专利摘要

本发明公开了一种镁锂分离并富集锂的方法，包括：对盐田老卤进行稀释和过滤，得到纳滤原水；使所述纳滤原水进入第一纳滤分离装置，进行镁锂分离，得到第一纳滤浓水和第一纳滤淡水；使所述第一纳滤淡水进入反渗透装置进行一次浓缩，得到反渗透浓水和反渗透淡水；使所述反渗透浓水进入第二纳滤分离装置，再次进行镁锂分离，得到第二纳滤浓水和第二纳滤淡水；使所述第二纳滤淡水进入电渗析装置进行二次浓缩，得到电渗析浓水和电渗析淡水，所述电渗析浓水为富集有锂离子的溶液。本发明将超滤、纳滤、反渗透、电渗析四种膜分离技术按照一定顺序进行耦合，充分利用发挥各种膜分离技术的优势完成高镁锂比盐湖卤水中锂的高效分离与富集。

权利要求

1.一种镁锂分离并富集锂的方法，其特征在于包括：

（1）对盐田老卤进行一次稀释，一次稀释后的盐田老卤依次进入多介质过滤设备及超滤设备中进行过滤，之后进行二次稀释，得到纳滤原水，所述盐田老卤中锂离子浓度为0.2~5.0g/L、镁离子与锂离子的质量比为6~180：1；

（2）使所述纳滤原水进入第一纳滤分离装置，所述第一纳滤分离装置至少包括一级纳滤分离单元和二级纳滤分离单元，所述纳滤原水先进入一级纳滤分离单元进行镁锂分离，得到一级纳滤浓水和一级纳滤淡水，所述一级纳滤淡水再进入二级纳滤分离单元进行镁锂分离，得到第一纳滤浓水和第一纳滤淡水，所述一级纳滤分离单元包括多段串联的一级纳滤分离模块，其中各段一级纳滤分离模块所含纳滤分离膜的数量配比为185~365:85~165，所述二级纳滤分离单元包括多段串联的二级纳滤分离模块，其中各段二级纳滤分离模块所含纳滤分离膜的数量配比为35~115:5~45，所述第一纳滤分离装置进行镁锂分离的操作压力为3.5~10.0 MPa，所述第一纳滤淡水中锂离子浓度为0.1~2.0 g/L、镁离子与锂离子的质量比为0.02-3.2：1；

（3）使所述第一纳滤淡水进入反渗透装置进行一次浓缩，得到反渗透浓水和反渗透淡水；

（4）使所述反渗透浓水进入第二纳滤分离装置，再次进行镁锂分离，得到第二纳滤浓水和第二纳滤淡水，所述第二纳滤分离装置包括多段串联的三级纳滤分离单元，其中各段三级纳滤分离单元所含纳滤分离膜的数量配比为35~115:5~45，所述第二纳滤分离装置进行镁锂分离的操作压力为0.5~4.0MPa，所述第二纳滤淡水中锂离子浓度为1.5~4.5 g/L、镁离子与锂离子的质量比为0.01-1.2：1；

（5）使所述第二纳滤淡水进入电渗析装置进行二次浓缩，得到电渗析浓水和电渗析淡水，所述电渗析浓水为富集有锂离子的溶液；

所述纳滤分离膜对一价离子和二价离子具有选择性，所述二次浓缩时采用离子选择膜。

2.根据权利要求1所述的镁锂分离并富集锂的方法，其特征在于：所述一级纳滤分离单元中，各段一级纳滤分离模块所含纳滤分离膜的数量配比为225~325:105~145；所述二级纳滤分离单元中，各段二级纳滤分离模块所含纳滤分离膜的数量配比为55~95:20~30。

3.根据权利要求1所述的镁锂分离并富集锂的方法，其特征在于：所述第一纳滤分离装置进行镁锂分离的操作压力为4.0~6.0 MPa。

4.根据权利要求1所述的镁锂分离并富集锂的方法，其特征在于：所述第一纳滤淡水中锂离子浓度为0.5~1.2 g/L、镁离子与锂离子的质量比为0.05~0.2：1。

5.根据权利要求1所述的镁锂分离并富集锂的方法，其特征在于：所述盐田老卤中锂离子浓度为2.5~4.0 g/L、镁离子与锂离子的质量比为6~55：1。

6.根据权利要求1所述的镁锂分离并富集锂的方法，其特征在于：所述反渗透装置包括多段串联的反渗透单元，其中各段反渗透单元所含反渗透膜的数量配比为98~190:71~121:24~60，所述反渗透装置进行一次浓缩的操作压力为3.5~15.0 MPa，所述反渗透浓水中锂离子浓度为2.0~10 g/L、镁离子与锂离子的质量比为0.05-3.0：1。

7.根据权利要求6所述的镁锂分离并富集锂的方法，其特征在于：所述反渗透装置包括多段串联的反渗透单元，其中各段反渗透单元所含反渗透膜的数量配比为132~156:84~108:33~51。

8.根据权利要求6所述的镁锂分离并富集锂的方法，其特征在于：所述反渗透装置进行一次浓缩的操作压力为3.5~10.0 Mpa。

9.根据权利要求6所述的镁锂分离并富集锂的方法，其特征在于：所述反渗透浓水中锂离子浓度为3.0~5.0 g/L，镁离子与锂离子的质量比为0.07~0.2：1。

10.根据权利要求1所述的镁锂分离并富集锂的方法，其特征在于：所述各段三级纳滤分离单元所含纳滤分离膜的数量配比为55~95:20~30。

11.根据权利要求1所述的镁锂分离并富集锂的方法，其特征在于：所述第二纳滤分离装置进行镁锂分离的操作压力为0.8~2.0 MPa。

12.根据权利要求1所述的镁锂分离并富集锂的方法，其特征在于：所述第二纳滤淡水中锂离子浓度为2.5~4.0 g/L、镁离子与锂离子的质量比为0.05~0.15：1。

