Разделение лития и пилотные испытания
Мембранные схемы извлечения лития
Начните с фактического состава рассола солёных озёр или раствора после выщелачивания руды. Оцените осветление на трубчатых мембранах PEK, при необходимости адсорбцию и селективное мембранное разделение, интерфейсы концентрирования и основу масштабирования, сформированную по результатам лабораторных и непрерывных пилотных испытаний.
- 01Источник исходного потокаРассол солёных озёр или раствор после выщелачивания руды
- 02Целевые показатели качества продуктаЦелевой промежуточный продукт, соль лития или продукт на последующих ступенях производства
- 03Характеристики примесейОсновные ионы, твердые частицы и остаточные химические вещества
- 04Испытания образцаОценка функций разделения и возможных комбинированных технологических схем
- 05Непрерывный пилотный режимПроверка стабильности мембран, уровня их загрязнения и эффективности очистки
- 06Инженерное масштабированиеРасчет материального баланса и определение исходных параметров проектирования
Сначала определите химический состав исходного потока
Сырьё определяет инженерную задачу
Для рассола солёных озёр оценивают полный ионный состав и требуемую селективность. Для растворов после выщелачивания руды анализируют кислотность, условия подготовки, взвешенные вещества и остаточные реагенты. Для каждого параметра следует использовать реальные данные анализов.
Рассол: начните с полного ионного состава
Не приступайте к выбору мембраны сразу. Сначала установите содержание лития в сложной солевой системе и определите, какие компоненты требуется удалить, а какие — пропустить в пермеат
- Литий и основные ионы
- Концентрация лития, соотношение Mg/Li, натрий, калий, кальций и прочие основные катионы и анионы
- Критические примеси
- Бор, металлы, взвешенные частицы, коллоиды и другие компоненты, способные влиять на адсорбцию или процесс мембранное разделение
- Характеристики исходного потока
- TDS, температура, pH, плотность, вязкость, удельный поток, а также колебания параметров в зависимости от партии или сезона
- Желаемый конечный результат
- Желаемый промежуточный продукт, концентрат, следующая стадия по выпадению осадка лития и место применения маточного раствора
Раствор выщелачивания: учитывайте условия предыдущих стадий
Выщелачивание и подготовка определяют содержание кислот, солей, твёрдых частиц и остаточных реагентов. Осветление и последующие мембранные стадии оценивают вместе с действующей производственной схемой.
- Технологическая схема с использованием минеральной переработки и выщелачивания
- Тип руды, метод обжига или выщелачивания, химическая система и существующие методы разделения твердых фаз
- Возможные риски
- Кислотность, содержание сульфатов, алюминия, фторидов, взвешенных частиц, коллоидов, смешанных солей и остаточных химических веществ
- Условия производственного процесса
- Удельный поток, температура, pH, содержание твердых частиц, режим непрерывной или периодической работы и условия очистки
- Желаемый конечный результат
- Контроль примесей, степень концентрации, требуемый состав исходного потока для кристаллизации, параметры кристаллизации и способы утилизации остаточного раствора
Что сохранить, что удалить и куда направить литиевый поток?
Следует определить целевой компонент, распределение примесей между потоками и взаимосвязи с последующими ступенями, прежде чем решать, требуется ли проведение испытаний по осветлению, адсорбции, NF, RO, ED или иным методам.
Два исходных потока, две технологические схемы
Проверяйте две сырьевые схемы отдельно
Ниже представлена ориентировочная технологическая схема для оценки, а не окончательное технологическое решение. Окончательный выбор методов адсорбции, ED, селективного разделения солей, рециркуляции маточного раствора, осаждения лития и кристаллизации определяется целями проекта и результатами испытаний.
Линия рассола солёных озёр
Схема обработки рассола солёных озёр
- 01Анализ рассола и предварительная обработкаПолный спектр ионов, содержание твердых веществ и степень их изменчивости
- 02Осветление с использованием трубчатой мембраны PEKУдаление твердых частиц и коллоидов в необходимых случаях
- 03Адсорбция и контроль примесей по требованиюОтдельно следует определить тип адсорбента и метод его регенерации
- 04Подбор селективной мембраны NF либо иного элемента разделенияПроведение испытаний для определения распределения ионов на последующих ступенях
- 05RO / концентрирование под высоким давлениемПроводить оценку только при подходящем осмотическом давлении и качестве исходного потока
- 06Осаждение лития, кристаллизация и взаимодействие с маточным растворомНеобходимо отдельно определить требуемый продукт и конечный результат
Линия раствора после выщелачивания
Технологическая схема переработки раствора после выщелачивания руды
- 01Подготовка раствора и его осветлениеУказать минералы, химикаты и существующую технологическую схему
- 02Трубчатая мембрана PEKРазделение твердых продуктов реакции и взвешенных частиц
- 03Контроль содержания примесейОпределяется целевыми компонентами и ограничениями последующих ступеней
- 04Использовать NF или RO в зависимости от требованийОценка задач по разделению и концентрированию
- 05Связь с этапами очистки на последующих ступеняхАдсорбция, ионообменная смола или иной этап доочистки
- 06Кристаллизация лития и взаимосвязь с остаточным растворомНеобходимо отдельно определить ответственность за качество продукта и его дальнейшую обработку
Основные принципы построения технологической схемыНе во всех проектах требуется наличие всех стадий. Мембранная ступень включается в проект только в том случае, если параметры исходного потока, требуемые показатели очистки, результаты испытаний, а также границы ответственности на предшествующих и последующих ступенях позволяют это
Обязанности по применяемым технологиям
Разделяйте осветление, ионное разделение и подготовку продукта
Ни одна из перечисленных стадий сама по себе не обеспечивает извлечение лития. Для каждой указаны инженерная задача и границы применимости.
