[发明专利]一种四通道卷式膜及其分离一价锂盐的方法

说明书

本发明提供了一种四通道卷式膜，并利用该四通道卷式膜进行一价锂的分离。四通道卷式膜设置中心管和膜袋，利用转换节，使得水路可在中心管和内管中切换，实现同时双路进水、双路出水。可进行膜袋内部清洗。利用该四通道膜进行杂盐废水中锂等一价盐的分离，提高膜通量，大幅降低操作压力，提高膜袋使用寿命，降低处理成本。

技术领域

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种四通卷式道膜以及利用四通道卷式膜分离一价锂盐的方法。

背景技术

一价盐和二价盐的分离是工业应用中一大技术难题技术问题。通常要采取离子交换、中和沉降以及蒸发或冷冻结晶等办法，存在消耗大量酸碱盐或能耗，造成成本高。而采取膜分离技术，用一二价分离纳滤膜实现一二价分离，具备能耗低、效率高、不需要相变能耗、不需要消耗外加投入酸碱盐化学品，是节能环保的分离技术。

现有膜分离技术中一般采用的卷式膜的净水侧为封闭膜袋，卷式膜设置带孔中心管，使透过膜的净水进入中心管后导出，中心管只能进水，通量小，膜受到污染后也无法清洗，使用寿命缩短，处理成本增加。

传统的纳滤（NF）一二价分盐工艺，存在着进水盐含量的限制问题，因为进水盐度过高，渗透压很大，需要更大的操作外加压力，才能产水，因为膜两侧渗透压的低销了外加压力，而使有效的净压力减少，降低了膜的产水量，这就使工程项目中用膜量增加，工程成本增加。同时，过大的操作压力，使膜污染更加严重。

目前，一般采用多级纳滤（NF）和反渗透（RO）工艺结合，进行除渣和浓缩，流程长，功耗大，同时因为待处理水其中还有NaCl，普通的反渗透浓缩，在对LiCl浓缩的同时，NaCl也同时在浓缩，因为国产的反渗透膜，对于总盐的浓缩当量只能达到140g/L，锂离子效率较低，同时操作压力相当大。

当前只有正渗透的卷式膜采取四通道，正渗透的卷式膜组件的中心管转换节实现流体的进出转换，一方面造成阻力增大，使水流量压力存在分布不均一，影响膜使用寿命；一方面转换节为减少阻力，体积较大（直径70mm），而使膜的有效面积减少，使得成本增加。

在盐湖提锂领域中，采用的MVR（Mechanical Vapor Recompression，蒸汽机械再压缩技术），蒸发流程长、功耗大。现有的电化学脱嵌法盐湖提锂后的富锂液，一般由于盐湖水来源的不同，产出的富锂液中Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Cl^-、SO₄^2-、CO₃^2-等离子较多，锂离子的浓度一般为2-5g/L。面临解决镁锂分离、锂钠分离、锂硼分离、锂的浓缩等问题，电化学脱嵌法解决了镁锂分离和初步浓缩问题，但是富锂液中杂质离子较多，且使目标液浓缩，更加增加了结垢的倾向。正渗透从理论上可以实现利用低压力作用，采取高浓度汲取液将待处理溶液实现脱水浓缩，得到高于140 g/L的目标浓缩液。但正渗透存在着难于克服的内浓差极化问题，使实际产水量仅仅有理论通量的10%不到。

作为一二价盐的分离问题的杂盐废水，如盐湖提锂（从杂盐中分离出锂）、工业污水盐资源化（从硫酸钠中分离出氯化钠）、氯碱一次盐水精制（将硫酸钠从氯化钠中去除）等，都存在着上述问题。

因此，需要设计开发一种新型四通道卷式膜，具备体积较小且有较小的阻力的转换节，能够用于实现一价盐的膜分离与浓缩。可以满足在较低的操作压力下，具备较高的产水通量，减少膜污染结垢，提高膜的使用寿命。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种四通道卷式膜，所述四通道卷式膜设置中心管和膜袋，中心管内部设置内管，设置转换节，使得同一水路可在中心管和内管中切换，实现可同时双路进水、双路出水。膜袋内部与中心管相连通，可进行膜袋内部清洗。利用该四通道膜进行杂盐废水中锂等一价盐的分离，提高膜通量，大幅降低操作压力，提高膜袋使用寿命，降低处理成本，从而完成本发明。