13.根据权利要求1所述的镁锂分离并富集锂的方法，其特征在于：所述电渗析浓水中锂离子浓度为6~25g/L、镁离子与锂离子的质量比为0.05~1.3：1。

14.根据权利要求13所述的镁锂分离并富集锂的方法，其特征在于：所述电渗析浓水中锂离子浓度为14~22 g/L、镁离子与锂离子的质量比为0.07~0.2：1。

15.根据权利要求1所述的镁锂分离并富集锂的方法，其特征在于：所述离子选择膜包括均相膜、半均相膜和非均相膜中的一种。

说明书

技术领域

本发明涉及一种镁锂分离并富集锂的方法，属于溶液分离与纯化技术领域。

背景技术

锂作为“推动世界进步的重要元素”，已被列为国家矿产，是矿产资源宏观调控和监督管 理的重点对象。锂资源在航空航天、电气电子及金属冶炼等国民经济的各个领域具有广泛的 应用，锂资源的开发与发展是我国争夺能源高地的重中之重，是国家的重大需求。我国已探 明的锂资源工业储量位居世界第二,其中卤水锂占锂资源总储量的79％，仅青藏高原地区盐 湖卤水锂的远景储量就与世界一些国家目前己探明的总储量相当。但青海地区盐湖卤水的显 著特点是高镁低锂，且镁、锂的化学性质相近，大量镁的存在导致分离、提取锂的难度增大。

单一的盐湖卤水提锂及锂的富集方法很难在实现盐湖卤水镁锂分离的同时达到锂的高效 富集浓缩的目的。除此之外，部分盐湖卤水富集锂的工艺过程中为达到制备高纯锂盐所需锂 的浓度，需利用蒸发浓缩设备对镁锂分离之后的卤水进行浓缩，这降低了高纯锂盐的生产效 率，且由于蒸发浓缩过程能耗大，增加了高纯锂盐的生产成本。

目前盐湖卤水提锂的方法有煅烧法、吸附法、纳滤膜分离法、电渗析法等。上述方法均 已在盐湖提锂中得到应用，但是不同方法具有各自优缺点，均需要一定的完善和改进。比如 煅烧法提锂能耗高且煅烧过程中会产生环境污染；吸附提锂过程易产生吸附剂溶损；萃取提 锂过程中易产生有机污染且萃取剂会对设备产生腐蚀；纳滤法则需要对原始卤水进行稀释， 淡水消耗量大且过程能耗高；利用电渗析进行盐湖卤水提锂存在锂损失大、电流效率低的问 题。

例如，CN03108088.X，公开了一种纳滤法从盐湖卤水中分离镁和富集锂的方法。该方法 通过纳滤技术对含锂卤水或含锂溶液进行镁锂分离及锂的富集，用所得的富锂卤水制取碳酸 锂或氢氧化锂，实现了高镁锂比盐湖卤水提锂，工艺流程简单、操作可靠、能耗低。但是该 专利对含锂卤水进行分离、富集之后所得的富锂卤水中锂离子含量较低；高压侧的浓液返回 原液槽循环过程降低镁锂分离效果；且间歇循环操作过程效率低、连续性差、不利进行推广 应用、产业化示范及规模化生产。

另有，CN 201310035015.7，公开了一种用于从高镁锂比盐湖卤水分离锂的盐湖卤水处理 方法。该方法首先通过纳滤装置对经蒸发、除硫的老卤进行纳滤处理再将所得的富锂产水送 入反渗透装置进行浓缩得到反渗透浓水，之后将经深度除镁后的反渗透浓水进行盐田蒸发， 得到富锂卤水。该专利过程中经纳滤处理后的纳滤产水镁锂比较高，导致后续经反渗透浓缩 及盐田蒸发之后所得的富锂卤水中依然维持较高的镁锂比高；且反渗透浓缩后的富锂产水锂 离子浓度低，仍需盐田蒸发才能达到制备高纯碳酸锂所需的锂离子浓度。但盐田蒸发过程受 季节影响大，产品产量和质量不稳定，同时盐田渗漏损失量高，导致锂的收率及利用率低； 此外该过程中反渗透淡水的回用比例较低，不利于淡水的回收利用。

又例如，CN 201310731430.6，公开了一种盐卤氯化锂的提取方法及装置。该专利将老卤 池中的含锂老卤吸附解析后所得的解吸液经粗过滤器过滤后送入纳滤装置进行镁锂分离；再 利用反渗透装置将纳滤透过液进行浓缩，得到反渗透浓缩液；最后通过晒盐或蒸发工序将反 渗透浓缩液进行进一步浓缩以提取高纯度的盐卤氯化锂。但是利用铝盐吸附剂吸附盐卤中的 锂时存在解吸率低，吸附剂溶损率大、吸附量低、使用寿命短的问题；且反渗透浓缩过程中 锂的浓缩倍数低、反渗透浓水中锂含量低，后续仍需进行晒盐或蒸发以进一步提高锂离子浓 度。

