[发明专利]一种卤水浓缩和软化处理的方法及装置

说明书

本发明公开一种集成反渗透、纳滤一体处理卤水浓缩和软化的方法及装置，主要集成反渗透膜和纳滤膜为一体，使卤水通过反渗透膜浓缩，浓缩液直接进入纳滤膜软化，使卤水实现在线一体浓缩软化目的，本发明主要体现在，反渗透膜和纳滤膜集成在同一个装置上，利用反渗透浓缩液压力直接驱动纳滤膜达到分离软化过滤效果，该装置可以达到节省整个工程系统能耗、占地面积和投资成本，具有很好的工程经济性和推广性，本发明适用于卤水精制领域，文中卤水包括，盐湖卤水、地下卤水、制盐卤水。

技术领域

本发明涉及一种卤水浓缩和软化处理的方法及装置，属于膜分离技术领域。

背景技术

受益于新能源产业的发展，作为战略资源的锂日益受到重视，被称为21世纪的能源金属。盐湖卤水提锂是全球锂盐生产的主要来源，盐湖提理产品占据锂盐产品的70%以上。通常盐湖卤水中镁、锂元素共生，并且由于镁、锂元素物理化学性质相近，给盐湖卤水提锂造成了较大的困难。

纳滤膜具有优异的截留二价和多价离子，而透过单价离子的性能，从而可以实现一价离子与二价及以上离子的分离，基于此特点，可以将纳滤膜技术应用于盐湖卤水提理的过程当中的镁、锂分离。纳滤膜的孔径范围介于反渗透膜和超滤膜之间，其对二价和多价离了及分子量在200～1000之间的有机物有较高的脱除性能，而对单价离子和小分子的脱除率则较低。同时由于纳滤膜对单价离子和小分子的脱除率低，过程渗透压较小，所以，在相同条件下，纳滤与反渗透相比可节能15%左右。因而在水处理中，纳滤被广泛应用于水的净化、卤水软化、有机物和生物活性物质的除盐和浓缩等领域。

例如非专利文献（康为清. 纳滤法应用于盐湖卤水镁锂分离的研究[D]. 2014.）中，针对盐湖卤水综合利用开发中镁锂分离的问题，采用纳滤法进行卤水镁锂分离工艺的实验研究，获取了不同型号商业纳滤膜元件的纳滤实验数据，选取了适合卤水分离的商业膜元件，对不同组成卤水进行纳滤实验,证明了纳滤法分离卤水中镁锂的可行性。专利文献CN1542147A中，提出了一种纳滤法从盐湖卤水中分离镁和富集锂的方法，将盐湖卤水送入纳滤器的高压侧，在纳滤膜两侧施加压力形成压差，原料卤水中大量锂离子和部分水从高压侧经纳滤膜迁移到低压侧成为富锂卤水；高压侧剩余的溶液成为贫锂而富含镁、硼酸根、硫 酸根等其他离子的卤水；所述的纳滤器的纳滤膜为一价离子选择性纳滤膜。

但是，现在技术中仍然存在着纳滤膜对镁和锂的分离系数不能进一步提高，以及纳滤膜在运行过程中能耗较高的问题。

发明内容

本发明的目的是：解决现有技术中对卤水进行纳滤膜法除二价盐的过程中存在的镁和锂的分离系数不高、纳滤膜所需要的能耗较大的问题。本发明提出了一种卤水浓缩和软化方法，对于卤水首先采用反渗透膜浓缩至一定比例后，再用纳滤膜对反渗透膜的浓水进行一价盐和二价盐的分离，并且反渗透膜的浓缩侧的管路直接连接至纳滤膜的进水口，中间不设增压泵。一方面，通过将卤水浓度提高后，可以提高在镁和锂在纳滤过程的分离系数，另一方面，由于将反渗透膜的浓缩液直接与纳滤膜的进水口连通，利用了反渗透浓液具有的较高压力直接向纳滤膜供液，实现了将反渗透膜的压力再次利用的效果，节约了能耗。

技术方案是：

本发明的第一个方面，提供了：

一种卤水浓缩和软化处理的方法，包括如下步骤：

第1步，将卤水送入反渗透膜中进行浓缩；

第2步，对反渗透膜得到的浓缩液采用纳滤膜处理，截留二价盐离子，得到纳滤浓缩液和纳滤透过液；

其中，反渗透膜的浓缩侧的管路与纳滤膜的进液口通过管路直接连接，中间不经过增压处理。