本發明屬于鹽化工技術領域，具體地講，涉及一種降低老鹵中鎂鋰比的裝置及方法。

背景技術：

鋰是世界上最輕的金屬，由于具有一些特殊性質，鋰及其化合物有著廣泛而又特殊的用途，被譽為“能源金屬”和“推動世界前進的金屬”，因此在能源工業、航空航天工業、金屬冶煉及制造工業、制冷、陶瓷、玻璃等行業，發揮著極其重要的作用。目前全球對鋰產品的需求十分迫切，鋰的需求量逐年急速增長。

鋰的其中一個主要資源就是高鋰含量的鹽湖鹵水。從鹽湖鹵水中提鋰的工藝是通過一系列太陽蒸發池對鹵水進行逐級蒸發濃縮，分離出鋰鹽或高濃度鹵水，然后由工廠提純生產鋰鹽，加工過程的能源以太陽能為主，工藝簡單，生產規模易于調整，因此成本大大降低。因此，目前世界上鋰鹽總產量的80％以上都來自鹽湖鹵水。

我國鹽湖資源豐富，種類繁多，主要分布在青海、新疆、西藏和內蒙古等四個省區。鋰資源儲量大，含量高的鹽湖鹵水類型多屬于硫酸鹽型和氯化物型，如青海柴達木盆地的東、西臺吉乃爾、一里坪、察爾汗和大柴旦等鹽湖，具有很高的開采價值和巨大的潛在經濟效益。由于鹵水中含有多種組分如：鈉、鉀、鎂、鈣、硼、鋰等離子的氯化物、硫酸鹽和碳酸鹽等，不同的鹽湖組分差別很大，因而決定了鹽湖鋰資源開發建設所采用的加工工藝不同。一般而言，鹽湖鹵水中鎂鋰比(即鹽湖鹵水中鎂離子與鋰離子的質量比)的高低決定了利用鹵水資源生產鋰鹽的可行性以及鋰鹽產品的生產成本和經濟效益。國外的富鋰鹽湖鹵水，其鎂鋰比均較小，如美國的銀峰地下鹵水，鎂鋰比僅為1.5:1；智利的阿塔卡瑪鹽湖，鎂鋰比為6.25:1。經過鹽田灘曬，鈉、鉀、鎂等資源大量成礦的同時，鹵水中的鋰得到富集濃縮，鎂鋰比進一步降低，能夠直接送入鋰加工工廠，制取鋰產品。但是，我國的硫酸鹽型和氯化物型含鋰鹵水，均含有大量的鎂離子，鎂鋰比非常高，雖然鉀鎂鹽礦(如光鹵石、鉀鹽鎂礬、軟鉀鎂礬等)的析出降低了一定的鎂鋰比，但最終獲得的老鹵中鎂鋰比仍然高達10:1～400:1。由于鎂鋰性質的相似性，老鹵無法直接進入鋰加工車間，極大地限制了鹵水中鋰的分離和富集，成為制約我國鹽湖鋰資源開發和應用的瓶頸。