再例如CN 201610583440.3，公开了一种电池级碳酸锂的制备方法。该专利利用一价离子 选择性膜对吸附提锂后的洗脱液进行电渗析处理，完成锂同镁及硫酸根和硼酸根等杂质离子 的分离和锂的浓缩。获得锂含量为10g/L～20g/L，镁锂比为0.1～1的富锂浓缩液后再对其进 行深度除钙镁、沉锂转化、过滤洗涤和干燥冷却，最终得到电池级碳酸锂产品。该专利使用 多级电渗析的方法对富锂洗脱液中的锂进行浓缩，但是由于洗脱液中氯化锂的浓度低，需进 行多次电渗析循环操作，这使得浓缩周期增加；且电渗析过程耗电量大，电流电流效率低， 增加了浓缩过程的能耗，降低了浓缩效率；最终获得的富锂浓缩液镁锂比较高，增加了后续 除镁及沉淀转化过程的压力，增加了获得碳酸锂产品的成本。

因此，一种高效、合理的同步实现盐湖含锂卤水中镁锂分离、卤水中锂高效浓缩的方法， 对于提高富锂卤水的锂离子收率、降低工艺成本及能耗至关重要。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种镁锂分离并富集锂的方法，从而克服了现有技术中的不 足。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明实施例提供了一种镁锂分离并富集锂的方法，包括：

(1)对盐田老卤进行稀释和过滤，得到纳滤原水；

(2)使所述纳滤原水进入第一纳滤分离装置，进行镁锂分离，得到第一纳滤浓水和第一 纳滤淡水；

(3)使所述第一纳滤淡水进入反渗透装置进行一次浓缩，得到反渗透浓水和反渗透淡水；

(4)使所述反渗透浓水进入第二纳滤分离装置，再次进行镁锂分离，得到第二纳滤浓水 和第二纳滤淡水；

(5)使所述第二纳滤淡水进入电渗析装置进行二次浓缩，得到电渗析浓水和电渗析淡水， 所述电渗析浓水为富集有锂离子的溶液。

较之现有技术，本发明的有益效果在于：

(1)本发明主要针对膜分离提锂过程中存在的缺陷，创新性的将超滤、纳滤、反渗透、 电渗析四种膜分离技术按照一定顺序进行耦合，充分利用发挥各种膜分离技术的优势完成高 镁锂比盐湖卤水中锂的高效分离与富集。

(2)充分利用多级纳滤分离技术，可有效对镁锂分离过程进行强化，降低进入电渗析装 置中卤水的镁锂比，降低电渗析装置的浓缩压力，提高浓缩效率，提高电渗析浓水中的锂离 子浓度，获得制备高纯锂盐所需的合格富锂卤水，实现盐湖卤水镁锂分离的同时完成盐湖卤 水中锂的高效浓缩，达到制备高纯锂盐所需的锂离子浓度，并具有较低的锂损失率，充分保 证了富锂卤水中锂的含量。

(3)创新性的采用三级纳滤技术，有效降低了电渗析单元的浓缩压力，减少了电渗析单 元的能耗及生产成本；有利于提高后续锂盐生产过程的自动化程度，减少锂盐生产过程中的 设备投资，大幅度减少精制除镁阶段碱的使用量，降低高纯锂盐的生产成本。

(4)本发明将经超滤除杂后的盐湖卤水送入分离单元，充分利用纳滤膜对一、二价离子 的选择性完成盐湖卤水中镁、锂的高效分离；然后将镁锂比较低的纳滤淡水送入一次浓缩单 元进行锂的一次浓缩，再通过三级纳滤分离单元对反渗透浓水进行镁锂分离，进一步降低反 渗透浓水的镁锂比；而后利用电渗析技术将低镁锂比、高锂含量的三级纳滤淡水进行二次浓 缩，以达到制备高纯锂盐所需的锂离子浓度，过程中充分利用了四种膜分离技术的优势完成 盐湖卤水进行镁锂分离的同时达到盐湖卤水中锂高效浓缩的目的。本发明过程工艺过程简单， 镁锂分离效果好，锂的浓缩周期短，锂的浓缩效果显著。本发明完成镁锂分离及锂的高效浓 缩过程中采用全物理过程，不会对环境产生污染。过程中充分实现淡水循环利用，提高了淡 水回用率，有效降低了富锂卤水的生产过程的能耗及成本，具有突出的经济性优势。

附图说明

图1是本发明实施例一中镁锂分离并富集锂的方法流程图。

具体实施方式

鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方 案，如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。

作为本发明技术方案的一个方面，其所涉及的是一种镁锂分离并富集锂的方法，包括：

(1)对盐田老卤进行稀释和过滤，得到纳滤原水；

(2)使所述纳滤原水进入第一纳滤分离装置，进行镁锂分离，得到第一纳滤浓水和第一 纳滤淡水；

(3)使所述第一纳滤淡水进入反渗透装置进行一次浓缩，得到反渗透浓水和反渗透淡水；

(4)使所述反渗透浓水进入第二纳滤分离装置，再次进行镁锂分离，得到第二纳滤浓水 和第二纳滤淡水；

(5)使所述第二纳滤淡水进入电渗析装置进行二次浓缩，得到电渗析浓水和电渗析淡水， 所述电渗析浓水为富集有锂离子的溶液。

在一些实施方案中，所述第一纳滤分离装置至少包括一级纳滤分离单元和二级纳滤分离 单元，所述纳滤原水先进入一级纳滤分离单元进行镁锂分离，得到一级纳滤浓水和一级纳滤 淡水，所述一级纳滤淡水再进入二级纳滤分离单元进行镁锂分离，得到所述第一纳滤浓水和 第一纳滤淡水。

