提供了一种从盐湖卤水中提锂并制备电池级碳酸锂的方法，所述方法采用第一方面所述的系统，具体包括以下步骤：
(1)将盐湖卤水在混凝反应单元、絮凝反应单元和沉淀单元进行沉淀处理，降低水中悬浮物(SS)、固体颗粒物和部分有机物；
本发明中，步骤(1)所述盐湖卤水中锂离子含量为600～1200ppm，例如可以是600ppm、800ppm、1000ppm或1200ppm等；镁离子含量为2000～6000ppm，例如可以是2000ppm、3000ppm、4000ppm、5000ppm或6000ppm等；钠离子含量为25000～50000ppm，例如可以是25000ppm、30000ppm、35000ppm、40000ppm、45000ppm或50000ppm等；钙离子含量≤500ppm，例如可以是100ppm、200ppm、300ppm、400ppm或500ppm等；钾离子含量≤8000ppm，例如可以是1000ppm、3000ppm、5000ppm、7000ppm或8000ppm等；碳酸根含量≤400ppm，例如可以是100ppm、200ppm、300ppm或400ppm等；硫酸根含量为10000～20000ppm，例如可以是10000ppm、12000ppm、14000ppm、18000ppm或20000ppm等；硼离子含量≤600ppm，例如可以是200ppm、300ppm、400ppm或600ppm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用；
本发明中，步骤(1)所述混凝反应单元中混凝剂包括聚合氯化铝、聚合硫酸铁或聚丙烯酰胺中的任意一种；杀菌剂为氧化性杀菌剂或非氧化性杀菌剂；
(2)将步骤(1)得到的水体进入过滤单元进行过滤处理，进一步降低水中的SS；
(3)将步骤(2)得到的水体进入超滤单元进行过滤处理，深度去除水中的SS和胶体；
(4)将步骤(3)得到的水体依次进入一级除杂纳滤单元、二级除杂纳滤单元进行过滤除杂处理，进一步去除水中的二价离子；
本发明中，所述水体进入一级除杂纳滤单元前将pH调节为3～5；
本发明中，所述过滤处理的过滤速度均为5～15m/h，例如可以是5m/h、7m/h、9m/h、13m/h或15m/h等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用；
(5)将步骤(4)得到的水体进入吸附解析系统进行吸附和解析处理，吸附盐湖卤水中氯化锂，并分离去除其他杂质成分，解析得到氯化锂溶液；
本发明中，所述吸附和解析处理中的吸附剂包括铝系锂吸附剂、锰系锂吸附剂或钛系锂吸附剂中的任意一种；所述解析液可以使用常温溶液或温度为20-40℃的解析液。当采用铝系锂吸附剂时，解析装置采用纯水进行解析，纯水电导率≤100us/cm；采用锰系或钛系锂吸附剂时，解析装置采用酸液进行解析，解析装置配置加热装置或换热装置；
(6)将步骤(5)得到的氯化锂溶液进入一级反渗透浓缩单元进行浓缩；
本发明中，所述氯化锂溶液进入一级反渗透浓缩单元前将pH调节为3～6，例如可以是3、3.5、4、4.5、5、5.5或6等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用；
(7)将步骤(6)得到的浓水进入一级纳滤除钙镁单元进行除钙镁处理，降低溶液中的钙镁等二价离子；
本发明中，所述浓水进入一级纳滤除钙镁单元前将pH调节为3～6，例如可以是3、3.5、4、4.5、5、5.5或6等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
(8)将步骤(7)得到的浓水进入二段纳滤除钙镁单元进行除钙镁处理，进一步降低浓水溶液中的钙镁等二价离子、回收氯化锂溶液并回至二级反渗透浓缩单元处理；
(9)将步骤(8)得到的产水进入二级反渗透浓缩单元进行浓缩；
(10)将步骤(9)得到的浓水进入多级纳滤除钙镁单元进行除钙镁处理，进一步降低溶液中的钙镁等二价离子；
(11)将步骤(10)得到的产水进入除钙镁离子交换单元进行除钙镁处理，彻底去除溶液中的钙镁离子；
本发明中，所述产水进入除钙镁离子交换单元前将pH调节为7～10，例如可以是7、8、9或10等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
(12)将步骤(11)得到的产水进入一级纳滤除硼单元进行除硼处理，降低溶液中的硼离子；
本发明中，所述产水进入一级纳滤除硼单元和多级纳滤除硼单元前均将pH调节为9.2～11，例如可以是9.2、9.5、10、10.5或11等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
(13)将步骤(12)得到的浓水进入一级反渗透除硼单元处理，回收溶液中硼离子；
