本發(fā)明屬于鹽化工技術(shù)領(lǐng)域，具體地講，涉及一種降低老鹵中鎂鋰比的裝置及方法。

背景技術(shù)：

鋰是世界上最輕的金屬，由于具有一些特殊性質(zhì)，鋰及其化合物有著廣泛而又特殊的用途，被譽(yù)為“能源金屬”和“推動(dòng)世界前進(jìn)的金屬”，因此在能源工業(yè)、航空航天工業(yè)、金屬冶煉及制造工業(yè)、制冷、陶瓷、玻璃等行業(yè)，發(fā)揮著極其重要的作用。目前全球?qū)︿嚠a(chǎn)品的需求十分迫切，鋰的需求量逐年急速增長(zhǎng)。

鋰的其中一個(gè)主要資源就是高鋰含量的鹽湖鹵水。從鹽湖鹵水中提鋰的工藝是通過(guò)一系列太陽(yáng)蒸發(fā)池對(duì)鹵水進(jìn)行逐級(jí)蒸發(fā)濃縮，分離出鋰鹽或高濃度鹵水，然后由工廠(chǎng)提純生產(chǎn)鋰鹽，加工過(guò)程的能源以太陽(yáng)能為主，工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)規(guī)模易于調(diào)整，因此成本大大降低。因此，目前世界上鋰鹽總產(chǎn)量的80％以上都來(lái)自鹽湖鹵水。

我國(guó)鹽湖資源豐富，種類(lèi)繁多，主要分布在青海、新疆、西藏和內(nèi)蒙古等四個(gè)省區(qū)。鋰資源儲(chǔ)量大，含量高的鹽湖鹵水類(lèi)型多屬于硫酸鹽型和氯化物型，如青海柴達(dá)木盆地的東、西臺(tái)吉乃爾、一里坪、察爾汗和大柴旦等鹽湖，具有很高的開(kāi)采價(jià)值和巨大的潛在經(jīng)濟(jì)效益。由于鹵水中含有多種組分如：鈉、鉀、鎂、鈣、硼、鋰等離子的氯化物、硫酸鹽和碳酸鹽等，不同的鹽湖組分差別很大，因而決定了鹽湖鋰資源開(kāi)發(fā)建設(shè)所采用的加工工藝不同。一般而言，鹽湖鹵水中鎂鋰比(即鹽湖鹵水中鎂離子與鋰離子的質(zhì)量比)的高低決定了利用鹵水資源生產(chǎn)鋰鹽的可行性以及鋰鹽產(chǎn)品的生產(chǎn)成本和經(jīng)濟(jì)效益。國(guó)外的富鋰鹽湖鹵水，其鎂鋰比均較小，如美國(guó)的銀峰地下鹵水，鎂鋰比僅為1.5:1；智利的阿塔卡瑪鹽湖，鎂鋰比為6.25:1。經(jīng)過(guò)鹽田灘曬，鈉、鉀、鎂等資源大量成礦的同時(shí)，鹵水中的鋰得到富集濃縮，鎂鋰比進(jìn)一步降低，能夠直接送入鋰加工工廠(chǎng)，制取鋰產(chǎn)品。但是，我國(guó)的硫酸鹽型和氯化物型含鋰鹵水，均含有大量的鎂離子，鎂鋰比非常高，雖然鉀鎂鹽礦(如光鹵石、鉀鹽鎂礬、軟鉀鎂礬等)的析出降低了一定的鎂鋰比，但最終獲得的老鹵中鎂鋰比仍然高達(dá)10:1～400:1。由于鎂鋰性質(zhì)的相似性，老鹵無(wú)法直接進(jìn)入鋰加工車(chē)間，極大地限制了鹵水中鋰的分離和富集，成為制約我國(guó)鹽湖鋰資源開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的瓶頸。