在一些较为优选的实施方案中，所述一级纳滤分离单元包括多段串联的一级纳滤分离模 块，其中各段一级纳滤分离模块分别含有不同数量配比的纳滤分离膜，所述二级纳滤分离单 元包括多段串联的二级纳滤分离模块，其中各段二级纳滤分离模块分别含有不同数量配比的 纳滤分离膜。

进一步地，一级纳滤分离单元中，各段一级纳滤分离模块含有的纳滤分离膜的数量配比 范围为185～365:85～165，优选为225～325:105～145。

进一步地，二级纳滤分离单元中，各段二级纳滤分离模块含有的纳滤分离膜的数量配比 范围为35～115:5～45，优选为55～95:20～30。

进一步地，所述纳滤分离膜对一价离子和二价离子具有选择性。

在一些实施方案中，所述第一纳滤分离装置进行镁锂分离的操作压力为3.5～10.0MPa， 优选为4.0～6.0Mpa。

在一些实施方案中，所述第一纳滤淡水中锂离子浓度为0.1～2.0g/L，优选为0.5～1.2g/L。

在一些实施方案中，所述第一纳滤淡水中镁离子与锂离子的质量比为0.02-3.2：1，优选 为0.05～0.2：1。

在一些实施方案中，步骤(1)具体包括：对盐田老卤进行一次稀释，一次稀释后的盐田 老卤依次进入多介质过滤设备及超滤设备中进行过滤，之后进行二次稀释，得到纳滤原水。

在一些实施方案中，所述盐田老卤中锂离子浓度为0.2～5.0g/L，优选为2.5～4.0g/L。

在一些实施方案中，所述盐田老卤中镁离子与锂离子的质量比为6～180：1，优选为6～55： 1。

在一些实施方案中，所述反渗透装置包括多段串联的反渗透单元，其中各段反渗透单元 分别含有不同数量配比的反渗透膜。

在一些较为优选的实施方案中，各段反渗透膜数量配比范围为：98～190:71～121:24～60， 优选为132～156:84～108:33～51。

在一些实施方案中，所述反渗透装置进行一次浓缩的操作压力为3.5～15.0MPa，优选为 3.5～10.0Mpa。

在一些实施方案中，所述反渗透浓水中锂离子浓度为2.0～10g/L，优选为3.0～5.0g/L。

在一些实施方案中，所述反渗透浓水中镁离子与锂离子的质量比为0.05-3.0：1，优选为 0.07～0.2：1。

在一些实施方案中，所述第二纳滤分离装置包括多段串联的三级纳滤分离单元，其中各 段三级纳滤分离单元分别含有不同数量配比的纳滤分离膜；

在一些较为优选的实施方案中，各段纳滤分离膜数量配比范围为：35～115:5～45，优选为 55～95:20～30。

进一步地，所述纳滤分离膜对一价离子和二价离子具有选择性。

在一些实施方案中，所述第二纳滤分离装置进行镁锂分离的操作压力为0.5～4.0MPa，优 选为0.8～2.0Mpa。

在一些实施方案中，所述第二纳滤淡水中锂离子浓度为1.5～4.5g/L，优选为2.5～4.0g/L。

在一些实施方案中，所述第二纳滤淡水中镁离子与锂离子的质量比为0.01-1.2：1，优选 为0.05～0.15：1。

在一些实施方案中，所述电渗析浓水中锂离子浓度为6～25g/L，优选为14～22g/L。

在一些实施方案中，所述电渗析浓水中镁离子与锂离子的质量比为0.05～1.3：1，优选为 0.07～0.2：1。

在一些实施方案中，所述二次浓缩时采用离子选择膜，所述离子选择膜包括均相膜、半 均相膜和非均相膜中的一种。

在一些具体的实施方案中，利用多种膜分离工艺的耦合来实现盐湖卤水中锂高效分离与 富集，主要包括以下步骤：

(1)前处理单元进行盐田老卤稀释除杂，得到纳滤原水：

来自盐田的老卤进入老卤罐，经一次稀释后送入多介质过滤器滤除悬浮物、泥沙等机械 杂质；

再进入有机膜超滤设备，经有机膜超滤设备滤除大分子物质、水溶性高聚物等杂质；

然后经二次稀释送入第一纳滤分离装置。其中盐田老卤中锂离子浓度为0.2～5.0g/L，优 选为2.5～4.0g/L，镁离子与锂离子的质量比为6～180：1，优选为6～55：1。

其中，稀释和前处理工艺，根据盐湖卤水的特点所确定。

(2)第一纳滤分离装置进行镁锂分离

纳滤原水进入第一纳滤分离装置进行镁锂分离，第一纳滤分离装置的关键设备为多级、 多段纳滤分离装置，例如包括一级纳滤分离单元和二级纳滤分离单元，采用优质高效、可在 超高压条件下工作的纳滤分离膜。将纳滤原水送入第一纳滤分离装置的高压侧，利用纳滤分 离膜两侧的压差及纳滤分离膜对一价、二价离子选择性的差异对卤水中的镁锂进行高效分离， 以降低卤水的镁锂质量比，并提升第一纳滤淡水中锂离子的浓度。多级分离过程中产生的第 一纳滤浓水进行回收利用，提高锂离子的利用率及收率。在分离单元4.0-6.0MPa的超高压分 离作用下，经多段、多级纳滤分离操作后，第一纳滤淡水中锂离子浓度为0.1～2.0g/L，优选 为0.5～1.2g/L，镁离子与锂离子的质量比降低至0.02-3.2：1，优选为0.05～0.2：1。