本发明中，所述浓水进入一级反渗透除硼单元前将pH调节为3～6，例如可以是3、3.5、4、4.5、5、5.5或6等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
(14)将步骤(13)得到的浓水进入二段反渗透除硼单元处理，进一步回收溶液中硼离子；
(15)将步骤(13)得到的产水进入二级反渗透除硼单元处理；进一步回收溶液中硼离子；
(16)将步骤(15)得到的产水进入三级反渗透除硼单元处理；进一步回收溶液中硼离子；
本发明中，所述产水进入三级反渗透除硼单元前将pH调节为9.2～11，例如可以是9.2、9.4、9.8、10、10.4、10.8或11等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
(17)将步骤(16)得到的浓水进入蒸发系统进行蒸发结晶处理，制备硼砂；
(18)将步骤(12)得到的产水进入多级纳滤除硼单元进行除硼处理，进一步降低溶液中的硼离子；
(19)将步骤(18)得到的产水进入除硼离子交换单元进行除硼处理，彻底去除溶液中的硼离子；
本发明中，所述产水进入除硼离子交换单元前将pH调节为9.2～10，例如可以是9.2、9.5或10等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
(20)将步骤(19)得到的产水进入浓缩系统进行浓缩处理，进一步浓缩氯化锂溶液；
(21)将步骤(20)得到的浓水进入蒸发单元进行浓缩处理，进一步浓缩氯化锂溶液；
本发明中，所述蒸发单元中使用的低温蒸发器温度为35-55℃，高温蒸发器温度为85-99℃。
(22)将步骤(21)得到的浓缩水经碳酸钠投加单元添加碳酸钠以及沉锂反应单元反应后，得到碳酸锂沉淀和沉锂母液；
本发明中，所述碳酸钠和浓缩水中氯化锂的质量比为(1-1.2):1，例如可以是1:1、1.1:1、1.2:1等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，添加碳酸钠后浓缩水(氯化锂溶液)的pH为9～12，例如可以是9、9.5、10、10.5、11、11.5或12等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，所述反应的温度为80～99℃，例如可以是80℃、84℃、88℃、90℃、94℃或99℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
(23)将步骤(22)得到的沉锂母液进入换热单元进行换热处理，降低沉锂母液的温度；
本发明中，所述换热处理后的温度为5～40℃，例如可以是5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃或40℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
(24)将步骤(23)得到的沉锂母液进入一级纳滤碳酸根回收单元进行一级纳滤碳酸根回收处理，分离回收溶液中的碳酸根离子和氯化锂溶液；
(25)将步骤(24)得到的产水进入二级纳滤碳酸根回收单元进行二级纳滤碳酸根回收处理，进一步分离回收溶液中的碳酸根离子和氯化锂溶液；
(26)将步骤(22)得到的碳酸锂沉淀溶液进入精密过滤系统进行精密过滤处理，进一步去除碳酸锂沉淀溶液中的杂质；
(27)将步骤(26)得到的碳酸锂沉淀溶液进入水洗干燥系统依次进行水洗处理、干燥处理，得到电池级碳酸锂产品。
本发明中，所述水洗为：用纯水对碳酸锂沉淀洗涤3-5次，纯水为超纯水或蒸馏水，电导率≤10us/cm。
本发明中，所述干燥的温度为70-360℃。
本发明所述的数值范围不仅包括上述列举的点值，还包括没有列举出的上述数值范围之间的任意的点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
实施例1
本实施例提供了一种从盐湖卤水中提锂并制备电池级碳酸锂的系统，其结构示意图如图1所示；所述系统包括依次连接的混凝沉淀系统10、过滤系统、吸附解析系统60、除钙镁系统、除硼系统、浓缩系统150、蒸发系统160以及沉锂系统170；
所述混凝沉淀系统10包括依次连接的混凝反应单元、絮凝反应单元以及沉淀单元；所述沉淀单元的污泥出口和所述过滤单元20的反洗水出口均与脱水系统11连接；所述脱水系统11的滤液出口与所述混凝反应单元的进水口连接；
所述混凝反应单元前设置有杀菌剂投加装置；所述混凝反应单元为混凝剂投加装置；所述絮凝反应单元为絮凝剂投加装置；所述沉淀单元为斜板沉淀单元；所述脱水系统11包括依次连接的混凝反应、加药系统和脱水机系统；
所述过滤系统包括依次连接的过滤单元20、超滤单元30、一级除杂纳滤单元40以及二级除杂纳滤单元50；所述二级除杂纳滤单元50的浓水出口与所述一级除杂纳滤单元40的进水口连接；