目前，鹽湖鹵水鎂鋰分離的方法，歸納起來(lái)有以下幾種：(1)氫氧化鈉法，即利用氫氧化鎂難溶于水的性質(zhì)，加入強(qiáng)堿氫氧化鈉，沉淀除鎂，最后濃縮母液用純堿沉淀碳酸鋰，實(shí)現(xiàn)鎂鋰分離；(2)沉淀法，即在含鋰較高的鹵水中，加入某種沉淀劑將鋰從原料溶液中沉淀出來(lái)，然后再選擇某種試劑將鋰浸出，目前沉淀法從鹽湖鹵水中提鋰包括碳酸鹽沉淀法、鋁酸鹽沉淀法、水合硫酸鋰結(jié)晶沉淀法以及硼鎂、硼鋰共沉淀法等；(3)有機(jī)溶劑萃取法，即利用不同的有機(jī)溶劑作為萃取劑，將鋰從鹵水中萃取出來(lái)；(4)離子交換吸附法，即利用對(duì)鋰離子有選擇性吸附的吸附劑來(lái)吸附鋰離子，再將鋰離子洗脫下來(lái)，達(dá)到鋰離子與其它雜質(zhì)離子分離的目的；(5)煅燒浸取法，即將提硼后鹵水蒸發(fā)去水50％，得到四水氯化鎂，在700℃煅燒2h，得到氯化鎂，然后加水浸取鋰，鋰浸取率90％以上，浸取液含鋰0.14％左右，再用石灰乳和純堿除去鈣、鎂等雜質(zhì)，將溶液濃縮至含鋰為2％左右，加入純堿沉淀出碳酸鋰，鋰的收率90％左右，煅燒后的氯化鎂渣，經(jīng)過(guò)精制可得純度為98.5％的氯化鎂副產(chǎn)品；(6)許氏法，即泵吸法；(7)蒸發(fā)析鎂鹽法，即通過(guò)高鎂鋰比鹵水蒸發(fā)至鹵水的氯化鋰復(fù)鹽(鋰光鹵石)飽和點(diǎn)，利用分批析出的水氯鎂石混鹽固相實(shí)現(xiàn)鹵水的鎂鋰分離；固相用氯化鎂洗滌液或淡水進(jìn)行洗滌，同時(shí)在一水硫酸鋰接近飽和析出前，加入硫酸根沉淀劑沉淀去除硫酸根，洗滌液返回初始階段進(jìn)行蒸發(fā)循環(huán)利用；(8)電滲析法，即將含鎂鋰鹽湖鹵水或鹽田日曬濃縮老鹵通過(guò)一級(jí)或多級(jí)電滲析器，利用一價(jià)陽(yáng)離子選擇性離子交換膜和一價(jià)陰離子選擇性離子交換膜進(jìn)行循環(huán)(連續(xù)式、連續(xù)部分循環(huán)式或批量循環(huán)式)工藝濃縮鋰，獲得富鋰低鎂鹵水，然后深度除雜、精制濃縮，便可制取碳酸鋰或氯化鋰；(9)納濾法，即利用納濾膜對(duì)不同價(jià)態(tài)的離子，具有不同的選擇性，從而實(shí)現(xiàn)不同價(jià)態(tài)離子的分離。但是上述各種方法中卻各自存在缺點(diǎn)：(1)在氫氧化鈉法中，氫氧化鈉與氯化鎂的反應(yīng)速度非常快，易產(chǎn)生大量粒徑極細(xì)的氫氧化鎂小顆粒，使整個(gè)鹵水呈現(xiàn)膠體狀，過(guò)濾非常困難，鎂鋰難以分離；同時(shí)該法也僅適合于低鎂鋰比鹵水；(2)沉淀法對(duì)鹵水要求苛刻，僅適用于鎂鋰比值低的鹵水；(3)有機(jī)溶劑萃取法存在萃取劑溶損和設(shè)備腐蝕性大等問(wèn)題；(4)離子交換劑存在樹(shù)脂等吸附劑價(jià)格高昂，吸附量低，極易被污染的問(wèn)題，且對(duì)樹(shù)脂等吸附劑的強(qiáng)度要求高；(5)煅燒浸取法對(duì)鎂利用使流程復(fù)雜，設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，需要蒸發(fā)的水量較大，動(dòng)力消耗大，同時(shí)產(chǎn)生了大量的氯化氫氣體，空氣中極易吸水形成強(qiáng)酸霧，酸性腐蝕性強(qiáng)，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生極大破壞；(6)“許氏法”雖然能使鹵水中鋰離子的濃度升高，但鹵水中仍存有大量的鎂，鎂鋰比仍然很高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)未達(dá)到制取碳酸鋰的鹵水指標(biāo)；(7)蒸發(fā)析鎂鹽法在蒸發(fā)過(guò)程中，鹵水的成鹵率低、固相夾帶含鋰鹵水量大；尤其在實(shí)際大規(guī)模鹽田灘曬中，固液充分分離不現(xiàn)實(shí)，最終鹵水的成鹵率更低，鋰夾帶損失量更大；且初始鎂鋰比更高的情況下，最終富鋰鹵水全部夾帶于固相混鹽中，無(wú)法實(shí)現(xiàn)固液分離；(8)電滲析法在運(yùn)行過(guò)程中，產(chǎn)生了大量的氫氣和氯氣，不利于工藝的實(shí)施；同時(shí)須耗費(fèi)大量的電能，提鋰成本大大提高；(9)采用納濾法時(shí)，目前技術(shù)一般僅能夠處理低鎂鋰比(一般低于20:1)的鹵水，針對(duì)鎂鋰比高于20:1的老鹵，前處理仍采用先去除硫酸根后鹽田蒸發(fā)析出水氯鎂石固相的方法降低鹵水中鎂鋰比至低于20:1，同樣存在成鹵率低和固相夾帶損失量大等缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種降低老鹵中鎂鋰比的裝置及方法，該裝置通過(guò)設(shè)置多個(gè)連續(xù)的納濾膜系統(tǒng)，并嚴(yán)格控制各納濾膜系統(tǒng)中流動(dòng)的老鹵的鎂鋰比，從而將高鎂鋰比的老鹵中的鎂鋰比降至20:1以下，有效地對(duì)高鎂鋰比老鹵中的鎂鋰進(jìn)行了分離。