其中，利用纳滤分离膜对一价、二价离子不同的截留性能，对卤水中的镁锂进行分离， 降低老卤的镁锂比。

具体的，根据盐湖卤水的特点设置两级以上的纳滤分离工艺，卤水经一级纳滤分离后所 得的一级纳滤淡水进入二级纳滤过程进一步降低透过液中镁锂比，提高其锂离子浓度；二级 纳滤后所得的第一纳滤淡水可继续进入下一级纳滤过程进一步提升锂离子浓度，以此类推。 除多级纳滤之外，一、二级纳滤过程中还创造性的采用多段串联的形式，每段分别含有不同 数量配比的纳滤分离膜，以提高锂离子的利用率，提高锂的收率。一级纳滤分离之后产生的 一纳浓水与来自外界的一次稀释所用的工业淡水换热后排放至盐田进行回收利用，以充分利 用浓水中的能量，减少废水的排放；二级纳滤分离后产生的第一纳滤浓水返回至一级纳滤分 离单元，进行原卤的二次稀释，以降低工业淡水的使用量，降低生产成本，提高工艺过程中 锂离子的利用率，提高分离单元锂的收率。

(3)反渗透装置进行一次浓缩

上一步骤镁锂分离后的第一纳滤淡水进入反渗透装置进行一次浓缩。采用多段反渗透单 元将经过第一纳滤分离装置获得的第一纳滤淡水进行一次浓缩，将进一步提升锂离子浓度， 并产生反渗透淡水，产生的反渗透淡水用于卤水的二次稀释，反渗透浓水进入第二纳滤分离 装置中的三级纳滤分离单元再次进行镁锂分离。经反渗透一次浓缩后，反渗透浓水中锂离子 浓度为2.0～10g/L，优选为3.0～5.0g/L；镁离子与锂离子的质量比为0.05～3.0：1、优选为 0.07～0.2：1。

其中，采用海水淡化常用的反渗透膜，经一次浓缩之后可大幅度提升反渗透浓水中的锂 离子含量。根据反渗透膜的分离特点及盐湖卤水独特的离子含量特征，一级浓缩采用多段串 联的形式，每段分别含有不同数量配比的反渗透膜，以降低工艺的能耗，提高整个系统的合 理性，充分降低反渗透淡水中锂的透过率。

(4)第二纳滤分离装置进行镁锂分离

上一步骤一次浓缩后的富锂卤水进入第二纳滤分离装置中的三级纳滤分离单元进行镁锂 分离过程的强化。三级纳滤分离单元的关键设备为多段纳滤分离装置，分离过程采用优质高 效的一、二价离子选择性纳滤分离膜。将经一次浓缩后的富锂卤水送入三级纳滤分离单元的 高压侧，利用纳滤膜两侧的压差及纳滤膜对一价、二价离子选择性的差异对富锂卤水进行镁 锂分离过程的强化，再一次降低卤水的镁锂质量比，并大幅度提升第二纳滤淡水中的锂离子 浓度。三级纳滤分离过程中产生的第二纳滤浓水回收利用，提高工艺过程中锂离子的利用率 及收率。经分离操作后，第二纳滤淡水中锂离子浓度为1.5～4.5g/L，优选为2.5～4.0g/L，镁 离子与锂离子的质量比为0.01-1.2：1，优选为0.05～0.15：1。

其中，第二纳滤分离装置，利用纳滤分离膜对一价、二价离子不同的截留性能，强化反 渗透浓水的镁锂分离过程。根据纳滤分离膜的分离特点及盐湖卤水独特的离子含量特征，第 二纳滤分离装置中的三级纳滤分离单元采用多段串联的形式，每段分别含有不同数量配比的 纳滤分离膜，以降低分离工艺的能耗，提高整个系统的合理性，有效降低纳滤淡水的镁锂比， 提高纳滤淡水中的锂离子含量。

(5)电渗析装置进行二次浓缩

上一步骤纳滤镁锂分离之后的第二纳滤淡水进入电渗析装置进行二次浓缩。采用电渗析 装置将第二纳滤淡水进行二次浓缩，进一步提升锂离子浓度，控制最终得到的电渗析浓水的 镁锂比为0.05～1.3：1，优选为0.07～0.2：1，锂离子浓度可达6～25g/L，优选为14～22g/L。

其中，二级浓缩所采用的离子选择膜包括均相膜、半均相膜以及非均相膜等，优选采用 均相离子交换膜，其选择透过性高、电阻低、稳定性优异、耐强酸强碱、浓缩效率高，且成 分与普通离子交换树脂类似，使用寿命长。经电渗析浓缩之后，电渗析淡水返回至反渗透装 置进行回收利用，以提高整个工艺过程中的锂离子利用率，提高锂离子收率。

下面结合若干优选实施例及附图对本发明的技术方案做进一步详细说明，显然，所描述 的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领 域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保 护的范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件。

实施例1

(1)采用的老卤来自青海某硫酸盐型盐湖，老卤中锂离子含量为2.5g/L，Mg/Li质量比 为50。老卤经一次稀释进入多介质过滤器除去卤水中悬浮物、泥沙等杂质后进入有机超滤设 备进行完全除杂。完全除杂后的老卤经二次稀释的纳滤原水进入分离单元进行镁锂分离。整 个过程中老卤被稀释15倍。