目前，鹽湖鹵水鎂鋰分離的方法，歸納起來有以下幾種：(1)氫氧化鈉法，即利用氫氧化鎂難溶于水的性質，加入強堿氫氧化鈉，沉淀除鎂，最后濃縮母液用純堿沉淀碳酸鋰，實現鎂鋰分離；(2)沉淀法，即在含鋰較高的鹵水中，加入某種沉淀劑將鋰從原料溶液中沉淀出來，然后再選擇某種試劑將鋰浸出，目前沉淀法從鹽湖鹵水中提鋰包括碳酸鹽沉淀法、鋁酸鹽沉淀法、水合硫酸鋰結晶沉淀法以及硼鎂、硼鋰共沉淀法等；(3)有機溶劑萃取法，即利用不同的有機溶劑作為萃取劑，將鋰從鹵水中萃取出來；(4)離子交換吸附法，即利用對鋰離子有選擇性吸附的吸附劑來吸附鋰離子，再將鋰離子洗脫下來，達到鋰離子與其它雜質離子分離的目的；(5)煅燒浸取法，即將提硼后鹵水蒸發去水50％，得到四水氯化鎂，在700℃煅燒2h，得到氯化鎂，然后加水浸取鋰，鋰浸取率90％以上，浸取液含鋰0.14％左右，再用石灰乳和純堿除去鈣、鎂等雜質，將溶液濃縮至含鋰為2％左右，加入純堿沉淀出碳酸鋰，鋰的收率90％左右，煅燒后的氯化鎂渣，經過精制可得純度為98.5％的氯化鎂副產品；(6)許氏法，即泵吸法；(7)蒸發析鎂鹽法，即通過高鎂鋰比鹵水蒸發至鹵水的氯化鋰復鹽(鋰光鹵石)飽和點，利用分批析出的水氯鎂石混鹽固相實現鹵水的鎂鋰分離；固相用氯化鎂洗滌液或淡水進行洗滌，同時在一水硫酸鋰接近飽和析出前，加入硫酸根沉淀劑沉淀去除硫酸根，洗滌液返回初始階段進行蒸發循環利用；(8)電滲析法，即將含鎂鋰鹽湖鹵水或鹽田日曬濃縮老鹵通過一級或多級電滲析器，利用一價陽離子選擇性離子交換膜和一價陰離子選擇性離子交換膜進行循環(連續式、連續部分循環式或批量循環式)工藝濃縮鋰，獲得富鋰低鎂鹵水，然后深度除雜、精制濃縮，便可制取碳酸鋰或氯化鋰；(9)納濾法，即利用納濾膜對不同價態的離子，具有不同的選擇性，從而實現不同價態離子的分離。但是上述各種方法中卻各自存在缺點：(1)在氫氧化鈉法中，氫氧化鈉與氯化鎂的反應速度非常快，易產生大量粒徑極細的氫氧化鎂小顆粒，使整個鹵水呈現膠體狀，過濾非常困難，鎂鋰難以分離；同時該法也僅適合于低鎂鋰比鹵水；(2)沉淀法對鹵水要求苛刻，僅適用于鎂鋰比值低的鹵水；(3)有機溶劑萃取法存在萃取劑溶損和設備腐蝕性大等問題；(4)離子交換劑存在樹脂等吸附劑價格高昂，吸附量低，極易被污染的問題，且對樹脂等吸附劑的強度要求高；(5)煅燒浸取法對鎂利用使流程復雜，設備腐蝕嚴重，需要蒸發的水量較大，動力消耗大，同時產生了大量的氯化氫氣體，空氣中極易吸水形成強酸霧，酸性腐蝕性強，對環境產生極大破壞；(6)“許氏法”雖然能使鹵水中鋰離子的濃度升高，但鹵水中仍存有大量的鎂，鎂鋰比仍然很高，遠遠未達到制取碳酸鋰的鹵水指標；(7)蒸發析鎂鹽法在蒸發過程中，鹵水的成鹵率低、固相夾帶含鋰鹵水量大；尤其在實際大規模鹽田灘曬中，固液充分分離不現實，最終鹵水的成鹵率更低，鋰夾帶損失量更大；且初始鎂鋰比更高的情況下，最終富鋰鹵水全部夾帶于固相混鹽中，無法實現固液分離；(8)電滲析法在運行過程中，產生了大量的氫氣和氯氣，不利于工藝的實施；同時須耗費大量的電能，提鋰成本大大提高；(9)采用納濾法時，目前技術一般僅能夠處理低鎂鋰比(一般低于20:1)的鹵水，針對鎂鋰比高于20:1的老鹵，前處理仍采用先去除硫酸根后鹽田蒸發析出水氯鎂石固相的方法降低鹵水中鎂鋰比至低于20:1，同樣存在成鹵率低和固相夾帶損失量大等缺陷。

技術實現要素：

為解決上述現有技術存在的問題，本發明提供了一種降低老鹵中鎂鋰比的裝置及方法，該裝置通過設置多個連續的納濾膜系統，并嚴格控制各納濾膜系統中流動的老鹵的鎂鋰比，從而將高鎂鋰比的老鹵中的鎂鋰比降至20:1以下，有效地對高鎂鋰比老鹵中的鎂鋰進行了分離。