為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：

一種降低老鹵中鎂鋰比的裝置，所述老鹵的鎂鋰比不低于20:1；所述裝置包括：

第一納濾膜系統(tǒng)，包括依次相連的第一混合池、第一納濾膜組件，以及與所述第一納濾膜組件相連的第一產(chǎn)水箱和第一濃水箱；所述第一混合池用于稀釋鎂鋰比為250:1～400:1的第一老鹵并獲得第一稀釋鹵水，若所述第一稀釋鹵水的鎂鋰比為250:1～400:1，所述第一納濾膜組件用于對(duì)所述鎂鋰比為250:1～400:1的第一稀釋鹵水進(jìn)行鎂鋰分離，并獲得第一濃水和第一產(chǎn)水，所述第一濃水存儲(chǔ)在所述第一濃水箱中，所述第一產(chǎn)水存儲(chǔ)在所述第一產(chǎn)水箱中；

第二納濾膜系統(tǒng)，包括依次相連的第二混合池、第二納濾膜組件，以及與所述第二納濾膜組件相連的第二產(chǎn)水箱和第二濃水箱；所述第二混合池用于稀釋鎂鋰比為100:1～250:1的第二老鹵并獲得第二稀釋鹵水，若所述第二稀釋鹵水的鎂鋰比為100:1～250:1，所述第二納濾膜組件用于對(duì)所述鎂鋰比為100:1～250:1的第二稀釋鹵水進(jìn)行鎂鋰分離，并獲得第二濃水和第二產(chǎn)水，所述第二濃水存儲(chǔ)在所述第二濃水箱中，所述第二產(chǎn)水存儲(chǔ)在所述第二產(chǎn)水箱中；

第三納濾膜系統(tǒng)，包括依次相連的第三混合池、第三納濾膜組件，以及與所述第三納濾膜組件相連的第三產(chǎn)水箱和第三濃水箱；所述第三混合池用于稀釋鎂鋰比為20:1～100:1的第三老鹵并獲得第三稀釋鹵水，所述第三稀釋鹵水流入所述第三納濾膜組件內(nèi)并進(jìn)行鎂鋰分離，分別獲得第三濃水和第三產(chǎn)水，所述第三產(chǎn)水的鎂鋰比低于20:1，所述第三濃水存儲(chǔ)在所述第三濃水箱中，所述第三產(chǎn)水存儲(chǔ)在所述第三產(chǎn)水箱中；

所述第一納濾膜組件、第二納濾膜組件、第三納濾膜組件均由若干納濾膜拼裝形成；

其中，若所述第一稀釋鹵水的鎂鋰比為100:1～250:1，則所述第一稀釋鹵水流入所述第二混合池中；若所述第一稀釋鹵水的鎂鋰比為20:1～100:1，則所述第一稀釋鹵水流入所述第三混合池中；若所述第一稀釋鹵水的鎂鋰比低于20:1，則所述第一稀釋鹵水流入所述第三產(chǎn)水箱中；若所述第二稀釋鹵水的鎂鋰比為20:1～100:1，則所述第二稀釋鹵水流入所述第三混合池中；若所述第二稀釋鹵水的鎂鋰比低于20:1，則所述第二稀釋鹵水流入所述第三產(chǎn)水箱中。

進(jìn)一步地，所述裝置還包括第四納濾膜系統(tǒng)；所述第四納濾膜系統(tǒng)包括第四納濾膜組件、以及與所述第四納濾膜組件相連的第四產(chǎn)水箱和第四濃水箱；所述第四納濾膜組件用于對(duì)所述第三產(chǎn)水進(jìn)行鎂鋰分離，并獲得第四濃水和第四產(chǎn)水，所述第四產(chǎn)水的鎂鋰比低于2:1，所述第四濃水存儲(chǔ)在所述第四濃水箱中，所述第四產(chǎn)水存儲(chǔ)在所述第四產(chǎn)水箱中。

進(jìn)一步地，所述第一納濾膜系統(tǒng)、第二納濾膜系統(tǒng)、第三納濾膜系統(tǒng)和所述第四納濾膜系統(tǒng)均為多段納濾膜系統(tǒng)。

進(jìn)一步地，所述第一納濾膜系統(tǒng)、第二納濾膜系統(tǒng)、第三納濾膜系統(tǒng)和所述第四納濾膜系統(tǒng)均為濃水內(nèi)循環(huán)式膜系統(tǒng)。

進(jìn)一步地，所述第一納濾膜系統(tǒng)還包括第一增壓泵，所述第一增壓泵用于將所述鎂鋰比為250:1～400:1的第一稀釋鹵水泵入所述第一納濾膜組件內(nèi)；所述第二納濾膜系統(tǒng)還包括第二增壓泵，所述第二增壓泵用于將所述鎂鋰比為100:1～250:1的第二稀釋鹵水泵入所述第二納濾膜組件內(nèi)；所述第三納濾膜系統(tǒng)還包括第三增壓泵，所述第三增壓泵用于將所述鎂鋰比為20:1～100:1的第三稀釋鹵水泵入所述第三納濾膜組件內(nèi)；所述第四納濾膜系統(tǒng)還包括第四增壓泵，所述第四增壓泵用于將所述第三產(chǎn)水泵入所述第四納濾膜組件內(nèi)。

進(jìn)一步地，所述裝置還包括前處理裝置；所述前處理裝置包括前處理納濾膜組件，所述前處理納濾膜組件用于對(duì)鎂鋰比大于400:1的老鹵進(jìn)行鎂鋰分離，并獲得前處理濃水和前處理產(chǎn)水；所述前處理產(chǎn)水流入所述第一混合池中。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種利用如上任一所述的裝置降低老鹵中鎂鋰比的方法，包括步驟：