(2)预处理后的卤水进入分离单元进行镁锂分离，获得的纳滤淡水中镁离子含量降低至 0.12g/L；锂离子含量为0.95g/l，Mg/Li质量比为0.125。

镁锂分离单元主要由一价离子选择性纳滤膜组成，操作压力为5.0MPa。根据盐湖卤水高 镁锂比的特点，设置多级纳滤工艺，卤水经一级纳滤分离后所得的一纳淡水进入二级纳滤过 程进一步降低透过液中镁锂比，提高其锂离子浓度，一纳浓水回收利用；二级纳滤分离后所 得的二纳淡水继续进入下一级纳滤过程进一步提升锂离子浓度，二纳浓水回收利用，以此类 推。最终获得的纳滤淡水进入反渗透单元进行一次浓缩，纳滤浓水直接回用于老卤的稀释以 回收利用，减少废水的排放，提高能量利用率。

(3)分离后的纳滤淡水进入反渗透系统进行一次浓缩，获得反渗透浓水中锂离子含量为 3.5g/L，Mg/Li质量比为0.146。

一次浓缩单元的操作压力为8.0MPa，且一次浓缩过程中获得的反渗透淡水直接回用于老 卤的稀释，提高淡水的利用率；反渗透浓水进入三级纳滤分离单元进行镁锂分离。

(4)一次浓缩后的反渗透浓水进入三级纳滤分离单元进行镁锂分离过程的强化，获得的 三纳淡水中锂离子含量为4.0g/L，Mg/Li质量比为0.07。

三级纳滤分离单元的操作压力为2.0MPa，且三级纳滤分离单元所产生的三纳浓水返回至 二级纳滤分离过程中，提高锂的利用率；三纳淡水进入电渗析系统进行二次浓缩。

(5)三纳淡水进入电渗析系统进行二次浓缩，二次浓缩后浓缩液中的锂离子含量为 20g/L，Mg/Li质量比为0.07。

二次浓缩过程中获得的电渗析淡水进入反渗透系统，通过一次浓缩单元实现残余锂的回 收和淡水的回用，二次浓缩过程中获得的电渗析浓水中锂离子含量达到制备高纯锂盐所需的 锂离子浓度。

整体工艺流程可参见图1。

上述实施例中采用的盐湖卤水和各阶段溶液的组成如表1所示。

表1实施例中老卤和各阶段溶液的组成

通过本实施例，实现了硫酸盐型盐湖卤水的镁锂分离及锂的高效富集，最终得到的电渗 析浓水可直接用于制备高纯锂盐。镁锂分离过程中锂离子的收率大于88％，整个浓缩系统的 锂离子收率大于95％，有效提高了整个过程中锂离子的利用率。

实施例2

(1)采用的老卤来自青海某硫酸盐型盐湖，老卤中锂离子含量为2.5g/L，Mg/Li质量比 为50。老卤经一次稀释进入多介质过滤器除去卤水中悬浮物、泥沙等杂质后进入有机超滤设 备进行完全除杂。完全除杂后的老卤经二次稀释进入分离单元进行镁锂分离。整个过程中老 卤被稀释15倍。

(2)预处理后的卤水进入分离单元进行镁锂分离，获得的纳滤淡水中镁离子含量降低至 0.23g/L；锂离子含量为0.65g/L，Mg/Li质量比为0.30。

镁锂分离单元主要由一价离子选择性纳滤膜组成，操作压力为3.5MPa。根据盐湖卤水高 镁锂比的特点，设置多级纳滤工艺，卤水经一级纳滤分离后所得的一纳淡水进入二级纳滤过 程进一步降低透过液中镁锂比，提高其锂离子浓度，一纳浓水回收利用；二级纳滤分离后所 得的二纳淡水继续进入下一级纳滤过程进一步提升锂离子浓度，二纳浓水回收利用，以此类 推。最终所得的纳滤淡水进入反渗透单元进行一次浓缩，纳滤浓水回收利用，减少废水的排 放，提高能量利用率。

(3)分离后的透过液进入反渗透系统进行一次浓缩，获得反渗透浓水中锂离子含量为 2.9g/L，Mg/Li质量比为0.345。

一次浓缩单元的操作压力为3.5MPa，且一次浓缩过程中获得的反渗透淡水直接回用于老 卤的稀释，提高淡水的利用率；反渗透浓水进入三级纳滤分离单元进行镁锂分离。

(4)一次浓缩后的反渗透浓水进入三级纳滤分离单元进行镁锂分离过程的强化，获得三 级纳滤淡水中锂离子含量为3.3g/L，Mg/Li质量比为0.18。

三级纳滤分离单元的操作压力为2.0MPa，且三级纳滤分离单元所产生的三纳浓水返回至 二级纳滤分离过程中，提高锂的利用率；三纳淡水进入电渗析系统进行二次浓缩。

(5)三纳淡水进入电渗析系统进行二次浓缩，二次浓缩后浓缩液中的锂离子含量为 14g/L，Mg/Li质量比为0.18。

二次浓缩过程中获得的电渗析淡水进入反渗透系统，通过一次浓缩单元实现残余锂的回 收和淡水的回用，二次浓缩过程中获得的电渗析浓水中锂离子含量达到制备高纯锂盐所需的 锂离子浓度。

