[发明专利]利用太阳能从卤水中制取碳酸锂的装置和方法

权利要求书

1.一种利用太阳能从卤水中制取碳酸锂的装置，其特征在于包括第一太阳能集热器(1)，第一太阳能集热器(1)一端设卤水进口，另一端设卤水出口，第一太阳能集热器(1)的卤水出口与膜蒸馏器(2)的卤水进口连接；膜蒸馏器(2)上端设有淡水出口，底端设有浓卤水出口，膜蒸馏器(2)的浓卤水出口与第二太阳能集热器(3)的进口连接，第二太阳能集热器(3)的出口与三效蒸发器(4)的进口连接；三效蒸发器(4)的各效下部均设有盐浆出口，各效均设有蒸汽冷凝的淡水出口，在三效蒸发器(4)第三效设有浓卤水出口，浓卤水出口连接至第一结晶器(5)的进口；第一结晶器(5)上端设有沉淀剂的加入口，底端设有盐浆出口，一端设有浓卤水出口，其连接至第二结晶器(6)进口；第二结晶器(6)上端设有沉淀剂加入口，底端设有盐浆出口，一端设有母液出口，盐浆出口连接至洗盐器(7)的进口；洗盐器(7)底端设有排出液出口，一端设有碳酸锂出口；所述的膜蒸馏器(2)和三效蒸发器(4)的淡水出口均与洗盐器(7)的进口连接。

2.如权利要求1所述的一种利用太阳能从卤水中制取碳酸锂的装置，其特征在于所述的膜蒸馏器(2)，是采用疏水性微孔膜元件的膜蒸馏器。

3.一种利用太阳能从卤水中制取碳酸锂的方法，其特征在于，采用权利要求1所述的装置，包括以下步骤：

1)将卤水送入第一太阳能集热器(1)，利用太阳热能将卤水加温至60～70℃；

2)加温后的卤水进入膜蒸馏器(2)，通过膜蒸馏过程将卤水分离为淡水和含盐量更高的浓卤水，淡水进入洗盐器(7)；在膜蒸馏过程中要控制浓卤水尽可能浓但不析出固相盐；

3)浓卤水进入第二太阳能集热器(3)，重新加热到50～60℃后，再送入三效蒸发器(4)；

4)将进入三效蒸发器(4)的浓卤水的体积计为初始体积，在三效蒸发器(4)的第一效，温度控制在51～60℃，蒸发出初始体积50～60％的水，析出盐浆，分离、干燥后制得NaCl产品；析出盐浆后剩余的浓卤水送入三效蒸发器(4)的第二效，温度控制在41～50℃，蒸发出初始体积10～20％的水，析出盐浆，分离、干燥后制得含NaCl、KCl、MgCl₂、MgSO₄、K₂SO₄的混合盐产品；析出盐浆后剩余的浓卤水送入三效蒸发器(4)的第三效，温度控制在31～40℃，蒸发出初始体积6～11％的水，析出盐浆，分离、干燥后制得含NaCl、KCl、MgCl₂、MgSO₄的混合盐产品；析出盐浆后剩余的浓卤水送入第一结晶器(5)；三效蒸发器(4)中所产生的冷凝淡水排入洗盐器(7)；

5)在析出盐浆后剩余的浓卤水送入第一结晶器(5)中的同时加入与浓卤水Mg²⁺等当量的Na₂CO₃，使浓卤水中所含的Mg²⁺以MgCO₃的形式析出，形成盐浆，剩余浓卤水进入第二结晶器(6)中；

6)在第二结晶器(6)中加入Na₂CO₃，使浓卤水中所含的Li⁺以Li₂CO₃的形式析出，形成含Li₂CO₃的盐浆，盐浆通过第二结晶器(6)底端出口排入洗盐器(7)中，剩余的母液返回流程；

7)在洗盐器(7)中含Li₂CO₃盐浆用淡水洗涤，洗去盐浆中掺杂的NaCl，剩余盐浆干燥后制得Li₂CO₃产品。

4.如权利要求3所述的一种利用太阳能从卤水中制取碳酸锂的方法，其特征在于，所述步骤5)是在加入Na₂CO₃之前，可以依次向第一结晶器(5)中加入Na₂SO₄和Ca(OH)₂，形成含MgCO₃、Mg(OH)₂和CaSO₄·2H₂O的盐浆，形成的盐浆由第一结晶器(5)底端盐浆出口排出，剩余浓卤水进入第二结晶器(6)中。

5.如权利要求3或4所述的一种利用太阳能从卤水中制取碳酸锂的方法，其特征在于，所述的卤水是镁锂比大于40的硫酸盐型或氯化物型卤水。