一种用于盐湖提锂后段深度浓缩工艺中锂高倍浓缩的装置的制作方法

本技术涉及提锂浓缩领域，尤其涉及一种用于盐湖提锂后段深度浓缩工艺中锂高倍浓缩的装置。

背景技术：

1、目前，盐湖提锂的技术有以下几种：太阳能电池法、煅烧浸出法、溶剂萃取法、吸附法、纳滤法、电渗析法。根据我国盐湖的高镁锂比特征，吸附法、纳滤法、电渗析法，都是较为常用的方法。

2、其中，吸附法的主要工艺流程为：卤水→树脂吸附提锂→含锂淋洗液→深度除镁→深度浓缩→产锂。纳滤法的主要工艺流程为：卤水→盐水稀释→纳滤膜分离→深度浓缩→深度除镁→产锂。电渗析法的主要工艺流程为：卤水→树脂吸附提锂→含锂淋洗液→电渗析深度浓缩→产锂。可以看到这三种主流的盐湖提锂法在后段工艺中都包含“深度浓缩”这一工艺段，在此环节可以将氯化锂进行高倍的浓缩，使用的高倍浓缩工艺常见的有：mvr蒸发、纳滤/反渗透浓缩、电渗析浓缩。

3、mvr是蒸发技术的一种，全称为机械式蒸汽再压缩技术，是利用蒸发系统自身产生的二次蒸汽及其能量，将低品位的蒸汽经压缩机的机械做功提升为高品位的蒸汽热源。如此循环向蒸发系统提供热能，从而减少对外界能源的需求的一项节能技术。运用此工艺可将盐湖中氯化锂的浓度浓缩到2％左右甚至更高，但是其原理是利用蒸汽的热能，将卤水中的水分进行蒸发，在此过程中会消耗大量的蒸汽。根据计算，运用mvr蒸发将0.25％浓度的氯化锂浓缩提高至2％浓度的氯化锂，其蒸发器的运行电耗在20kwh/m3以上，蒸汽的消耗量在0.5m3蒸汽/m3以上。这会导致氯化锂更高的生产价格，并且在盐湖地区电以及蒸汽的获取将更为困难，并且mvr蒸发器的投资较高。所以将mvr作为盐湖深度浓缩工艺的实际应用较为少。

4、纳滤/反渗透浓缩是利用压力驱动膜的原理，将逆渗透原理应用在盐湖后段的深度浓缩上，将纳滤/反渗透膜的浓缩作为最终的目标产物。通常的纳滤/反渗透膜都是卷式结构，其生产和使用非常成熟，并且随着膜行业的发展，其价格也变得较为经济。但其最大的一项缺陷就是其是受压力驱动，用来驱动逆渗透发生的压力直接与最终的物料浓度相关。在盐湖提锂后段浓缩液中，通常的膜系统运行压力在70-80bar，最终获得的氯化锂液浓度在0.5％左右，很再获得更高浓度的锂液，其运行电耗在4kwh/m3以上。由于目前纳滤/反渗透的投资低的特点，通常会将此方法设置在其他高投资、高运行费用的深度浓缩工艺前，作为预浓缩工艺。

5、电渗析浓缩是一项利用半透膜的选择透过性来分离不同的溶质粒子(如离子)的方法。其原理与其他膜工艺不同，其原理是在外加直流电场作用下，水中的溶质(在此主要指盐分)在半透膜两侧发生迁移，使溶液中阴、阳离子发生离子迁移，分别通过阴、阳离子交换膜而达到除盐或浓缩的目的。在现在盐湖提锂的深度浓缩工艺中，电渗析明显具有氯化锂浓缩终点高(氯化锂浓度>2％)、操作压力低(2-3bar)、具备一定的脱硼能力等优点，但其缺点和不足也是在目前现有盐湖系统中无法解决的，其投资成本高、运行电耗高(26-20kwh/m3)、寿命短、出水带电易发生直流触电等问题。

6、现有在盐湖中应用的深度浓缩工艺，或多或少都存在着问题。目前，更多的研究都是在朝着：降低投资、降低运行能耗、提高最终氯化锂浓缩浓度几大方向做着研究和探索。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种解决上述问题的新型的用于盐湖提锂后段深度浓缩工艺中锂高倍浓缩的装置。

2、为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

3、一种用于盐湖提锂后端深度浓缩工艺中高倍浓缩装置，其包括一用以提高氯化锂浓度的提浓管路，所述提浓管路包括进水口和出水口，所述提浓管路中部设置有用以驱动水从所述进水口向所述出水口流动的高压柱塞泵，所述高压柱塞泵后侧设置一与所述提浓管路连通的淡水管，所述淡水管与所述提浓管路通过反渗透膜分隔，所述淡水管的后侧依次设置有一级浓缩单元、二级浓缩单元、三级浓缩单元和四级浓缩单元，所述一级浓缩单元、二级浓缩单元、三级浓缩单元和四级浓缩单元均包括一箱体、所述箱体内通过浓缩膜分隔为提浓部和降浓部，所述提浓管路依次连通所述一级浓缩单元、二级浓缩单元、三级浓缩单元和四级浓缩单元的提浓部；还包括一两端均与所述提浓管路连通的降浓管路，所述降浓管路依次连通所述一级浓缩单元、二级浓缩单元、三级浓缩单元和四级浓缩单元的降浓部。