上述实施例中采用的盐湖卤水和各阶段溶液的组成如表2所示。

表2实施例中老卤和各阶段溶液的组成。

通过本实施例，实现了硫酸盐型盐湖卤水的镁锂分离及锂的高效富集，最终得到的电渗 析浓缩液可直接用于制备高纯锂盐。镁锂分离过程中锂离子的收率大于70％，整个浓缩系统 的锂离子收率大于75％，有效提高了整个过程中锂离子的利用率。

实施例3

(1)采用的老卤来自青海某硫酸盐型盐湖，老卤中锂离子含量为0.2g/L，Mg/Li质量比 为180。老卤经一次稀释进入多介质过滤器除去卤水中悬浮物、泥沙等杂质后进入有机超滤 设备进行完全除杂。完全除杂后的老卤经二次稀释进入分离单元进行镁锂分离。整个过程中 老卤被稀释15倍。

(2)预处理后的卤水进入分离单元进行镁锂分离，获得的纳滤淡水中镁离子含量降低至 0.32g/L；锂离子含量为0.1g/L，Mg/Li质量比为3.2。

镁锂分离单元主要由一价离子选择性纳滤膜组成，操作压力为3.5MPa。根据盐湖卤水高 镁锂比的特点，设置多级纳滤工艺，卤水经一级纳滤分离后所得的一纳淡水进入二级纳滤过 程进一步降低透过液中镁锂比，提高其锂离子浓度，一纳浓水回收利用；二级纳滤分离后所 得的二纳淡水继续进入下一级纳滤过程进一步提升锂离子浓度，二纳浓水回收利用，以此类 推。最终所得的纳滤淡水进入反渗透单元进行一次浓缩，纳滤浓水回收利用，减少废水的排 放，提高能量利用率。

(3)分离后的透过液进入反渗透系统进行一次浓缩，获得反渗透浓水中锂离子含量为 2.0g/L，Mg/Li质量比为3.0。

一次浓缩单元的操作压力为3.5MPa，且一次浓缩过程中获得的反渗透淡水直接回用于老 卤的稀释，提高淡水的利用率；反渗透浓水进入三级纳滤分离单元进行镁锂分离。

(4)一次浓缩后的反渗透浓水进入三级纳滤分离单元进行镁锂分离过程的强化，获得三 级纳滤淡水中锂离子含量为2.2g/L，Mg/Li质量比为1.2。

三级纳滤分离单元的操作压力为0.5MPa，且三级纳滤分离单元所产生的三纳浓水返回至 二级纳滤分离过程中，提高锂的利用率；三纳淡水进入电渗析系统进行二次浓缩。

(5)三纳淡水进入电渗析系统进行二次浓缩，二次浓缩后浓缩液中的锂离子含量为6g/L， Mg/Li质量比为1.3。

二次浓缩过程中获得的电渗析淡水进入反渗透系统，通过一次浓缩单元实现残余锂的回 收和淡水的回用，二次浓缩过程中获得的电渗析浓水中锂离子含量达到制备高纯锂盐所需的 锂离子浓度。

上述实施例中采用的盐湖卤水和各阶段溶液的组成如表3所示。

表3实施例中老卤和各阶段溶液的组成。

通过本实施例，实现了硫酸盐型盐湖卤水的镁锂分离及锂的富集。镁锂分离过程中锂离 子的收率大于60％，整个浓缩系统的锂离子收率大于65％。

实施例4

(1)采用的老卤来自青海某硫酸盐型盐湖，老卤中锂离子含量为5.0g/L，Mg/Li质量比 为6。老卤经一次稀释进入多介质过滤器除去卤水中悬浮物、泥沙等杂质后进入有机超滤设 备进行完全除杂。完全除杂后的老卤经二次稀释进入分离单元进行镁锂分离。整个过程中老 卤被稀释15倍。

(2)预处理后的卤水进入分离单元进行镁锂分离，获得的纳滤淡水中镁离子含量降低至 0.1g/L；锂离子含量为2.0g/L，Mg/Li质量比为0.05。

镁锂分离单元主要由一价离子选择性纳滤膜组成，操作压力为9.0MPa。根据盐湖卤水高 镁锂比的特点，设置多级纳滤工艺，卤水经一级纳滤分离后所得的一纳淡水进入二级纳滤过 程进一步降低透过液中镁锂比，提高其锂离子浓度，一纳浓水回收利用；二级纳滤分离后所 得的二纳淡水继续进入下一级纳滤过程进一步提升锂离子浓度，二纳浓水回收利用，以此类 推。最终所得的纳滤淡水进入反渗透单元进行一次浓缩，纳滤浓水回收利用，减少废水的排 放，提高能量利用率。

(3)分离后的透过液进入反渗透系统进行一次浓缩，获得反渗透浓水中锂离子含量为 4.1g/L，Mg/Li质量比为0.05。

一次浓缩单元的操作压力为12MPa，且一次浓缩过程中获得的反渗透淡水直接回用于老 卤的稀释，提高淡水的利用率；反渗透浓水进入三级纳滤分离单元进行镁锂分离。

(4)一次浓缩后的反渗透浓水进入三级纳滤分离单元进行镁锂分离过程的强化，获得三 级纳滤淡水中锂离子含量为4.5g/L，Mg/Li质量比为0.04。

三级纳滤分离单元的操作压力为4.0MPa，且三级纳滤分离单元所产生的三纳浓水返回至 二级纳滤分离过程中，提高锂的利用率；三纳淡水进入电渗析系统进行二次浓缩。

(5)三纳淡水进入电渗析系统进行二次浓缩，二次浓缩后浓缩液中的锂离子含量为 23g/L，Mg/Li质量比为0.04。

二次浓缩过程中获得的电渗析淡水进入反渗透系统，通过一次浓缩单元实现残余锂的回 收和淡水的回用，二次浓缩过程中获得的电渗析浓水中锂离子含量达到制备高纯锂盐所需的 锂离子浓度。