所述过滤单元20为石英砂过滤装置；所述超滤单元30包括依次连接的过滤装置和超滤膜，所述过滤装置为折叠滤芯式过滤器，其过滤精度为100μm；所述超滤膜的材质为聚偏氟乙烯，所述超滤膜的孔径为0.005μm；所述一级除杂纳滤单元40包括依次连接的加酸装置、保安过滤装置以及纳滤膜装置；所述二级除杂纳滤单元50包括依次连接的保安过滤装置以及纳滤膜装置；
所述吸附解析系统60包括吸附装置和解析装置；所述吸附装置为阀阵式离交装置；
所述除钙镁系统包括依次连接的一级反渗透浓缩单元70、一级纳滤除钙镁单元80、二级反渗透浓缩单元90、多级纳滤除钙镁单元100以及除钙镁离子交换单元110；所述吸附解析系统的出水口与所述一级反渗透浓缩单元70的进水口连接；所述多级纳滤除钙镁单元100的浓水出口与所述一级反渗透浓缩单元70的进水口连接；
所述一级反渗透浓缩单元70包括依次连接的加酸装置、保安过滤装置以及反渗透装置；所述一级纳滤除钙镁单元80包括依次连接的加酸装置、保安过滤装置以及纳滤膜装置；所述二级反渗透浓缩单元90包括依次连接的保安过滤装置以及反渗透装置；所述多级纳滤除钙镁单元100包括依次连接的保安过滤装置以及至少二级的纳滤膜装置，前一级纳滤膜装置的产水进入下一级纳滤膜装置进一步处理；多级纳滤膜装置最终一级的产水进入除钙镁离子交换单元处理；多级纳滤膜装置各级的浓水进入一级反渗透浓缩单元进行处理；所述除钙镁离子交换单元110包括依次连接的加碱装置、离子交换装置以及树脂再生装置；所述树脂再生装置采用的树脂为凝胶型离子交换树脂；
所述除硼系统包括依次连接的一级纳滤除硼单元120、多级纳滤除硼单元130以及除硼离子交换单元140；所述多级纳滤除硼单元130的浓水出口与所述一级纳滤除硼单元120的进水口连接；
所述一级纳滤除硼单元120包括依次连接的加碱装置、保安过滤装置以及纳滤膜装置；所述多级纳滤除硼单元130包括依次连接的加碱装置、保安过滤装置以及至少二级的纳滤膜装置，前一级纳滤膜装置的产水进入下一级纳滤膜装置进一步处理；多级纳滤膜装置最终一级的产水进入除硼离子交换单元处理；多级纳滤膜装置各级的浓水进入一级除硼纳滤单元进行处理；所述除硼离子交换单元140包括依次连接的加碱装置、离子交换装置以及树脂再生装置；
所述浓缩系统150为高压反渗透单元，所述蒸发系统160为多效蒸发装置；所述高压反渗透单元为高压卷式反渗透膜组件，所述高压反渗透单元前设置有保安过滤装置；
所述一级反渗透浓缩单元70的产水、二级反渗透浓缩单元90的产水、高压反渗透单元的产水和多效蒸发装置的蒸馏水均经三级反渗透浓缩单元82处理后回用；
所述沉锂系统170包括碳酸钠投加单元和沉锂反应单元；所述沉锂系统170用于生产电池级碳酸锂；
所述沉锂系统170后还包括依次连接的精密过滤系统180以及水洗干燥系统190；
所述纳滤膜装置中纳滤膜的孔径均为1nm；所述保安过滤装置(精密过滤装置)的过滤精度均为3μm。
实施例2
本实施例提供了一种从盐湖卤水中提锂并制备电池级碳酸锂的系统，其结构示意图如图2所示；在实施例1的提供的系统基础上还包括以下单元：
所述除钙镁系统还包括三级反渗透浓缩单元82和二段纳滤除钙镁单元81；所述一级纳滤除钙镁单元70的浓水出口与所述二段纳滤除钙镁单元81的进水口连接；所述二段纳滤除钙镁单元81的产水出口与所述二级反渗透浓缩单元90的进水口连接；所述二段纳滤除钙镁单元81的浓水排放；所述三级反渗透浓缩单元82的浓水出口与所述一级纳滤除钙镁单元80的进水口连接；
所述二段纳滤除钙镁单元81包括依次连接的纳滤透析装置、保安过滤装置和纳滤膜装置，所述纳滤透析装置的透析水采用低盐分的纯水，纯水电导率≤100us/cm，透析进水流量为二段纳滤进水流量的5倍，采用多级分级透析方式；所述三级反渗透浓缩单元82包括依次连接的保安过滤装置以及反渗透装置。
实施例3
本实施例提供了一种从盐湖卤水中提锂并制备电池级碳酸锂的系统，其结构示意图如图3所示；在实施例1的提供的系统基础上还包括以下单元：
所述除硼系统还包括依次连接的一级反渗透除硼单元121、二级反渗透除硼单元122以及三级反渗透除硼单元123；所述一级纳滤除硼单元120的浓水出口与所述一级反渗透除硼单元121的进水口连接；所述三级反渗透除硼单元123的浓水用于制备硼砂；所述三级反渗透除硼单元123的浓水出口与蒸发结晶装置124连接，所述三级反渗透除硼单元123的产水和蒸发结晶装置124的蒸馏水均经三级反渗透浓缩单元82处理后回用；所述除硼系统还包括二段反渗透除硼单元125，其浓水出口与所述一级纳滤除硼单元120的进水口连接，其产水出口与所述二级反渗透除硼单元122的进水口连接；所述一级反渗透除硼单元121和所述二级反渗透除硼单元123的浓水出口均与所述二段反渗透除硼单元125的进水口连接；