為了達到上述發明目的，本發明采用了如下的技術方案：

一種降低老鹵中鎂鋰比的裝置，所述老鹵的鎂鋰比不低于20:1；所述裝置包括：

第一納濾膜系統，包括依次相連的第一混合池、第一納濾膜組件，以及與所述第一納濾膜組件相連的第一產水箱和第一濃水箱；所述第一混合池用于稀釋鎂鋰比為250:1～400:1的第一老鹵并獲得第一稀釋鹵水，若所述第一稀釋鹵水的鎂鋰比為250:1～400:1，所述第一納濾膜組件用于對所述鎂鋰比為250:1～400:1的第一稀釋鹵水進行鎂鋰分離，并獲得第一濃水和第一產水，所述第一濃水存儲在所述第一濃水箱中，所述第一產水存儲在所述第一產水箱中；

第二納濾膜系統，包括依次相連的第二混合池、第二納濾膜組件，以及與所述第二納濾膜組件相連的第二產水箱和第二濃水箱；所述第二混合池用于稀釋鎂鋰比為100:1～250:1的第二老鹵并獲得第二稀釋鹵水，若所述第二稀釋鹵水的鎂鋰比為100:1～250:1，所述第二納濾膜組件用于對所述鎂鋰比為100:1～250:1的第二稀釋鹵水進行鎂鋰分離，并獲得第二濃水和第二產水，所述第二濃水存儲在所述第二濃水箱中，所述第二產水存儲在所述第二產水箱中；

第三納濾膜系統，包括依次相連的第三混合池、第三納濾膜組件，以及與所述第三納濾膜組件相連的第三產水箱和第三濃水箱；所述第三混合池用于稀釋鎂鋰比為20:1～100:1的第三老鹵并獲得第三稀釋鹵水，所述第三稀釋鹵水流入所述第三納濾膜組件內并進行鎂鋰分離，分別獲得第三濃水和第三產水，所述第三產水的鎂鋰比低于20:1，所述第三濃水存儲在所述第三濃水箱中，所述第三產水存儲在所述第三產水箱中；

所述第一納濾膜組件、第二納濾膜組件、第三納濾膜組件均由若干納濾膜拼裝形成；

其中，若所述第一稀釋鹵水的鎂鋰比為100:1～250:1，則所述第一稀釋鹵水流入所述第二混合池中；若所述第一稀釋鹵水的鎂鋰比為20:1～100:1，則所述第一稀釋鹵水流入所述第三混合池中；若所述第一稀釋鹵水的鎂鋰比低于20:1，則所述第一稀釋鹵水流入所述第三產水箱中；若所述第二稀釋鹵水的鎂鋰比為20:1～100:1，則所述第二稀釋鹵水流入所述第三混合池中；若所述第二稀釋鹵水的鎂鋰比低于20:1，則所述第二稀釋鹵水流入所述第三產水箱中。

進一步地，所述裝置還包括第四納濾膜系統；所述第四納濾膜系統包括第四納濾膜組件、以及與所述第四納濾膜組件相連的第四產水箱和第四濃水箱；所述第四納濾膜組件用于對所述第三產水進行鎂鋰分離，并獲得第四濃水和第四產水，所述第四產水的鎂鋰比低于2:1，所述第四濃水存儲在所述第四濃水箱中，所述第四產水存儲在所述第四產水箱中。

進一步地，所述第一納濾膜系統、第二納濾膜系統、第三納濾膜系統和所述第四納濾膜系統均為多段納濾膜系統。

進一步地，所述第一納濾膜系統、第二納濾膜系統、第三納濾膜系統和所述第四納濾膜系統均為濃水內循環式膜系統。

進一步地，所述第一納濾膜系統還包括第一增壓泵，所述第一增壓泵用于將所述鎂鋰比為250:1～400:1的第一稀釋鹵水泵入所述第一納濾膜組件內；所述第二納濾膜系統還包括第二增壓泵，所述第二增壓泵用于將所述鎂鋰比為100:1～250:1的第二稀釋鹵水泵入所述第二納濾膜組件內；所述第三納濾膜系統還包括第三增壓泵，所述第三增壓泵用于將所述鎂鋰比為20:1～100:1的第三稀釋鹵水泵入所述第三納濾膜組件內；所述第四納濾膜系統還包括第四增壓泵，所述第四增壓泵用于將所述第三產水泵入所述第四納濾膜組件內。