Осветление с использованием трубчатой мембраны PEK
Трубчатая мембрана PEK отделяет взвешенные вещества, продукты реакций, коллоиды и другие удерживаемые компоненты, обеспечивая стабильный поток для адсорбции, NF, RO и следующих стадий
Сорбция и ионообменные смолы
При испытаниях образца исходного потока необходимо подтвердить целесообразность применения адсорбции, тип адсорбента, метод регенерации, расход химикатов и срок службы системы.
Селективная нанофильтрация
Перед выбором типа мембраны, количества ступеней и схемы рециркуляции следует провести испытания образца для определения степени задержания лития и сопутствующих ионов, параметров их прохождения через мембрану и поведения при концентрировании.
Концентрирование на RO / HRCC
Концентрирование и сокращение объёма оценивают с учётом осмотического давления, отложений, загрязнения и предобработки. Конкретная степень концентрирования здесь не гарантируется.
Осаждение лития, кристаллизация и финишная обработка
Требуемый состав литиевой соли, параметры качества продукта, условия кристаллизации, сушки, упаковки и обработки маточного раствора определяются на последующих стадиях и согласуются с ответственными участниками проекта.
Использование трубчатой мембраны PEK позволяет осуществлять осветление исходного потока и удаление твердых частиц. Однако она не обеспечивает избирательного разделения растворенного лития и других ионов. Для разделения и концентрирования ионов требуются адсорбционные методы, а также применение мембран NF, RO, ED либо других последующих технологических стадий.
Испытания образца и пилотные испытания
Преобразуйте испытания в проектные данные
Важно не искать единую универсальную технологическую схему извлечения лития. Следует поэтапно изучать поведение целевых компонентов, распределение примесей, устойчивость процесса и накопление маточного раствора с использованием контролируемых образцов.
- 01Анализ полученных данных.Исходный поток, требуемый продукт, методы анализа и сведения по безопасности.
- 02Анализ образцов.Полные данные по ионному составу, твердым частицам, органическим веществам и свойствам исходного потока.
- 03Оценка и подбор мембранных систем и адсорбентовПроверка степени задержания компонентов, их прохождения через мембрану, контроля примесей и рабочего диапазона
- 04Проверка в лабораторных условияхМатериальный баланс, характер мембранного загрязнения и восстановление после мойки
- 05Непрерывный пилотный режимУстойчивость режима работы, ограничения на циркуляцию потока и накопление маточного раствора
- 06Рекомендации по масштабированиюОпределение типов оборудования, узлов соединения и исходных параметров для проектирования
Результаты включают материальный баланс, распределение лития и примесей, рабочий диапазон, загрязнение и восстановление после мойки, пределы концентрирования, риски маточного раствора и проектные данные.
Инженерные ограничения
Отделяйте мембранные участки от добычи и подготовки продукта
Plum анализирует поток, проверяет схему, проводит испытания и проектирует мембранные участки. Добыча, металлургические стадии и подготовка продукта распределяются между участниками проекта отдельно.
- Предварительный анализ исходного потока, образцов и задач по разделению
- Оценка, подбор и испытания PEK, NF, RO и соответствующих мембранных модулей
- Непрерывные пилотные испытания, материальный баланс и рекомендации по масштабированию
- Поставка мембранных систем, циркуляционного оборудования, CIP, КИП и управления
- Ввод в эксплуатацию, подтверждение рабочих параметров и согласование интерфейсов со смежными стадиями
- Горные работы, обжиг, выщелачивание и прочие предшествующие металлургические процессы
- Адсорбционные материалы, реагенты для регенерации и распределение ответственности за их применение
- Осаждение лития, кристаллизация, сушка, упаковка и контроль качества продукта
- Остаточные отходы, маточный раствор, побочные соли и способы их окончательной утилизации
- Общая степень извлечения лития на всей установке, энергопотребление, производительность и границы поставки под ключ
ПРОЕКТНЫЕ ДАННЫЕ
От лаборатории к непрерывному пилотированию
Ниже приведён опыт Plum по пилотированию разных мембранных модулей. Опубликованная производительность установки применима лишь к конкретным проектам и не является гарантией показателей нового проекта.