S1、稀釋所述第一老鹵并獲得所述第一稀釋鹵水；若所述第一稀釋鹵水的鎂鋰比為250:1～400:1，則所述第一稀釋鹵水流入所述第一納濾膜組件內(nèi)并進(jìn)行鎂鋰分離，獲得所述第一濃水和所述第一產(chǎn)水，所述第一產(chǎn)水并入所述第一老鹵中；若所述第一稀釋鹵水的鎂鋰比為100:1～250:1，則所述第一稀釋鹵水并入所述第二老鹵中；若所述第一稀釋鹵水的鎂鋰比為20:1～100:1，則所述第一稀釋鹵水并入所述第二老鹵中；若所述第一稀釋鹵水的鎂鋰比低于20:1，則所述第一稀釋鹵水并入所述第三產(chǎn)水中；

S2、稀釋所述第二老鹵并獲得所述第二稀釋鹵水；若所述第二稀釋鹵水的鎂鋰比為100:1～250:1，則所述第二稀釋鹵水流入所述第二納濾膜組件內(nèi)并進(jìn)行鎂鋰分離，獲得所述第二濃水和所述第二產(chǎn)水，所述第二產(chǎn)水并入所述第二老鹵中；若所述第二稀釋鹵水的鎂鋰比為20:1～100:1，則所述第二稀釋鹵水并入所述第三老鹵中；若所述第二稀釋鹵水的鎂鋰比低于20:1，則所述第二稀釋鹵水并入所述第三產(chǎn)水中；

S3、稀釋所述第三老鹵并獲得所述第三稀釋鹵水，則所述第三稀釋鹵水流入所述第三納濾膜組件內(nèi)并進(jìn)行鎂鋰分離，獲得所述第三濃水和所述第三產(chǎn)水；

其中，根據(jù)所述老鹵的鎂鋰比在所述步驟S1、S2、S3中擇一確定起始點(diǎn)。

進(jìn)一步地，所述方法還包括步驟S4：所述第三產(chǎn)水流入第四納濾膜系統(tǒng)中的第四納濾膜組件內(nèi)并進(jìn)行鎂鋰分離，獲得第四濃水和第四產(chǎn)水；所述第四產(chǎn)水的鎂鋰比低于2:1。

進(jìn)一步地，采用所述第一納濾膜系統(tǒng)中的第一增壓泵將所述鎂鋰比為250:1～400:1的第一稀釋鹵水泵入所述第一納濾膜組件內(nèi)；采用所述第二納濾膜系統(tǒng)中的第二增壓泵將所述鎂鋰比為100:1～250:1的第二稀釋鹵水泵入所述第二納濾膜組件內(nèi)；采用所述第三納濾膜系統(tǒng)中的第三增壓泵將所述鎂鋰比為20:1～100:1的第三稀釋鹵水泵入所述第三納濾膜組件內(nèi)；采用所述第四納濾膜系統(tǒng)中的第四增壓泵將所述第三產(chǎn)水泵入所述第四納濾膜組件內(nèi)；所述第一增壓泵、第二增壓泵、第三增壓泵、第四增壓泵的壓強(qiáng)均為0.6MPa～3MPa。

進(jìn)一步地，所述第一濃水用作固體礦床溶浸劑、或所述第一濃水經(jīng)反滲透裝置獲得反滲透產(chǎn)水和反滲透濃水；其中，所述反滲透產(chǎn)水并入所述第一老鹵中，所述反滲透濃水用作固體礦床溶浸劑或鹽田兌鹵；所述第二濃水并入所述第一老鹵中；所述第三濃水并入所述第二老鹵中；所述第四濃水并入所述第三老鹵中。

本發(fā)明的有益效果：

(1)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了超高鎂鋰比老鹵(鎂鋰比不低于20:1、甚至高達(dá)400:1或更高)中鋰資源的分離、富集與提?。?/p>

(2)本發(fā)明依據(jù)老鹵的初始鎂鋰比，采用“分段式”將超高鎂鋰比老鹵分為三個(gè)階段，三個(gè)階段的納濾膜系統(tǒng)緊密結(jié)合，實(shí)現(xiàn)不同鎂鋰比的高鎂鋰比老鹵中鎂鋰分離的無(wú)縫連接；同時(shí)根據(jù)老鹵的初始鎂鋰比，部分選取合適階段即可實(shí)現(xiàn)鎂鋰分離，得到富鋰產(chǎn)水；

(3)本發(fā)明采用產(chǎn)水外循環(huán)膜系統(tǒng)，各階段產(chǎn)水全部返回至本階段老鹵用作稀釋紀(jì)，既可減少淡水的加入量，同時(shí)降低了稀釋鹵水的鎂鋰比，進(jìn)一步提高鎂鋰分離的效率；

(4)本發(fā)明各階段濃水全部返回至前一階段膜系統(tǒng)進(jìn)行循環(huán)利用，既可減少淡水的加入量，同時(shí)使?jié)馑械匿?、硼等資源得到了循環(huán)利用，提高了鋰的綜合收率。