進一步地，所述裝置還包括前處理裝置；所述前處理裝置包括前處理納濾膜組件，所述前處理納濾膜組件用于對鎂鋰比大于400:1的老鹵進行鎂鋰分離，并獲得前處理濃水和前處理產水；所述前處理產水流入所述第一混合池中。

本發明的另一目的在于提供一種利用如上任一所述的裝置降低老鹵中鎂鋰比的方法，包括步驟：

S1、稀釋所述第一老鹵并獲得所述第一稀釋鹵水；若所述第一稀釋鹵水的鎂鋰比為250:1～400:1，則所述第一稀釋鹵水流入所述第一納濾膜組件內并進行鎂鋰分離，獲得所述第一濃水和所述第一產水，所述第一產水并入所述第一老鹵中；若所述第一稀釋鹵水的鎂鋰比為100:1～250:1，則所述第一稀釋鹵水并入所述第二老鹵中；若所述第一稀釋鹵水的鎂鋰比為20:1～100:1，則所述第一稀釋鹵水并入所述第二老鹵中；若所述第一稀釋鹵水的鎂鋰比低于20:1，則所述第一稀釋鹵水并入所述第三產水中；

S2、稀釋所述第二老鹵并獲得所述第二稀釋鹵水；若所述第二稀釋鹵水的鎂鋰比為100:1～250:1，則所述第二稀釋鹵水流入所述第二納濾膜組件內并進行鎂鋰分離，獲得所述第二濃水和所述第二產水，所述第二產水并入所述第二老鹵中；若所述第二稀釋鹵水的鎂鋰比為20:1～100:1，則所述第二稀釋鹵水并入所述第三老鹵中；若所述第二稀釋鹵水的鎂鋰比低于20:1，則所述第二稀釋鹵水并入所述第三產水中；

S3、稀釋所述第三老鹵并獲得所述第三稀釋鹵水，則所述第三稀釋鹵水流入所述第三納濾膜組件內并進行鎂鋰分離，獲得所述第三濃水和所述第三產水；

其中，根據所述老鹵的鎂鋰比在所述步驟S1、S2、S3中擇一確定起始點。

進一步地，所述方法還包括步驟S4：所述第三產水流入第四納濾膜系統中的第四納濾膜組件內并進行鎂鋰分離，獲得第四濃水和第四產水；所述第四產水的鎂鋰比低于2:1。

進一步地，采用所述第一納濾膜系統中的第一增壓泵將所述鎂鋰比為250:1～400:1的第一稀釋鹵水泵入所述第一納濾膜組件內；采用所述第二納濾膜系統中的第二增壓泵將所述鎂鋰比為100:1～250:1的第二稀釋鹵水泵入所述第二納濾膜組件內；采用所述第三納濾膜系統中的第三增壓泵將所述鎂鋰比為20:1～100:1的第三稀釋鹵水泵入所述第三納濾膜組件內；采用所述第四納濾膜系統中的第四增壓泵將所述第三產水泵入所述第四納濾膜組件內；所述第一增壓泵、第二增壓泵、第三增壓泵、第四增壓泵的壓強均為0.6MPa～3MPa。

進一步地，所述第一濃水用作固體礦床溶浸劑、或所述第一濃水經反滲透裝置獲得反滲透產水和反滲透濃水；其中，所述反滲透產水并入所述第一老鹵中，所述反滲透濃水用作固體礦床溶浸劑或鹽田兌鹵；所述第二濃水并入所述第一老鹵中；所述第三濃水并入所述第二老鹵中；所述第四濃水并入所述第三老鹵中。

本發明的有益效果：

(1)本發明實現了超高鎂鋰比老鹵(鎂鋰比不低于20:1、甚至高達400:1或更高)中鋰資源的分離、富集與提取；

(2)本發明依據老鹵的初始鎂鋰比，采用“分段式”將超高鎂鋰比老鹵分為三個階段，三個階段的納濾膜系統緊密結合，實現不同鎂鋰比的高鎂鋰比老鹵中鎂鋰分離的無縫連接；同時根據老鹵的初始鎂鋰比，部分選取合適階段即可實現鎂鋰分離，得到富鋰產水；

