[发明专利]碳酸锂洗水资源化综合利用的装置及其方法

权利要求书

1.一种碳酸锂洗水资源化综合利用的装置，其特征在于，包括第一离子交换树脂塔(1)、酸化槽(2)、电渗析设备(3)、反渗透设备(4)、第二离子交换树脂塔(5)、双极膜电渗析设备(6)和蒸汽机械再压缩设备(7)；

所述第一离子交换树脂塔(1)的出水口连接酸化槽(2)进水口，酸化槽(2)的出水口连接电渗析设备(3)的料液进水口，电渗析设备(3)的浓水出口连接第二离子交换树脂塔(5)的进水口，第二离子交换树脂塔(5)的出水口连接双极膜电渗析设备(6)的进水口，双极膜电渗析设备(6)的酸液出口重新接入酸化槽(2)进水口，双极膜电渗析设备(6)的碱液出口连接蒸汽机械再压缩设备(7)进水口；电渗析设备(3)的淡水出口以及双极膜电渗析设备(6)的料液出口均连接反渗透设备(4)进水口，反渗透设备(4)的浓水出口重新接入电渗析设备(3)的料液进水口。

2.如权利要求1所述的碳酸锂洗水资源化综合利用的装置，其特征在于，所述的双极膜电渗析设备(6)为三室型双极膜电渗析设备。

3.一种碳酸锂洗水资源化综合利用的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

S1、采用离子交换树脂对碳酸锂洗水进行预处理，去除洗水中Ca²⁺、Mg²⁺等杂质；

S2、采用酸液对经步骤S1处理后的碳酸锂洗水进行酸化处理，控制pH在7以下，使洗水中碳酸锂完全转化为锂离子；

S3、采用电渗析技术对步骤S2中酸化后的洗水进行浓缩；

S4、将步骤S3中电渗析浓缩后的浓水采用离子交换树脂进一步除杂，电渗析产出的淡水采用反渗透技术进行进一步浓缩；

S5、将步骤S4中采用反渗透技术浓缩后的浓水返回电渗析进行二级浓缩；

S6、采用双极膜电渗析工艺处理步骤S4中离子交换树脂除杂后的电渗析浓水，得到氢氧化锂溶液和酸溶液；

S7、双极膜电渗析工艺剩余的淡盐水采用反渗透技术进行进一步浓缩；

S8、步骤S7中反渗透浓缩后的浓水再按照步骤S5和S6循环处理，重新得到氢氧化锂溶液和酸溶液；

S9、双极膜电渗析工艺产出的酸溶液可循环导入酸化槽用于碳酸锂洗水酸化；

S10、双极膜电渗析工艺产出的氢氧化锂溶液采用蒸汽机械再压缩(MVR)技术制备高纯LiOH晶体。

4.根据权利要求3所述的一种碳酸锂洗水资源化综合利用的方法，其特征在于，所述碳酸锂洗水可以是来自粗碳酸锂或碳酸锂滤饼多级浆洗产生的淋洗液，其中主要含有0.5～1.54wt％碳酸锂，0～10g/L的Na⁺，0～50mg/L的Ca²⁺，0～10mg/L的Mg²⁺，10～150ppm的EDTA。

5.根据权利要求3所述的一种碳酸锂洗水资源化综合利用的方法，其特征在于，所述去除碳酸锂洗水中的Ca²⁺、Mg²⁺的预处理方法可以是离子交换法、纳滤、双碱软化法的一种或几种。

6.根据权利要求3所述的一种碳酸锂洗水资源化综合利用的方法，其特征在于，所述酸化碳酸锂洗水的无机酸可以是盐酸、硝酸、硫酸中的一种或几种；所述碳酸锂洗水酸化过程中，控制pH＝2～6，温度20～30℃，反应时间为10～30min。

7.根据权利要求3所述的一种碳酸锂洗水资源化综合利用的方法，其特征在于，所述电渗析技术所用的电渗析膜堆可以是均相膜膜堆或合金膜膜堆；所述电渗析膜堆的膜材料为PES、PVC、PE、PS、PP中的一种或几种。

8.根据权利要求3所述的一种碳酸锂洗水资源化综合利用的方法，其特征在于，所述电渗析浓缩浓水中LiCl的含量在8wt％以上，COD低于100ppm。