(5)本發(fā)明避免了現(xiàn)有工藝中將鎂鋰比高于20:1的老鹵采用蒸發(fā)析鎂鹽法降低鹵水鎂鋰比所存在的成鹵率低和固相夾帶損失量大等缺陷，本發(fā)明老鹵中各種鹽類(lèi)資源均一直存在于流體中，均能實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用，不存在其它不必要的損失；

(7)本發(fā)明僅增壓泵進(jìn)行壓力驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生一定的能耗，同時(shí)消耗一定的淡水資源，并無(wú)需要其它方面的投入和能耗，成本低廉；

(8)本發(fā)明的工藝流程簡(jiǎn)單，裝置易于配置、清洗、安裝及轉(zhuǎn)移，極易推廣應(yīng)用，進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化示范和規(guī)?；a(chǎn)。

附圖說(shuō)明

通過(guò)結(jié)合附圖進(jìn)行的以下描述，本發(fā)明的實(shí)施例的上述和其它方面、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚，附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1的降低老鹵中鎂鋰比的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1的降低老鹵中鎂鋰比的方法的步驟流程圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1的降低老鹵中鎂鋰比的方法的工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

以下，將參照附圖來(lái)詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。然而，可以以許多不同的形式來(lái)實(shí)施本發(fā)明，并且本發(fā)明不應(yīng)該被解釋為限制于這里闡述的具體實(shí)施例。相反，提供這些實(shí)施例是為了解釋本發(fā)明的原理及其實(shí)際應(yīng)用，從而使本領(lǐng)域的其他技術(shù)人員能夠理解本發(fā)明的各種實(shí)施例和適合于特定預(yù)期應(yīng)用的各種修改。在附圖中，為了清楚起見(jiàn)，可以夸大元件的形狀和尺寸，并且相同的標(biāo)號(hào)將始終被用于表示相同或相似的元件。

將理解的是，盡管在這里可使用術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等來(lái)描述各種元件或各種物質(zhì)，但是這些元件或物質(zhì)不應(yīng)受這些術(shù)語(yǔ)的限制。這些術(shù)語(yǔ)僅用于將一個(gè)元件與另一個(gè)元件區(qū)分開(kāi)來(lái)、或?qū)⒁粋€(gè)物質(zhì)與另一個(gè)物質(zhì)區(qū)分開(kāi)來(lái)。

本發(fā)明公開(kāi)了一種降低老鹵中鎂鋰比的裝置，用于將鎂鋰比不低于20:1、甚至高達(dá)400:1或更高的老鹵的鎂鋰比降至20:1以下；所述鎂鋰比指鹵水中鎂離子與鋰離子的質(zhì)量之比。

具體參照?qǐng)D1，該降低老鹵中鎂鋰比的裝置包括依次相連的第一納濾膜系統(tǒng)1、第二納濾膜系統(tǒng)2以及第三納濾膜系統(tǒng)3。

優(yōu)選地，第三納濾膜系統(tǒng)3后還連接有第四納濾膜系統(tǒng)4。

具體地，第一納濾膜系統(tǒng)1包括依次相連的第一混合池11、第一納濾膜組件12，以及與第一納濾膜組件12相連的第一產(chǎn)水箱13和第一濃水箱14；第一混合池11用于稀釋鎂鋰比為250:1～400:1的第一老鹵并獲得第一稀釋鹵水，若第一稀釋鹵水的鎂鋰比為250:1～400:1，第一納濾膜組件12用于對(duì)該鎂鋰比為250:1～400:1的第一稀釋鹵水進(jìn)行鎂鋰分離，并獲得第一濃水和第一產(chǎn)水；第一濃水存儲(chǔ)在第一濃水箱14中可直接用作固體礦床溶浸劑，或?qū)⒌谝粷馑?4連接至反滲透膜系統(tǒng)(圖中未示出)，以產(chǎn)生反滲透產(chǎn)水和反滲透濃水，反滲透產(chǎn)水可回流至第一混合池11中，反滲透濃水可作為與第一濃水類(lèi)似的固體礦床溶浸劑或用于鹽田兌鹵工藝中，而第一產(chǎn)水則存儲(chǔ)在第一產(chǎn)水箱13中以回流至第一混合池11中。

將低鎂鋰比的第一產(chǎn)水回流至第一混合池11中用作第一老鹵的稀釋劑，一方面可以節(jié)約稀釋用水，另一方面可以降低第一稀釋鹵水的鎂鋰比，獲得更好的鎂鋰分離效率。

第二納濾膜系統(tǒng)2包括依次相連的第二混合池21、第二納濾膜組件22，以及與第二納濾膜組件22相連的第二產(chǎn)水箱23和第二濃水箱24；第二混合池21用于稀釋鎂鋰比為100:1～250:1的第二老鹵并獲得第二稀釋鹵水，若第二稀釋鹵水的鎂鋰比為100:1～250:1，第二納濾膜組件22用于對(duì)該鎂鋰比為100:1～250:1的第二稀釋鹵水進(jìn)行鎂鋰分離，并獲得第二濃水和第二產(chǎn)水；第二濃水存儲(chǔ)在第二濃水箱24中以回流至第一混合池11中，而第二產(chǎn)水則存儲(chǔ)在第二產(chǎn)水箱23中以回流至第二混合池21中。