(3)本發明采用產水外循環膜系統，各階段產水全部返回至本階段老鹵用作稀釋紀，既可減少淡水的加入量，同時降低了稀釋鹵水的鎂鋰比，進一步提高鎂鋰分離的效率；

(4)本發明各階段濃水全部返回至前一階段膜系統進行循環利用，既可減少淡水的加入量，同時使濃水中的鋰、硼等資源得到了循環利用，提高了鋰的綜合收率。

(5)本發明避免了現有工藝中將鎂鋰比高于20:1的老鹵采用蒸發析鎂鹽法降低鹵水鎂鋰比所存在的成鹵率低和固相夾帶損失量大等缺陷，本發明老鹵中各種鹽類資源均一直存在于流體中，均能實現循環利用，不存在其它不必要的損失；

(7)本發明僅增壓泵進行壓力驅動產生一定的能耗，同時消耗一定的淡水資源，并無需要其它方面的投入和能耗，成本低廉；

(8)本發明的工藝流程簡單，裝置易于配置、清洗、安裝及轉移，極易推廣應用，進行產業化示范和規模化生產。

附圖說明

通過結合附圖進行的以下描述，本發明的實施例的上述和其它方面、特點和優點將變得更加清楚，附圖中：

圖1是根據本發明的實施例1的降低老鹵中鎂鋰比的裝置的結構示意圖；

圖2是根據本發明的實施例1的降低老鹵中鎂鋰比的方法的步驟流程圖；

圖3是根據本發明的實施例1的降低老鹵中鎂鋰比的方法的工藝流程圖。

具體實施方式

以下，將參照附圖來詳細描述本發明的實施例。然而，可以以許多不同的形式來實施本發明，并且本發明不應該被解釋為限制于這里闡述的具體實施例。相反，提供這些實施例是為了解釋本發明的原理及其實際應用，從而使本領域的其他技術人員能夠理解本發明的各種實施例和適合于特定預期應用的各種修改。在附圖中，為了清楚起見，可以夸大元件的形狀和尺寸，并且相同的標號將始終被用于表示相同或相似的元件。

將理解的是，盡管在這里可使用術語“第一”、“第二”等來描述各種元件或各種物質，但是這些元件或物質不應受這些術語的限制。這些術語僅用于將一個元件與另一個元件區分開來、或將一個物質與另一個物質區分開來。

本發明公開了一種降低老鹵中鎂鋰比的裝置，用于將鎂鋰比不低于20:1、甚至高達400:1或更高的老鹵的鎂鋰比降至20:1以下；所述鎂鋰比指鹵水中鎂離子與鋰離子的質量之比。

具體參照圖1，該降低老鹵中鎂鋰比的裝置包括依次相連的第一納濾膜系統1、第二納濾膜系統2以及第三納濾膜系統3。

優選地，第三納濾膜系統3后還連接有第四納濾膜系統4。

具體地，第一納濾膜系統1包括依次相連的第一混合池11、第一納濾膜組件12，以及與第一納濾膜組件12相連的第一產水箱13和第一濃水箱14；第一混合池11用于稀釋鎂鋰比為250:1～400:1的第一老鹵并獲得第一稀釋鹵水，若第一稀釋鹵水的鎂鋰比為250:1～400:1，第一納濾膜組件12用于對該鎂鋰比為250:1～400:1的第一稀釋鹵水進行鎂鋰分離，并獲得第一濃水和第一產水；第一濃水存儲在第一濃水箱14中可直接用作固體礦床溶浸劑，或將第一濃水箱14連接至反滲透膜系統(圖中未示出)，以產生反滲透產水和反滲透濃水，反滲透產水可回流至第一混合池11中，反滲透濃水可作為與第一濃水類似的固體礦床溶浸劑或用于鹽田兌鹵工藝中，而第一產水則存儲在第一產水箱13中以回流至第一混合池11中。

將低鎂鋰比的第一產水回流至第一混合池11中用作第一老鹵的稀釋劑，一方面可以節約稀釋用水，另一方面可以降低第一稀釋鹵水的鎂鋰比，獲得更好的鎂鋰分離效率。

第二納濾膜系統2包括依次相連的第二混合池21、第二納濾膜組件22，以及與第二納濾膜組件22相連的第二產水箱23和第二濃水箱24；第二混合池21用于稀釋鎂鋰比為100:1～250:1的第二老鹵并獲得第二稀釋鹵水，若第二稀釋鹵水的鎂鋰比為100:1～250:1，第二納濾膜組件22用于對該鎂鋰比為100:1～250:1的第二稀釋鹵水進行鎂鋰分離，并獲得第二濃水和第二產水；第二濃水存儲在第二濃水箱24中以回流至第一混合池11中，而第二產水則存儲在第二產水箱23中以回流至第二混合池21中。