所述一级反渗透除硼单元121包括依次连接的加酸装置、透析装置、过滤装置以及反渗透装置，其中，所述透析装置中透析进水流量为一级反渗透除硼单元进水流量的3-15倍，采用多级分级透析方式；所述二级反渗透除硼单元122包括依次连接的保安过滤装置以及反渗透装置；所述三级反渗透除硼单元123包括依次连接的加碱装置、保安过滤装置以及反渗透装置；所述二段反渗透除硼单元125包括依次连接的保安过滤装置以及反渗透装置。
实施例4
本实施例提供了一种从盐湖卤水中提锂并制备电池级碳酸锂的系统，其结构示意图如图4所示；在实施例1的提供的系统基础上还包括以下单元：
所述系统还包括沉锂母液回用系统；所述沉锂母液回用系统包括依次连接的换热单元171、一级纳滤碳酸根回收单元172以及二级纳滤碳酸根回收单元173；所述沉锂系统170的母液出口与所述换热单元171的进水口连接；所述一级纳滤碳酸根回收单元172和所述二级纳滤碳酸根回收单元173的浓水出口均与所述沉锂系统170的进水口连接；所述二级纳滤碳酸根回收单元173的产水回用于一级反渗透浓缩单元70；
所述换热单元171为板式换热装置；所述一级纳滤碳酸根回收单元172包括依次连接的透析装置、保安过滤装置和纳滤膜装置，其中，所述透析装置的透析进水流量为一级纳滤碳酸根回收单元进水流量的3倍，采用多级分级透析方式，透析用水采用盐分低的纯水，纯水电导率≤100us/cm；所述二级纳滤碳酸根回收单元173包括依次连接的保安过滤装置和纳滤膜装置。
实施例5
本实施例提供了一种从盐湖卤水中提锂并制备电池级碳酸锂的系统，其结构示意图如图5所示；在实施例1的提供的系统基础上还包括以下单元：
所述除钙镁系统还包括三级反渗透浓缩单元82和二段纳滤除钙镁单元81；所述一级纳滤除钙镁单元70的浓水出口与所述二段纳滤除钙镁单元81的进水口连接；所述二段纳滤除钙镁单元81的产水出口与所述二级反渗透浓缩单元90的进水口连接；所述二段纳滤除钙镁单元81的浓水排放；所述三级反渗透浓缩单元82的浓水出口与所述一级纳滤除钙镁单元80的进水口连接；
所述二段纳滤除钙镁单元81包括依次连接的纳滤透析装置、保安过滤装置和纳滤膜装置，所述纳滤透析装置的透析水采用低盐分的纯水，透析进水流量为二段纳滤进水流量的5倍；所述三级反渗透浓缩单元82包括依次连接的保安过滤装置以及反渗透装置；
所述除硼系统还包括依次连接的一级反渗透除硼单元121、二级反渗透除硼单元122以及三级反渗透除硼单元123；所述一级纳滤除硼单元120的浓水出口与所述一级反渗透除硼单元121的进水口连接；所述三级反渗透除硼单元123的浓水用于制备硼砂；所述三级反渗透除硼单元123的浓水出口与蒸发结晶装置124连接，所述三级反渗透除硼单元123的产水和蒸发结晶装置124的蒸馏水均经三级反渗透浓缩单元82处理后回用；所述除硼系统还包括二段反渗透除硼单元125，其浓水出口与所述一级纳滤除硼单元120的进水口连接，其产水出口与所述二级反渗透除硼单元122的进水口连接；所述一级反渗透除硼单元121和所述二级反渗透除硼单元123的浓水出口均与所述二段反渗透除硼单元125的进水口连接；
所述一级反渗透除硼单元121包括依次连接的加酸装置、透析装置、过滤装置以及反渗透装置，其中，所述透析装置中透析进水流量为一级反渗透除硼单元进水流量的3-15倍；所述二级反渗透除硼单元122包括依次连接的保安过滤装置以及反渗透装置；所述三级反渗透除硼单元123包括依次连接的加碱装置、保安过滤装置以及反渗透装置；所述二段反渗透除硼单元125包括依次连接的保安过滤装置以及反渗透装置；
所述系统还包括沉锂母液回用系统；所述沉锂母液回用系统包括依次连接的换热单元171、一级纳滤碳酸根回收单元172以及二级纳滤碳酸根回收单元173；所述沉锂系统170的母液出口与所述换热单元171的进水口连接；所述一级纳滤碳酸根回收单元172和所述二级纳滤碳酸根回收单元173的浓水出口均与所述沉锂系统170的进水口连接；所述二级纳滤碳酸根回收单元173的产水回用于一级反渗透浓缩单元70；
所述换热单元171为板式换热装置；所述一级纳滤碳酸根回收单元172包括依次连接的透析装置、保安过滤装置和纳滤膜装置，其中，所述透析装置的透析进水流量为一级纳滤碳酸根回收单元进水流量的1-5倍；所述二级纳滤碳酸根回收单元173包括依次连接的保安过滤装置和纳滤膜装置。
实施例6
本实施例提供了一种从盐湖卤水中提锂并制备电池级碳酸锂的系统，除了所述除钙镁系统中一级反渗透浓缩单元70与所述一级纳滤除钙镁单元80均未设置加酸装置，除钙镁离子交换单元110未设置加碱装置外，其他条件均与实施例1相同。
实施例7
本实施例提供了一种从盐湖卤水中提锂并制备电池级碳酸锂的系统，除了所述除硼系统中一级纳滤除硼单元120、多级纳滤除硼单元130与除硼离子交换单元140均未设置加碱装置外，其他条件均与实施例1相同。
应用例1
本应用例中盐湖卤水的锂离子含量为1000ppm、镁离子含量为4000ppm、钠离子含量为40000ppm、钙离子含量为300ppm、钾离子含量为6000ppm、碳酸根含量为200ppm、硫酸根含量为15000ppm、硼离子含量为200ppm；