將鎂鋰比較高的第二濃水回流至第一混合池11中，可通過(guò)第一納濾膜系統(tǒng)1對(duì)第二濃水再次進(jìn)行鎂鋰分離，有效回收富集其中的各種離子。將鎂鋰比較低的第二產(chǎn)水回流至第二混合池21中用作第二老鹵的稀釋劑，一方面可以節(jié)約稀釋用水，另一方面可以降低第二稀釋鹵水的鎂鋰比，獲得更好的鎂鋰分離效率。

第三納濾膜系統(tǒng)3包括依次相連的第三混合池31、第三納濾膜組件32，以及與第三納濾膜組件32相連的第三產(chǎn)水箱33和第三濃水箱34；第三混合池31用于稀釋鎂鋰比為20:1～100:1的第三老鹵并獲得第三稀釋鹵水，第三納濾膜組件32用于對(duì)第三稀釋鹵水進(jìn)行鎂鋰分離，并獲得第三濃水和鎂鋰比低于20:1的第三產(chǎn)水；第三濃水存儲(chǔ)在第三濃水箱34中以回流至第二混合池21中，而第三產(chǎn)水則存儲(chǔ)在第三產(chǎn)水箱33中。

將鎂鋰比較高的第三濃水回流至第二混合池21中，可通過(guò)第二納濾膜系統(tǒng)2對(duì)第三濃水再次進(jìn)行鎂鋰分離，有效回收富集其中的各種離子。

第四納濾膜系統(tǒng)4包括第四納濾膜組件41、以及與第四納濾膜組件41相連的第四產(chǎn)水箱42和第四濃水箱43；流入第四納濾膜組件41用于對(duì)存儲(chǔ)于第三產(chǎn)水箱33中的第三產(chǎn)水進(jìn)行鎂鋰分離，并獲得第四濃水和鎂鋰比低于2:1的第四產(chǎn)水；第四濃水存儲(chǔ)在第四濃水箱43中以回流至第三混合池31中，而第四產(chǎn)水則存儲(chǔ)在第四產(chǎn)水箱42中，第四產(chǎn)水可通過(guò)連接在第四產(chǎn)水箱42上的鋰產(chǎn)品加工裝置(圖中未示出)而直接生產(chǎn)碳酸鋰等鋰產(chǎn)品，本領(lǐng)域技術(shù)人員參照現(xiàn)有技術(shù)即可，此處不再贅述。

將鎂鋰比較高的第四濃水回流至第三混合池31中，可通過(guò)第三納濾膜系統(tǒng)3對(duì)第四濃水再次進(jìn)行鎂鋰分離，有效回收富集其中的各種離子。

值得說(shuō)明的是，若第一稀釋鹵水的鎂鋰比為100:1～250:1，則第一稀釋鹵水流入第二混合池21中；若第一稀釋鹵水的鎂鋰比為20:1～100:1，則第一稀釋鹵水流入第三混合池31中；若第一稀釋鹵水的鎂鋰比低于20:1，則第一稀釋鹵水流入第三產(chǎn)水箱33中；若第二稀釋鹵水的鎂鋰比為20:1～100:1，則第二稀釋鹵水流入第三混合池31中；若第二稀釋鹵水的鎂鋰比低于20:1，則第二稀釋鹵水流入第三產(chǎn)水箱33中。

由此可以看出，在本實(shí)施例的降低老鹵中鎂鋰比的裝置中，根據(jù)不同階段的老鹵、稀釋鹵水、產(chǎn)水或濃水中的鎂鋰比的大小，存在不同的液體流向；而上述各不同組分的老鹵、稀釋鹵水、產(chǎn)水及濃水在各個(gè)納濾膜系統(tǒng)之間的流動(dòng)均通過(guò)設(shè)置在各元件之間的管道來(lái)完成。

優(yōu)選地，上述各納濾膜系統(tǒng)中均還包括增壓泵；第一納濾膜系統(tǒng)1中的第一增壓泵15用于將鎂鋰比為250:1～400:1的第一稀釋鹵水泵入第一納濾膜組件12內(nèi)；第二納濾膜系統(tǒng)2中的第二增壓泵25用于將鎂鋰比為100:1～250:1的第二稀釋鹵水泵入第二納濾膜組件22內(nèi)；第三納濾膜系統(tǒng)3中的第三增壓泵35用于將第三稀釋鹵水泵入第三納濾膜組件32內(nèi)；第四納濾膜系統(tǒng)4中的第四增壓泵44用于將第三產(chǎn)水泵入第四納濾膜組件41內(nèi)。