將鎂鋰比較高的第二濃水回流至第一混合池11中，可通過第一納濾膜系統1對第二濃水再次進行鎂鋰分離，有效回收富集其中的各種離子。將鎂鋰比較低的第二產水回流至第二混合池21中用作第二老鹵的稀釋劑，一方面可以節約稀釋用水，另一方面可以降低第二稀釋鹵水的鎂鋰比，獲得更好的鎂鋰分離效率。

第三納濾膜系統3包括依次相連的第三混合池31、第三納濾膜組件32，以及與第三納濾膜組件32相連的第三產水箱33和第三濃水箱34；第三混合池31用于稀釋鎂鋰比為20:1～100:1的第三老鹵并獲得第三稀釋鹵水，第三納濾膜組件32用于對第三稀釋鹵水進行鎂鋰分離，并獲得第三濃水和鎂鋰比低于20:1的第三產水；第三濃水存儲在第三濃水箱34中以回流至第二混合池21中，而第三產水則存儲在第三產水箱33中。

將鎂鋰比較高的第三濃水回流至第二混合池21中，可通過第二納濾膜系統2對第三濃水再次進行鎂鋰分離，有效回收富集其中的各種離子。

第四納濾膜系統4包括第四納濾膜組件41、以及與第四納濾膜組件41相連的第四產水箱42和第四濃水箱43；流入第四納濾膜組件41用于對存儲于第三產水箱33中的第三產水進行鎂鋰分離，并獲得第四濃水和鎂鋰比低于2:1的第四產水；第四濃水存儲在第四濃水箱43中以回流至第三混合池31中，而第四產水則存儲在第四產水箱42中，第四產水可通過連接在第四產水箱42上的鋰產品加工裝置(圖中未示出)而直接生產碳酸鋰等鋰產品，本領域技術人員參照現有技術即可，此處不再贅述。

將鎂鋰比較高的第四濃水回流至第三混合池31中，可通過第三納濾膜系統3對第四濃水再次進行鎂鋰分離，有效回收富集其中的各種離子。

值得說明的是，若第一稀釋鹵水的鎂鋰比為100:1～250:1，則第一稀釋鹵水流入第二混合池21中；若第一稀釋鹵水的鎂鋰比為20:1～100:1，則第一稀釋鹵水流入第三混合池31中；若第一稀釋鹵水的鎂鋰比低于20:1，則第一稀釋鹵水流入第三產水箱33中；若第二稀釋鹵水的鎂鋰比為20:1～100:1，則第二稀釋鹵水流入第三混合池31中；若第二稀釋鹵水的鎂鋰比低于20:1，則第二稀釋鹵水流入第三產水箱33中。

由此可以看出，在本實施例的降低老鹵中鎂鋰比的裝置中，根據不同階段的老鹵、稀釋鹵水、產水或濃水中的鎂鋰比的大小，存在不同的液體流向；而上述各不同組分的老鹵、稀釋鹵水、產水及濃水在各個納濾膜系統之間的流動均通過設置在各元件之間的管道來完成。

優選地，上述各納濾膜系統中均還包括增壓泵；第一納濾膜系統1中的第一增壓泵15用于將鎂鋰比為250:1～400:1的第一稀釋鹵水泵入第一納濾膜組件12內；第二納濾膜系統2中的第二增壓泵25用于將鎂鋰比為100:1～250:1的第二稀釋鹵水泵入第二納濾膜組件22內；第三納濾膜系統3中的第三增壓泵35用于將第三稀釋鹵水泵入第三納濾膜組件32內；第四納濾膜系統4中的第四增壓泵44用于將第三產水泵入第四納濾膜組件41內。