Открытые обезличенные данные о реализованном пилотном проекте
Пилотирование рассола и раствора после выщелачивания сподумена
- Исходный поток
- Рассол солёных озёр и извлеченный сподумен
- Проверенная комбинация технологических решений
- Трубчатая ультрафильтрация PEK, адсорбция на ионообменной смоле, процесс NF и высоконапорный обратный осмос RO
- Задачи пилотного этапа
- Проверка устойчивости непрерывного режима работы, корректности материального баланса, а также данных, необходимых для масштабирования
Здесь не приводятся сведения об извлечении лития, чистоте продукта, энергопотреблении, показателях разделения Mg и Li, среднем удельном потоке или гарантиях для новых проектов.
Ресурсы для проектирования
Подготовьте образец и данные процесса
Избирательное разделение компонентовИспользуется технология селективной нанофильтрации
Интерфейс для концентрированияТехнология концентрирования под высоким давлением HRCC
Возможности проведения валидацииЛабораторные и пилотные испытания
ИНЖЕНЕРНЫЕ ВОПРОСЫ
Частые вопросы по мембранной схеме извлечения лития
Можно ли использовать одну и ту же технологическую схему для обработки рассола солёных озёр и раствора после выщелачивания руды?
Это не всегда возможно. Исходные потоки различаются по происхождению, ионному составу, содержанию твердых частиц и остаточных химических веществ. Перед выбором оборудования или мембранных модулей необходимо провести отдельный анализ и испытания каждого из них.
Способна ли трубчатая мембрана PEK напрямую разделять растворённый литий?
Нет. Данная трубчатая мембрана PEK в основном предназначена для очистки исходного потока от взвешенных частиц, осадка, коллоидов и прочих веществ, способных удерживаться мембраной. Для избирательного отделения растворенных ионов требуется сорбционные методы, NF, RO, ED или другие стадии, совместимых с данной технологической схемой.
Почему для технологических схем извлечения лития обычно требуются испытания образца?
Связи между разделением лития и сопутствующих ионов, степень мембранного загрязнения, совместимость сорбентов, предельные концентрации и накопление маточного раствора напрямую зависят от конкретного исходного потока. Испытания позволяют оценить техническую реализуемость схемы и служат основой для проведения пилотных работ и последующего масштабирования.
Можно ли на сайте заранее указать необходимое количество образца и длительность испытаний?
Заранее определить это нельзя. После анализа потока и целей исследования определяют объём образца, перечень анализов и длительность лабораторных испытаний. Необходимость непрерывного пилотирования решают с учётом результатов и требований безопасности.
Как выбирают NF, RO, ED и сорбционную стадию?
Путем проведения испытаний следует сопоставить целевые компоненты, полный анализ ионного состава, осмотическое давление, селективность мембран, адсорбционные материалы, технологическую схему обработки и параметры конечного маточного раствора. Эти стадии не образуют единой стандартной конфигурации.
Могут ли результаты пилотных испытаний гарантировать эффективность извлечения или чистоту конечного продукта при реализации нового проекта?
Нет. Опыт пилотных испытаний отражает лишь условия обработки конкретных исходных потоков и особенности применяемой технологической схемы. Для нового проекта требуются отдельные образцы, детальный проект и официальное техническое соглашение, чтобы определить показатели извлечения, качество продукта, энергопотребление, удельный поток и прочие гарантии.
Предлагает ли Plum полный производственный цикл получения лития?
Нет. Plum разрабатывает и проверяет мембранные участки и поставляет мембранные системы. Добычу, обжиг, выщелачивание, сорбционные материалы, осаждение, кристаллизацию и качество продукта согласуют отдельно.
Какую информацию необходимо предоставить для предварительной оценки?
Укажите источник исходного потока, его расход, концентрацию лития, отношение Mg/Li, полный анализ ионного состава, TDS, температуру, pH, содержание твердых частиц, плотность или вязкость, остаточные реагенты, текущую технологическую схему, целевой продукт, параметры конечного маточного раствора и объём доступных образцов.
Запрос образцов и проведение пилотных испытаний
Передайте состав литиевого раствора
Укажите источник, целевой литиевый продукт, основные ионы, действующую схему и доступный объём образца. Plum проверит данные и безопасность, затем определит программу лабораторных и пилотных испытаний.
Данная форма предназначена для предварительной оценки технологической схемы. Форма не устанавливает сроки испытаний и не содержит обязательств по извлечению лития, чистоте продукта, производительности оборудования или объёму поставки.
После получения сведений техническая группа определит дальнейшие действия в зависимости от полноты предоставленной информации. Для образцов, содержащих опасные химические вещества, сильные кислоты или щелочи, а также требующих особых условий транспортировки, требуется предварительное согласование вопросов безопасности.