具體來(lái)講，在本實(shí)施例中，上述第一納濾膜系統(tǒng)1、第二納濾膜系統(tǒng)2、第三納濾膜系統(tǒng)3和第四納濾膜系統(tǒng)4均為多段納濾膜系統(tǒng)。也就是說(shuō)，在每一納濾膜系統(tǒng)中，稀釋鹵水均流經(jīng)多組連續(xù)的納濾膜組件；以第一稀釋鹵水為例，第一稀釋鹵水經(jīng)第一增壓泵15泵入第一組第一納濾膜組件12，獲得一號(hào)產(chǎn)水和一號(hào)濃水，一號(hào)濃水繼續(xù)流經(jīng)第二組第一納濾膜組件12，獲得二號(hào)產(chǎn)水和二號(hào)濃水，以此類(lèi)推，流經(jīng)n(n為≥2的整數(shù))組第一納濾膜組件12后最終獲得n號(hào)產(chǎn)水和n號(hào)濃水，一號(hào)產(chǎn)水、二號(hào)產(chǎn)水、…、n號(hào)產(chǎn)水混合作為第一產(chǎn)水，而n號(hào)濃水則作為第一濃水。相應(yīng)地，在每進(jìn)入一組第一納濾膜組件12之前，均需要借助第一增壓泵15提供動(dòng)力；因此，在多段納濾膜系統(tǒng)中，具有多個(gè)增壓泵。

進(jìn)一步地，第一納濾膜系統(tǒng)1、第二納濾膜系統(tǒng)2、第三納濾膜系統(tǒng)3和第四納濾膜系統(tǒng)4均采用濃水內(nèi)循環(huán)式膜系統(tǒng)，即在納濾膜系統(tǒng)中裝入回流閥(圖中未示出)，部分濃水可以通過(guò)回流閥直接回到納濾膜組件的進(jìn)口并與進(jìn)水(即第一稀釋鹵水、第二稀釋鹵水、第三稀釋鹵水、第三產(chǎn)水)合并，再次進(jìn)入對(duì)應(yīng)的納濾膜組件并進(jìn)行鎂鋰分離。濃水內(nèi)循環(huán)可以使納濾膜組件內(nèi)的進(jìn)水流速保持恒定，納濾膜組件進(jìn)口至出口之間的壓力保持一致，從而使納濾膜組件的透鹽率得到提高，這大大提高了鎂鋰分離的效率和鋰的系統(tǒng)回收率，減少了納濾的級(jí)數(shù)。

更進(jìn)一步地，各納濾膜組件中的納濾膜可選用任何已成熟生產(chǎn)、應(yīng)用的卷式納濾膜元件，如DOW公司的NF90、NF270系列納濾膜，GE公司的DK、DL、CK、Duraslick、HL、MUNi NF等系列納濾膜。本實(shí)施例優(yōu)選GE公司的DK、DL系列納濾膜。

值得說(shuō)明的是，上述依次相連的第一納濾膜系統(tǒng)1、第二納濾膜系統(tǒng)2、第三納濾膜系統(tǒng)3和第四納濾膜系統(tǒng)4僅適用于處理鎂鋰比為20:1～400:1的老鹵，若需進(jìn)行處理的老鹵的初始鎂鋰比超過(guò)400:1，此時(shí)需在第一納濾膜系統(tǒng)1前段接前處理納濾膜組件；該前處理納濾膜組件用于對(duì)鎂鋰比大于400:1的老鹵進(jìn)行鎂鋰分離，并獲得前處理濃水和前處理產(chǎn)水，前處理產(chǎn)水流入第一混合池11中，而前處理濃水則可用作固體礦床溶浸劑或用于鹽田兌鹵工藝中。

如此，通過(guò)配置由多段納濾膜系統(tǒng)形成的裝置，即可使得鎂鋰比大于20:1、甚至超高鎂鋰比(400:1左右甚至更高)的老鹵有效降低其中的鎂鋰比，達(dá)到鎂鋰有效分離，且該裝置易于配置、清洗、安裝及轉(zhuǎn)移，極易推廣應(yīng)用，進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化示范和規(guī)?；a(chǎn)。

以下將參照?qǐng)D2中的步驟流程圖以及圖3中的工藝流程圖，對(duì)利用上述裝置來(lái)降低老鹵中鎂鋰比的方法進(jìn)行詳細(xì)的介紹。

根據(jù)本實(shí)施例的降低老鹵中鎂鋰比的方法包括如下步驟：

S1、稀釋第一老鹵并獲得第一稀釋鹵水。

在本實(shí)施例中，定義鎂鋰比為250:1～400:1的老鹵為第一老鹵。

在本步驟中，第一稀釋鹵水的鎂鋰比可能具有不同的結(jié)果，根據(jù)其鎂鋰比的不同數(shù)值擇一選擇工藝路線(xiàn)。若第一稀釋鹵水的鎂鋰比為250:1～400:1，則第一稀釋鹵水流入第一納濾膜組件12內(nèi)并進(jìn)行鎂鋰分離，獲得第一濃水和第一產(chǎn)水，記作線(xiàn)路1-1，第一產(chǎn)水并入第一老鹵中；若第一稀釋鹵水的鎂鋰比為100:1～250:1則并入第二老鹵中，記作線(xiàn)路1-2；若第一稀釋鹵水的鎂鋰比為20:1～100:1則并入第二老鹵中，記作線(xiàn)路1-3(圖中未示出)；若第一稀釋鹵水的鎂鋰比低于20:1則并入第三產(chǎn)水中，記作線(xiàn)路1-4(圖中未示出)。

為了減少各種資源的浪費(fèi)，將第一濃水經(jīng)反滲透裝置(圖中未示出)獲得反滲透產(chǎn)水和反滲透濃水；其中，反滲透產(chǎn)水并入第一老鹵中，反滲透濃水用作固體礦床溶浸劑或鹽田兌鹵。