具體來講，在本實施例中，上述第一納濾膜系統1、第二納濾膜系統2、第三納濾膜系統3和第四納濾膜系統4均為多段納濾膜系統。也就是說，在每一納濾膜系統中，稀釋鹵水均流經多組連續的納濾膜組件；以第一稀釋鹵水為例，第一稀釋鹵水經第一增壓泵15泵入第一組第一納濾膜組件12，獲得一號產水和一號濃水，一號濃水繼續流經第二組第一納濾膜組件12，獲得二號產水和二號濃水，以此類推，流經n(n為≥2的整數)組第一納濾膜組件12后最終獲得n號產水和n號濃水，一號產水、二號產水、…、n號產水混合作為第一產水，而n號濃水則作為第一濃水。相應地，在每進入一組第一納濾膜組件12之前，均需要借助第一增壓泵15提供動力；因此，在多段納濾膜系統中，具有多個增壓泵。

進一步地，第一納濾膜系統1、第二納濾膜系統2、第三納濾膜系統3和第四納濾膜系統4均采用濃水內循環式膜系統，即在納濾膜系統中裝入回流閥(圖中未示出)，部分濃水可以通過回流閥直接回到納濾膜組件的進口并與進水(即第一稀釋鹵水、第二稀釋鹵水、第三稀釋鹵水、第三產水)合并，再次進入對應的納濾膜組件并進行鎂鋰分離。濃水內循環可以使納濾膜組件內的進水流速保持恒定，納濾膜組件進口至出口之間的壓力保持一致，從而使納濾膜組件的透鹽率得到提高，這大大提高了鎂鋰分離的效率和鋰的系統回收率，減少了納濾的級數。

更進一步地，各納濾膜組件中的納濾膜可選用任何已成熟生產、應用的卷式納濾膜元件，如DOW公司的NF90、NF270系列納濾膜，GE公司的DK、DL、CK、Duraslick、HL、MUNi NF等系列納濾膜。本實施例優選GE公司的DK、DL系列納濾膜。

值得說明的是，上述依次相連的第一納濾膜系統1、第二納濾膜系統2、第三納濾膜系統3和第四納濾膜系統4僅適用于處理鎂鋰比為20:1～400:1的老鹵，若需進行處理的老鹵的初始鎂鋰比超過400:1，此時需在第一納濾膜系統1前段接前處理納濾膜組件；該前處理納濾膜組件用于對鎂鋰比大于400:1的老鹵進行鎂鋰分離，并獲得前處理濃水和前處理產水，前處理產水流入第一混合池11中，而前處理濃水則可用作固體礦床溶浸劑或用于鹽田兌鹵工藝中。

如此，通過配置由多段納濾膜系統形成的裝置，即可使得鎂鋰比大于20:1、甚至超高鎂鋰比(400:1左右甚至更高)的老鹵有效降低其中的鎂鋰比，達到鎂鋰有效分離，且該裝置易于配置、清洗、安裝及轉移，極易推廣應用，進行產業化示范和規模化生產。

以下將參照圖2中的步驟流程圖以及圖3中的工藝流程圖，對利用上述裝置來降低老鹵中鎂鋰比的方法進行詳細的介紹。

根據本實施例的降低老鹵中鎂鋰比的方法包括如下步驟：

S1、稀釋第一老鹵并獲得第一稀釋鹵水。

在本實施例中，定義鎂鋰比為250:1～400:1的老鹵為第一老鹵。

在本步驟中，第一稀釋鹵水的鎂鋰比可能具有不同的結果，根據其鎂鋰比的不同數值擇一選擇工藝路線。若第一稀釋鹵水的鎂鋰比為250:1～400:1，則第一稀釋鹵水流入第一納濾膜組件12內并進行鎂鋰分離，獲得第一濃水和第一產水，記作線路1-1，第一產水并入第一老鹵中；若第一稀釋鹵水的鎂鋰比為100:1～250:1則并入第二老鹵中，記作線路1-2；若第一稀釋鹵水的鎂鋰比為20:1～100:1則并入第二老鹵中，記作線路1-3(圖中未示出)；若第一稀釋鹵水的鎂鋰比低于20:1則并入第三產水中，記作線路1-4(圖中未示出)。