4、优选的，所述浓缩膜为纳滤膜。

5、优选的，所述高压柱塞泵提供的压力为70bar以下。

6、优选的，靠近所述进水口的所述提浓管路上设置有第一阀门，靠近所述出水口的所述提浓管路上设置有第二阀门和第三阀门。

7、优选的，所述降浓管路与设置在所述第一阀门和第二阀门之间的提浓管路连接。

8、优选的，所述降浓管路的两端设置有第四阀门和第五阀门。

9、优选的，还包括一外箱，所述提浓管路和所述降浓管路均设置在所述外箱内。

10、本实用新型的有益效果是：1.将反渗透提浓技术与多级浓缩膜结合起来，应用在盐湖提锂后段的高倍浓缩段；2.通过维提浓部和降浓部两侧之间渗透压的压力差的方式，将提浓部的水分子逆渗透到降浓部，失去大量水分子的提浓部中的氯化锂浓度就被大幅度提高，从而获得了浓缩的氯化锂溶液；3.在更低能耗下，实现了盐湖提锂后段浓缩氯化锂2％浓度要求；4.降浓部水分子透过后，通过反渗透膜，增加淡水的产水，可以回收重新利用，将溶液进行再浓缩，以达到进入深度浓缩膜的初始浓度；5.结构紧凑，可快捷拆装装置，运输便捷。

技术特征：

1.一种用于盐湖提锂后段深度浓缩工艺中锂高倍浓缩的装置，其包括一用以提高氯化锂浓度的提浓管路，所述提浓管路包括进水口和出水口，其特征在于：所述提浓管路中部设置有用以驱动水从所述进水口向所述出水口流动的高压柱塞泵，所述高压柱塞泵后侧设置一与所述提浓管路连通的淡水管，所述淡水管与所述提浓管路通过反渗透膜分隔，所述淡水管的后侧依次设置有一级浓缩单元、二级浓缩单元、三级浓缩单元和四级浓缩单元，所述一级浓缩单元、二级浓缩单元、三级浓缩单元和四级浓缩单元均包括一箱体、所述箱体内通过浓缩膜分隔为提浓部和降浓部，所述提浓管路依次连通所述一级浓缩单元、二级浓缩单元、三级浓缩单元和四级浓缩单元的提浓部；还包括一两端均与所述提浓管路连通的降浓管路，所述降浓管路依次连通所述一级浓缩单元、二级浓缩单元、三级浓缩单元和四级浓缩单元的降浓部。

2.根据权利要求1所述的用于盐湖提锂后段深度浓缩工艺中锂高倍浓缩的装置，其特征在于：所述浓缩膜为纳滤膜。

3.根据权利要求2所述的用于盐湖提锂后段深度浓缩工艺中锂高倍浓缩的装置，其特征在于：所述高压柱塞泵提供的压力为70bar以下。

4.根据权利要求1所述的用于盐湖提锂后段深度浓缩工艺中锂高倍浓缩的装置，其特征在于：靠近所述进水口的所述提浓管路上设置有第一阀门，靠近所述出水口的所述提浓管路上设置有第二阀门和第三阀门。

5.根据权利要求4所述的用于盐湖提锂后段深度浓缩工艺中锂高倍浓缩的装置，其特征在于：所述降浓管路与设置在所述第一阀门和第二阀门之间的提浓管路连接。

6.根据权利要求5所述的用于盐湖提锂后段深度浓缩工艺中锂高倍浓缩的装置，其特征在于：所述降浓管路的两端设置有第四阀门和第五阀门。

7.根据权利要求1所述的用于盐湖提锂后段深度浓缩工艺中锂高倍浓缩的装置，其特征在于：还包括一外箱，所述提浓管路和所述降浓管路均设置在所述外箱内。

技术总结本技术公开了一种用于盐湖提锂后段深度浓缩工艺中锂高倍浓缩的装置，其包括提浓管路，提浓管路中部设置有高压柱塞泵，所述高压柱塞泵后侧设置淡水管，淡水管与提浓管路通过反渗透膜分隔，淡水管的后侧依次设置有一级浓缩单元、二级浓缩单元、三级浓缩单元和四级浓缩单元，一级浓缩单元、二级浓缩单元、三级浓缩单元和四级浓缩单元均包括一箱体、提浓部和降浓部，提浓管路连通提浓部；还包括降浓管路，降浓管路连通降浓部。本技术通过将提浓部的水分子逆渗透到降浓部，使提浓部中的氯化锂浓度大幅度提高，从而获得了浓缩的氯化锂溶液；降浓部水分子透过后，通过反渗透膜，将溶液进行再浓缩，以达到进入深度浓缩膜的初始浓度，实现循环利用。技术研发人员：包伟,丁园园受保护的技术使用者：乾通环境科技（苏州）有限公司技术研发日：20230831技术公布日：2024/6/5