在本實(shí)施例中，具有超高鎂鋰比的第一老鹵近似為飽和氯化鎂溶液，其中還含有少量的氯化鈉、氯化鉀、硫酸鉀鎂鹽及微量的鋰、硼等離子。

在本實(shí)施例中，第一納濾膜系統(tǒng)1為三段納濾膜系統(tǒng)。

S2、稀釋第二老鹵并獲得第二稀釋鹵水。

在本實(shí)施例中，定義鎂鋰比為100:1～250:1的老鹵為第二老鹵。

類(lèi)似于第一稀釋鹵水，根據(jù)第二稀釋鹵水的鎂鋰比擇一選擇工藝路線(xiàn)。若第二稀釋鹵水的鎂鋰比為100:1～250:1，則第二稀釋鹵水流入第二納濾膜組件22內(nèi)并進(jìn)行鎂鋰分離，獲得第二濃水和第二產(chǎn)水，記作線(xiàn)路2-1，第二產(chǎn)水并入第二老鹵中；若第二稀釋鹵水的鎂鋰比為20:1～100:1則并入第三老鹵中，記作線(xiàn)路2-2；若第二稀釋鹵水的鎂鋰比低于20:1則并入第三產(chǎn)水中，記作線(xiàn)路2-3(圖中未示出)。

優(yōu)選地，將第二濃水并入第一老鹵中。

在本實(shí)施例中，第二納濾膜系統(tǒng)2為三段納濾膜系統(tǒng)。

S3、稀釋第三老鹵并獲得第三稀釋鹵水，將第三稀釋鹵水進(jìn)行鎂鋰分離。

在本實(shí)施例中，定義鎂鋰比為20:1～100:1的老鹵為第三老鹵。

具體來(lái)講，將第三稀釋鹵水流入第三納濾膜組件32內(nèi)并進(jìn)行鎂鋰分離，獲得第三濃水和鎂鋰比低于20:1的第三產(chǎn)水，記作線(xiàn)路3-1。

值得說(shuō)明的是，因第三納濾膜系統(tǒng)3中產(chǎn)生的第三產(chǎn)水并不會(huì)回流至第三混合池31中，因此第三稀釋鹵水的鎂鋰比基本仍會(huì)保持在20:1～100:1的范圍內(nèi)。

優(yōu)選地，將第三濃水并入第二老鹵中。

在本實(shí)施例中，第三納濾膜系統(tǒng)3為二段納濾膜系統(tǒng)或三段納濾膜系統(tǒng)。

S4、將第三產(chǎn)水進(jìn)行鎂鋰分離。

具體地，將第三產(chǎn)水流入第四納濾膜組件41內(nèi)并進(jìn)行鎂鋰分離，分別獲得第四濃水和鎂鋰比低于2:1的第四產(chǎn)水。

優(yōu)選地，將第四濃水并入第三老鹵中。

在本實(shí)施例中，第四納濾膜系統(tǒng)4為二段納濾膜系統(tǒng)。

上述第一增壓泵、第二增壓泵、第三增壓泵、第四增壓泵的壓強(qiáng)均控制在0.6MPa～3Mpa的范圍內(nèi)即可，且在每一納濾膜系統(tǒng)中，隨著段數(shù)的升高，增壓泵的壓強(qiáng)將逐漸增大。

一般地，此時(shí)的第四產(chǎn)水則可直接用于制備碳酸鋰等鋰產(chǎn)品。

值得說(shuō)明的是，初始老鹵需要根據(jù)其鎂鋰比在上述步驟S1、S2、S3中擇一確定起始點(diǎn)；也就是說(shuō)，若初始老鹵的鎂鋰比為250:1～400:1，則將初始老鹵通入第一混合池11中開(kāi)始步驟S1的操作，如若初始老鹵的鎂鋰比為100:1～250:1，則將初始老鹵通入第二混合池21中直接開(kāi)始步驟S2的操作，其余類(lèi)似。

以下通過(guò)表1列出本實(shí)施例中各階段的液體的濃度及鎂鋰比，以說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的降低老鹵中鎂鋰比的方法的有益效果。

表1各階段的液體組成、鎂鋰比及分離效果

表2步驟S1中各液體組成

表3步驟S2中各液體組成

表4步驟S3中各液體組成

表5步驟S4中各液體組成

通過(guò)上述表1-表5中的數(shù)據(jù)，可以看出，根據(jù)本發(fā)明的降低老鹵中鎂鋰比的方法通過(guò)“分段式”連續(xù)的納濾膜系統(tǒng)、同時(shí)結(jié)合合理設(shè)計(jì)的分段節(jié)點(diǎn)有效地將超高鎂鋰比(250:1～400:1)的老鹵中的鎂鋰比降低至低于0.3:1，采用產(chǎn)水外循環(huán)的設(shè)計(jì)方式，也使得硼等資源得到了富集，無(wú)需采用其他試劑，同時(shí)在鎂鋰分離的過(guò)程中沒(méi)有沉淀排出，不會(huì)造成固相夾帶、其他元素?fù)p失等問(wèn)題。

雖然已經(jīng)參照特定實(shí)施例示出并描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解：在不脫離由權(quán)利要求及其等同物限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可在此進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種變化。