本应用例提供了一种从盐湖卤水中提锂并制备电池级碳酸锂的方法，应用实施例1提供的系统，所述方法包括以下步骤：
(1)盐湖卤水依次经过混凝反应单元、絮凝反应单元和沉淀单元进行沉淀反应，所述混凝反应单元中混凝剂投加量为100mg/L；所述絮凝反应单元中絮凝剂投加量为5mg/L；然后依次经过过滤单元20、超滤单元30、一级除杂纳滤单元40以及二级除杂纳滤单元50进行过滤除杂，所述盐湖卤水进入一级除杂纳滤单元40前将pH调节为4，之后经吸附解析系统60进行吸附和解析处理，吸附剂为铝系锂吸附剂，解析剂为纯水，得到氯化锂溶液；
(2)将步骤(1)所述氯化锂溶液经一级反渗透浓缩单元70对氯化锂溶液进行浓缩，得到的浓水经一级纳滤除钙镁单元80过滤去除钙镁离子，得到的产水经二级反渗透浓缩单元90进行浓缩，得到的浓水经多级纳滤除钙镁单元100去除钙镁离子，得到的产水经除钙镁离子交换单元110彻底去除钙镁离子，得到去除钙镁离子的氯化锂溶液；
其中，所述氯化锂溶液进入一级反渗透浓缩单元70和一级纳滤除钙镁单元80前均将pH调节为4，产水进入除钙镁离子交换单元110前将pH调节为8；
(3)将步骤(2)所述氯化锂溶液依次经过一级纳滤除硼单元120、多级纳滤除硼单元130和除硼离子交换单元处理140去除硼离子，得到去除硼离子的氯化锂溶液；所述氯化锂溶液进入一级纳滤除硼单元120和多级纳滤除硼单元130前均将pH调节为9.5；进入除硼离子交换单元140前将pH调节为10；
(4)将步骤(3)所述氯化锂溶液依次经过高压反渗透单元进行浓缩处理、多效蒸发装置在97℃下进行蒸发处理，最后经碳酸钠投加单元添加碳酸钠，碳酸钠和氯化锂的质量比为1.3:1，调节溶液pH为10，在沉锂反应单元升温至90℃反应，得到的碳酸锂沉淀溶液经精密过滤系统180以及水洗干燥系统190处理后，得到电池级碳酸锂；
本应用例中系统的锂的收率为54％，电池级碳酸锂的纯度为99.61％。
应用例2
本应用例提供了一种从盐湖卤水中提锂并制备电池级碳酸锂的方法，应用实施例2提供的系统，所述方法除了将步骤(2)调整为“将步骤(1)所述氯化锂溶液经一级反渗透浓缩单元70对氯化锂溶液进行浓缩，得到的浓水依次经一级纳滤除钙镁单元80和二段纳滤除钙镁单元81去除钙镁离子，得到的产水经二级反渗透浓缩单元90进行浓缩，得到的浓水经多级纳滤除钙镁单元100去除钙镁离子，得到的产水经除钙镁离子交换单元110彻底去除钙镁离子，得到去除钙镁离子的氯化锂溶液”，其他条件均与应用例1相同。
本应用例中系统的锂的收率为70％，电池级碳酸锂的纯度为99.61％。
应用例3
本应用例提供了一种从盐湖卤水中提锂并制备电池级碳酸锂的方法，应用实施例3提供的系统，所述方法除了将步骤(3)中经一级纳滤除硼单元120得到的浓水依次经一级反渗透除硼单元121、二段反渗透除硼单元125、二级反渗透除硼单元122和三级反渗透除硼单元123除硼并进行浓缩后，之后经蒸发结晶装置124蒸发得到硼砂；浓水进入一级反渗透除硼单元121前将pH调节为4；产水进入三级反渗透除硼单元123前将pH调节为10，其他条件均与应用例1相同。
本应用例中系统的锂的收率为62％，电池级碳酸锂的纯度为99.61％，吸附解析工艺后：硼的收率为78％。
本应用例通过增设一级反渗透除硼单元、二级反渗透除硼单元、三级反渗透除硼单元以及二段反渗透除硼单元，提高了硼的回收率。
应用例4
本应用例提供了一种从盐湖卤水中提锂并制备电池级碳酸锂的方法，应用实施例4提供的系统，所述方法除了将步骤(4)中沉锂反应单元反应后得到的沉锂母液经换热单元171换热后温度为20℃，依次经一级纳滤碳酸根回收单元172以及二级纳滤碳酸根回收单元173分离回收溶液中的碳酸根离子和氯化锂溶液，其他条件均与应用例1相同。
本应用例中系统的锂的收率为64％，电池级碳酸锂的纯度为99.61％。
本应用例通过增设沉锂母液回用系统，减少了沉锂系统生产过程中的碳酸钠的耗量。
应用例5
本应用例提供了一种从盐湖卤水中提锂并制备电池级碳酸锂的方法，应用实施例5提供的系统，所述盐湖卤水与应用例1相同，所述方法包括以下步骤：
(1)盐湖卤水依次经过混凝反应单元、絮凝反应单元和沉淀单元进行沉淀反应，所述混凝反应单元中混凝剂投加量为100mg/L；所述絮凝反应单元中絮凝剂投加量为5mg/L；然后依次经过过滤单元20、超滤单元30、一级除杂纳滤单元40以及二级除杂纳滤单元50进行过滤除杂，所述盐湖卤水进入一级除杂纳滤单元40前将pH调节为4，之后经吸附解析系统60进行吸附和解析处理，吸附剂为铝系锂吸附剂，解析剂为纯水，得到氯化锂溶液；
(2)将步骤(1)所述氯化锂溶液经一级反渗透浓缩单元70对氯化锂溶液进行浓缩，得到的浓水依次经一级纳滤除钙镁单元80和二段纳滤除钙镁单元81去除钙镁离子，得到的产水经二级反渗透浓缩单元90进行浓缩，得到的浓水经多级纳滤除钙镁单元100去除钙镁离子，得到的产水经除钙镁离子交换单元110彻底去除钙镁离子，得到去除钙镁离子的氯化锂溶液；