上述实施例中采用的盐湖卤水和各阶段溶液的组成如表4所示。

表4实施例中老卤和各阶段溶液的组成。

通过本实施例，实现了硫酸盐型盐湖卤水的镁锂分离及锂的高效富集，最终得到的电渗 析浓缩液可直接用于制备高纯锂盐。镁锂分离过程中锂离子的收率大于90％，整个浓缩系统 的锂离子收率大于95％，有效提高了整个过程中锂离子的利用率。

对照例1

(1)采用的老卤来自青海某硫酸盐型盐湖，老卤中锂离子含量为2.5g/L，Mg/Li质量比 为50。老卤经一次稀释进入多介质过滤器除去卤水中悬浮物、泥沙等杂质后进入有机超滤设 备进行完全除杂。完全除杂后的老卤经二次稀释进入分离单元进行镁锂分离。整个过程中老 卤被稀释15倍。

(2)预处理后的卤水进入分离单元进行镁锂分离，获得的纳滤淡水中镁离子含量降低至 0.132g/L；锂离子含量为0.9g/L，Mg/Li质量比为0.147。

镁锂分离单元主要由一价离子选择性纳滤膜组成，操作压力为5.0MPa。根据盐湖卤水高 镁锂比的特点，设置多级纳滤工艺，卤水经一级纳滤分离后所得的一纳淡水进入二级纳滤过 程进一步降低透过液中镁锂比，提高其锂离子浓度，一纳浓水回收利用；二级纳滤分离后所 得的二纳淡水继续进入下一级纳滤过程进一步提升锂离子浓度，二纳浓水回收利用，以此类 推。最终获得的纳滤淡水进入反渗透单元进行一次浓缩，纳滤浓水回收利用，减少废水的排 放，提高能量利用率。

(3)分离后的纳滤淡水进入反渗透系统进行一次浓缩，获得反渗透浓水中锂离子含量为 3.5g/L，Mg/Li质量比为0.152。

一次浓缩单元的操作压力为8.0MPa，且一次浓缩过程中获得的反渗透淡水直接回用于老 卤的稀释，提高淡水的利用率；反渗透浓水进入电渗析系统进行二次浓缩。

(4)一次浓缩液进入电渗析系统进行二次浓缩，二次浓缩后浓缩液中的锂离子含量为 16g/L，Mg/Li质量比为0.154。

二次浓缩过程中获得的电渗析淡水与纳滤分离系统获得的富锂溶液进行共混，通过反渗 透系统实现残余锂的回收和淡水的回用，二次浓缩液中锂离子含量达到制备高纯锂盐所需的 锂离子浓度。

本对照例中采用的盐湖卤水和各阶段溶液的组成如表5所示。

表5对照例中老卤和各阶段溶液的组成

通过本对照例，实现了硫酸盐型盐湖卤水的镁锂分离及锂的富集。镁锂分离过程中锂离 子的收率高于86％，整个浓缩系统的锂离子收率大于80％，但由于未采用三级纳滤技术，整 个过程中锂离子的利用率仍然较低，锂的浓缩效果较差。

此外，本案发明人还参照实施例1-4的方式，以本说明书中列出的其它原料和条件等进 行了试验，例如，还以操作压力10.0MPa、4.0MPa、6.0MPa使第一纳滤分离装置进行镁锂 分离，以操作压力15.0MPa、10.0Mpa使反渗透装置进行一次浓缩，以操作压力0.8MPa、2.0MPa使第二纳滤分离装置进行镁锂分离等分别进行了试验；又例如，以盐田老卤中锂离子 浓度0.2～5.0g/L、盐田老卤中镁离子与锂离子的质量比6～180：1、第一纳滤淡水中锂离子浓 度0.1～2.0g/L、第一纳滤淡水中镁离子与锂离子的质量比0.02-3.2：1、反渗透浓水中锂离子 浓度2.0～10g/L、反渗透浓水中镁离子与锂离子的质量比0.05-3.0：1、第二纳滤淡水中锂离 子浓度1.5～4.5g/L、第二纳滤淡水中镁离子与锂离子的质量比0.01-1.2：1、电渗析浓水中锂 离子浓度6～25g/L、电渗析浓水中镁离子与锂离子的质量比0.05～1.3：1等分别进行了试验， 同样可实现高镁锂比盐湖卤水中锂的高效分离与富集，故而此处不对各个实施例的验证内容 进行逐一说明，仅以实施例1-4作为代表说明本发明申请优异之处。

需要说明的是，在本文中，在一般情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在 包括所述要素的步骤、过程、方法或者实验设备中还存在另外的相同要素。

应当理解，以上较佳实施例仅用于说明本发明的内容，除此之外，本发明还有其他实施 方式，但凡本领域技术人员因本发明所涉及之技术启示，而采用等同替换或等效变形方式形 成的技术方案均落在本发明的保护范围内。

一种镁锂分离并富集锂的方法专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。