為了減少各種資源的浪費，將第一濃水經反滲透裝置(圖中未示出)獲得反滲透產水和反滲透濃水；其中，反滲透產水并入第一老鹵中，反滲透濃水用作固體礦床溶浸劑或鹽田兌鹵。

在本實施例中，具有超高鎂鋰比的第一老鹵近似為飽和氯化鎂溶液，其中還含有少量的氯化鈉、氯化鉀、硫酸鉀鎂鹽及微量的鋰、硼等離子。

在本實施例中，第一納濾膜系統1為三段納濾膜系統。

S2、稀釋第二老鹵并獲得第二稀釋鹵水。

在本實施例中，定義鎂鋰比為100:1～250:1的老鹵為第二老鹵。

類似于第一稀釋鹵水，根據第二稀釋鹵水的鎂鋰比擇一選擇工藝路線。若第二稀釋鹵水的鎂鋰比為100:1～250:1，則第二稀釋鹵水流入第二納濾膜組件22內并進行鎂鋰分離，獲得第二濃水和第二產水，記作線路2-1，第二產水并入第二老鹵中；若第二稀釋鹵水的鎂鋰比為20:1～100:1則并入第三老鹵中，記作線路2-2；若第二稀釋鹵水的鎂鋰比低于20:1則并入第三產水中，記作線路2-3(圖中未示出)。

優選地，將第二濃水并入第一老鹵中。

在本實施例中，第二納濾膜系統2為三段納濾膜系統。

S3、稀釋第三老鹵并獲得第三稀釋鹵水，將第三稀釋鹵水進行鎂鋰分離。

在本實施例中，定義鎂鋰比為20:1～100:1的老鹵為第三老鹵。

具體來講，將第三稀釋鹵水流入第三納濾膜組件32內并進行鎂鋰分離，獲得第三濃水和鎂鋰比低于20:1的第三產水，記作線路3-1。

值得說明的是，因第三納濾膜系統3中產生的第三產水并不會回流至第三混合池31中，因此第三稀釋鹵水的鎂鋰比基本仍會保持在20:1～100:1的范圍內。

優選地，將第三濃水并入第二老鹵中。

在本實施例中，第三納濾膜系統3為二段納濾膜系統或三段納濾膜系統。

S4、將第三產水進行鎂鋰分離。

具體地，將第三產水流入第四納濾膜組件41內并進行鎂鋰分離，分別獲得第四濃水和鎂鋰比低于2:1的第四產水。

優選地，將第四濃水并入第三老鹵中。

在本實施例中，第四納濾膜系統4為二段納濾膜系統。

上述第一增壓泵、第二增壓泵、第三增壓泵、第四增壓泵的壓強均控制在0.6MPa～3Mpa的范圍內即可，且在每一納濾膜系統中，隨著段數的升高，增壓泵的壓強將逐漸增大。

一般地，此時的第四產水則可直接用于制備碳酸鋰等鋰產品。

值得說明的是，初始老鹵需要根據其鎂鋰比在上述步驟S1、S2、S3中擇一確定起始點；也就是說，若初始老鹵的鎂鋰比為250:1～400:1，則將初始老鹵通入第一混合池11中開始步驟S1的操作，如若初始老鹵的鎂鋰比為100:1～250:1，則將初始老鹵通入第二混合池21中直接開始步驟S2的操作，其余類似。

以下通過表1列出本實施例中各階段的液體的濃度及鎂鋰比，以說明根據本發明的降低老鹵中鎂鋰比的方法的有益效果。

表1各階段的液體組成、鎂鋰比及分離效果

表2步驟S1中各液體組成

表3步驟S2中各液體組成

表4步驟S3中各液體組成

表5步驟S4中各液體組成

通過上述表1-表5中的數據，可以看出，根據本發明的降低老鹵中鎂鋰比的方法通過“分段式”連續的納濾膜系統、同時結合合理設計的分段節點有效地將超高鎂鋰比(250:1～400:1)的老鹵中的鎂鋰比降低至低于0.3:1，采用產水外循環的設計方式，也使得硼等資源得到了富集，無需采用其他試劑，同時在鎂鋰分離的過程中沒有沉淀排出，不會造成固相夾帶、其他元素損失等問題。

雖然已經參照特定實施例示出并描述了本發明，但是本領域的技術人員將理解：在不脫離由權利要求及其等同物限定的本發明的精神和范圍的情況下，可在此進行形式和細節上的各種變化。