其中，所述氯化锂溶液进入一级反渗透浓缩单元70和一级纳滤除钙镁单元80前均将pH调节为4，产水进入除钙镁离子交换单元110前将pH调节为8；
(3)将步骤(2)所述氯化锂溶液依次经过一级纳滤除硼单元120、多级纳滤除硼单元130和除硼离子交换单元处理140去除硼离子，得到去除硼离子的氯化锂溶液；所述氯化锂溶液进入一级纳滤除硼单元120和多级纳滤除硼单元130前均将pH调节为9.5；进入除硼离子交换单元140前将pH调节为10；
其中，经一级纳滤除硼单元120得到的浓水经一级反渗透除硼单元121、二段反渗透除硼单元125、二级反渗透除硼单元122和三级反渗透除硼单元123除硼并进行浓缩后，之后经蒸发结晶装置124蒸发得到硼砂；浓水进入一级反渗透除硼单元121前将pH调节为4；产水进入三级反渗透除硼单元123前将pH调节为10；
(4)将步骤(3)所述氯化锂溶液依次经过高压反渗透单元进行浓缩处理、多效蒸发装置在97℃下进行蒸发处理，最后经碳酸钠投加单元添加碳酸钠，碳酸钠和氯化锂的质量比为1.3:1，调节溶液pH为10，在沉锂反应单元升温至90℃反应，得到的碳酸锂沉淀溶液经精密过滤系统180以及水洗干燥系统190处理后，得到电池级碳酸锂；
其中，沉锂反应单元反应后得到的沉锂母液经换热单元171换热后温度为20℃，依次经一级纳滤碳酸根回收单元172以及二级纳滤碳酸根回收单元173分离回收溶液中的碳酸根离子。
本实施例中系统的锂的收率为90％，电池级碳酸锂的纯度为99.61％，吸附解析工艺后：硼的收率为96％。
应用例6
本应用例提供了一种从盐湖卤水中提锂并制备电池级碳酸锂的方法，应用实施例6提供的系统，除了不调控步骤(2)氯化锂溶液的pH外，其他条件均与应用例1相同。
本实施例中系统的锂的收率为45％，碳酸锂的纯度为99.2％。
本申请通过调控除钙镁系统中氯化锂溶液的酸碱性，不仅能够提高钙镁离子的去除率，保证了系统的稳定运行，还有利于提高锂的收率和碳酸锂的纯度。
应用例7
本应用例提供了一种从盐湖卤水中提锂并制备电池级碳酸锂的方法，应用实施例7提供的系统，除了不调控步骤(3)氯化锂溶液的pH外，其他条件均与应用例1相同。
本实施例中系统的锂的收率为54％，碳酸锂的纯度为99％。
本申请通过调控除硼系统中氯化锂溶液的酸碱性，不仅能够提高硼离子的去除率和收率，保证了系统的稳定运行，还有利于提高锂的收率和碳酸锂的纯度。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征，但本发明并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种从盐湖卤水中提锂并制备电池级碳酸锂的系统，其特征在于，所述系统包括依次连接的混凝沉淀系统、过滤系统、吸附解析系统、除钙镁系统、除硼系统、浓缩系统、蒸发系统以及沉锂系统；
所述除钙镁系统包括依次连接的一级反渗透浓缩单元、一级纳滤除钙镁单元、二级反渗透浓缩单元、多级纳滤除钙镁单元以及除钙镁离子交换单元；
所述吸附解析系统的出水口与所述一级反渗透浓缩单元的进水口连接；
所述多级纳滤除钙镁单元的浓水出口与所述一级反渗透浓缩单元的进水口连接；
所述除硼系统包括依次连接的一级纳滤除硼单元、多级纳滤除硼单元以及除硼离子交换单元；
所述除钙镁离子交换单元的产水出口与所述一级纳滤除硼单元的进水口连接；
所述多级纳滤除硼单元的浓水出口与所述一级纳滤除硼单元的进水口连接；
所述一级反渗透浓缩单元的产水、二级反渗透浓缩单元的产水、浓缩系统的产水和蒸发系统的蒸馏水均经三级反渗透浓缩单元处理后回用；
所述沉锂系统包括碳酸钠投加单元和沉锂反应单元；所述沉锂系统用于生产电池级碳酸锂。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述混凝沉淀系统包括依次连接的混凝反应单元、絮凝反应单元以及沉淀单元；
优选地，所述过滤系统包括依次连接的过滤单元、超滤单元、一级除杂纳滤单元以及二级除杂纳滤单元；
优选地，所述沉淀单元的污泥出口和所述过滤单元的反洗水出口均与脱水系统连接；
优选地，所述脱水系统的滤液出口与所述混凝反应单元的进水口连接；
优选地，所述二级除杂纳滤单元的浓水出口与所述一级除杂纳滤单元的进水口连接；
优选地，所述一级除杂纳滤单元包括依次连接的加酸装置、保安过滤装置以及纳滤膜装置；
优选地，所述吸附解析系统包括吸附装置和解析装置。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述除钙镁系统还包括三级反渗透浓缩单元和二段纳滤除钙镁单元；
优选地，所述一级纳滤除钙镁单元的浓水出口与所述二段纳滤除钙镁单元的进水口连接；
优选地，所述二段纳滤除钙镁单元的产水出口与所述二级反渗透浓缩单元的进水口连接；
优选地，所述三级反渗透浓缩单元的浓水出口与所述一级纳滤除钙镁单元的进水口连接；
优选地，所述一级反渗透浓缩单元包括依次连接的加酸装置、保安过滤装置以及反渗透装置；
优选地，所述一级纳滤除钙镁单元包括依次连接的加酸装置、保安过滤装置以及纳滤膜装置；
优选地，所述除钙镁离子交换单元包括依次连接的加碱装置、离子交换装置以及树脂再生装置。
4.根据权利要求1-3任一项所述的系统，其特征在于，所述除硼系统还包括依次连接的一级反渗透除硼单元、二级反渗透除硼单元以及三级反渗透除硼单元；
优选地，所述一级纳滤除硼单元的浓水出口与所述一级反渗透除硼单元的进水口连接；
优选地，所述三级反渗透除硼单元的浓水用于制备硼砂；
优选地，所述除硼系统还包括二段反渗透除硼单元，其浓水出口与所述一级纳滤除硼单元的进水口连接，其产水出口与所述二级反渗透除硼单元的进水口连接；
优选地，所述一级反渗透除硼单元和所述二级反渗透除硼单元的浓水出口均与所述二段反渗透除硼单元的进水口连接；
优选地，所述一级纳滤除硼单元包括依次连接的加碱装置、保安过滤装置以及纳滤膜装置；
优选地，所述一级反渗透除硼单元包括依次连接的加酸装置、透析装置、保安过滤装置以及反渗透装置；
优选地，所述三级反渗透除硼单元包括依次连接的加碱装置、保安过滤装置以及反渗透装置；
优选地，所述多级纳滤除硼单元包括依次连接的加碱装置、保安过滤装置以及至少二级的纳滤膜装置；
优选地，所述除硼离子交换单元包括依次连接的加碱装置、离子交换装置以及树脂再生装置。
5.根据权利要求1-4任一项所述的系统，其特征在于，所述浓缩系统包括高压反渗透单元或电渗析单元；
优选地，所述高压反渗透单元为高压卷式反渗透膜组件或DTRO蝶管式膜组件。
6.根据权利要求1-5任一项所述的系统，其特征在于，所述沉锂系统后还包括依次连接的精密过滤系统以及水洗干燥系统；
优选地，所述系统还包括沉锂母液回用系统；
优选地，所述沉锂母液回用系统包括依次连接的换热单元、一级纳滤碳酸根回收单元以及二级纳滤碳酸根回收单元；
优选地，所述沉锂系统的母液出口与所述换热单元的进水口连接；
优选地，所述一级纳滤碳酸根回收单元和所述二级纳滤碳酸根回收单元的浓水出口均与所述沉锂系统的进水口连接；
优选地，所述二级纳滤碳酸根回收单元的产水回用于一级反渗透浓缩单元。
7.一种从盐湖卤水中提锂并制备电池级碳酸锂的方法，其特征在于，所述方法采用权利要求1-6任一项所述的系统，包括以下步骤：
(1)盐湖卤水依次经过混凝沉淀系统进行沉淀反应，过滤系统的过滤处理和吸附解析系统的吸附解析处理，得到氯化锂溶液；
(2)将步骤(1)所述氯化锂溶液依次经过一级反渗透浓缩单元、一级纳滤除钙镁单元、二级反渗透浓缩单元、多级纳滤除钙镁单元和除钙镁离子交换单元去除钙镁离子；
(3)将步骤(2)去除钙镁离子后的氯化锂溶液依次经过一级纳滤除硼单元、多级纳滤除硼单元和除硼离子交换单元处理去除硼离子；
(4)将步骤(3)去除硼离子后的氯化锂溶液依次经过浓缩系统进行浓缩处理、蒸发系统进行蒸发处理，最后经碳酸钠投加单元添加碳酸钠以及沉锂反应单元反应后，得到电池级碳酸锂。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述盐湖卤水中锂离子含量为600～1200ppm、镁离子含量为2000～6000ppm、钠离子含量为25000～50000ppm、钙离子含量≤500ppm、钾离子含量≤8000ppm、碳酸根含量≤400ppm、硫酸根含量为10000～20000ppm、硼离子含量≤600ppm；
优选地，步骤(1)所述过滤处理的过滤速度为5～15m/h；
优选地，步骤(1)所述吸附解析处理的吸附剂包括铝系锂吸附剂、锰系锂吸附剂或钛系锂吸附剂中的任意一种；
优选地，步骤(2)所述氯化锂溶液进入一级反渗透浓缩单元和一级纳滤除钙镁单元前均将pH调节为3～6；
优选地，步骤(2)所述氯化锂溶液进入除钙镁离子交换单元前将pH调节为7～10。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述氯化锂溶液进入一级纳滤除硼单元和多级纳滤除硼单元前均将pH调节为9.2～11；
优选地，步骤(3)所述氯化锂溶液进入除硼离子交换单元前将pH调节为9.2～10；
优选地，步骤(4)所述碳酸钠和氯化锂的质量比为(1-1.2):1；
优选地，步骤(4)添加碳酸钠后氯化锂溶液的pH为9～12；
优选地，步骤(4)所述反应的温度为80～99℃。
10.根据权利要求7-9任一项所述的方法，其特征在于，经步骤(4)所述沉锂反应单元反应后得到碳酸锂溶液和沉锂母液；
优选地，所述碳酸锂溶液依次经精密过滤系统、水洗干燥系统处理后，得到电池级碳酸锂；
优选地，所述沉锂母液依次经换热单元换热、一级纳滤碳酸根回收单元和二级纳滤碳酸根回收单元分离回收的碳酸根离子和氯化锂溶液；
优选地，所述换热后的温度为5～40℃。
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116332140A (zh) * | 2023-03-31 | 2023-06-27 | 中国科学院青海盐湖研究所 | 碳酸盐型盐湖或碳酸锂沉锂母液联产磷酸锂和硼酸的方法 |
| CN116639715A (zh) * | 2023-06-02 | 2023-08-25 | 紫金矿业集团股份有限公司 | 一种盐湖提锂钙镁渣洗涤液的处理方法 |
| CN116675237A (zh) * | 2023-05-18 | 2023-09-01 | 深圳市华虹清源环保科技有限公司 | 一种利用提钾老卤进行锂钾钠硼联产的方法及其应用 |
| CN117867295A (zh) * | 2024-03-12 | 2024-04-12 | 上海源依青科技有限责任公司 | 一种盐湖提锂分离杂质硅的方法 |
| CN118497522A (zh) * | 2024-07-17 | 2024-08-16 | 莱特莱德(上海)技术有限公司 | 一种从铝土矿中提取锂元素的系统和方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107720786A (zh) * | 2017-10-18 | 2018-02-23 | 中国科学院青海盐湖研究所 | 一种基于膜分离耦合法的电池级氢氧化锂制备方法 |
| CN109205635A (zh) * | 2018-09-29 | 2019-01-15 | 青海启迪清源新材料有限公司 | 纳滤法从含硼卤水中分离硼元素的方法 |
| CN112661321A (zh) * | 2020-12-07 | 2021-04-16 | 浙江开创环保科技股份有限公司 | 一种基于膜分离的盐湖提锂系统与方法 |
| CN114105173A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-03-01 | 中化(浙江)膜产业发展有限公司 | 盐湖卤水提锂系统及工艺 |
| CN217265226U (zh) * | 2022-05-25 | 2022-08-23 | 碧水源膜技术研究中心(北京)有限公司 | 一种盐湖卤水的预处理装置及盐湖卤水处理装置 |
-
2022
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107720786A (zh) * | 2017-10-18 | 2018-02-23 | 中国科学院青海盐湖研究所 | 一种基于膜分离耦合法的电池级氢氧化锂制备方法 |
| CN109205635A (zh) * | 2018-09-29 | 2019-01-15 | 青海启迪清源新材料有限公司 | 纳滤法从含硼卤水中分离硼元素的方法 |
| CN112661321A (zh) * | 2020-12-07 | 2021-04-16 | 浙江开创环保科技股份有限公司 | 一种基于膜分离的盐湖提锂系统与方法 |
| CN114105173A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-03-01 | 中化(浙江)膜产业发展有限公司 | 盐湖卤水提锂系统及工艺 |
| CN217265226U (zh) * | 2022-05-25 | 2022-08-23 | 碧水源膜技术研究中心(北京)有限公司 | 一种盐湖卤水的预处理装置及盐湖卤水处理装置 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116332140A (zh) * | 2023-03-31 | 2023-06-27 | 中国科学院青海盐湖研究所 | 碳酸盐型盐湖或碳酸锂沉锂母液联产磷酸锂和硼酸的方法 |
| CN116675237A (zh) * | 2023-05-18 | 2023-09-01 | 深圳市华虹清源环保科技有限公司 | 一种利用提钾老卤进行锂钾钠硼联产的方法及其应用 |
| CN116639715A (zh) * | 2023-06-02 | 2023-08-25 | 紫金矿业集团股份有限公司 | 一种盐湖提锂钙镁渣洗涤液的处理方法 |
| CN117867295A (zh) * | 2024-03-12 | 2024-04-12 | 上海源依青科技有限责任公司 | 一种盐湖提锂分离杂质硅的方法 |
| CN117867295B (zh) * | 2024-03-12 | 2024-05-31 | 上海源依青科技有限责任公司 | 一种盐湖提锂分离杂质硅的方法 |
| CN118497522A (zh) * | 2024-07-17 | 2024-08-16 | 莱特莱德(上海)技术有限公司 | 一种从铝土矿中提取锂元素的系统和方法 |
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