一种确定卤水提锂过程中纳滤膜污染关键影响因素的方法

1.本发明属于分离技术领域，具体涉及一种确定卤水提锂过程中纳滤膜污染关键影响因素的方法。


背景技术：

2.中国盐湖卤水型锂资源储量丰富，卤水锂资源储量占锂资源总赋存量的71％，主要分布于青藏高原地区。卤水提锂具有能耗低，环境友好，经济优势明显等特点，盐湖卤水锂资源开发是未来锂产业发展的重要方向。但除西藏扎布耶盐湖外，与国外盐湖相比，柴达木盆地富锂卤水镁、锂质量比普遍偏高，成为限制我国盐湖锂资源开发的瓶颈问题。另外，盐湖卤水成分复杂，镁、锂化学性质相近，这进一步增加了盐湖提锂的难度。纳滤作为一种以压力驱动的膜分离技术，具有操作工艺简单、分离过程无相变、无需添加化学试剂等特点，此外其特有的离子选择性和分离效果，在高镁锂比盐湖卤水镁、锂分离领域具有独特的优势。
3.盐湖卤水含盐量较高且成分复杂，利用纳滤膜分离技术进行高镁锂比盐湖卤水镁、锂有效分离的同时，纳滤膜的分离选择效果也会对卤水中的高价盐离子及有机污染物起到一定的浓缩作用。因此高价盐离子及有机污染物会在纳滤浓水段得到饱和，从而在纳滤末端或者纳滤二段膜表面析出、沉积和结垢，形成膜污染。膜污染会导致纳滤分离系统性能下降，降低镁、锂分离效率，甚至会损坏膜元件，增加膜分离成本；化学清洗剂的使用对膜分离装置和环境产生危害，是制约纳滤技术进行盐湖提锂的关键，也是限制纳滤技术发展的瓶颈问题。因此有必要对盐湖卤水镁锂分离过程中的膜污染现象进行考察。
4.现已有大量利用膜分离技术进行盐湖卤水镁锂分离及膜污染相关方面的研究和专利的申请。专利cn03108088.x中介绍了一种利用纳滤法从盐湖卤水中分离镁和富集锂的方法。虽然该方法在一定程度上降低了盐湖卤水的镁锂比，实现了卤水锂的有效富集，但是该方法并未就分离过程中纳滤膜的长期运行稳定性进行考察，也未就分离过程中所出现的膜污染问题及其污染本质进行研究。专利cn201811083229.0中介绍了一种卤水精制用纳滤膜清洗药剂及制备方法。针对钙、镁离子较高的盐水、浓海水及高盐复杂卤水体系下的纳滤膜污染物的清洗方法进行了研究，所得清洗药剂可有效清洗纳滤膜表面污染物，不仅清洗效果更佳，清洗药剂更省，同时可保证清洗过程中钙、镁截留率稳定。但是该专利并未就膜面污染物的组成进行行之有效的分析及表征，缺乏对污染物的理解；此外对膜面污染的关键影响因素缺乏认识，未确定影响膜污染的本质。专利cn200510111226.x中介绍了一种环保技术领域确定膜污染疏松程度的定量分析方法。该专利在现有技术定量表征膜污染程度的基础上，定量表征了膜污染的结构特征及膜污染致密程度。但是本专利侧重于利用原子力显微镜对膜面微观形貌进行表征，对污染物于分离膜亲疏水性、膜面结构、卤水污染物组成及分离截留性能方面的影响未涉及，且未确定影响膜面污染的关键影响因素。专利cn201811178789中介绍了一种通过多种膜分离技术有效耦合进行盐湖卤水锂资源高效分离与浓缩的方法。该专利充分利用不同膜分离过程的优势，将超滤、纳滤、反渗透、电渗析几
种膜分离技术进行有效耦合，有效降低了高镁锂比盐湖卤水镁锂比，提高了镁锂分离效率、增加了卤水锂资源富集效果。但是该过程并未就卤水提锂过程中分离膜的服役稳定性及膜面污染情况进行考察。
5.因此，提出一种锂资源高效利用过程中膜污染的研究方法，定性分析表征污染后膜面的结构特征，解析高镁锂比盐湖卤水提锂过程中的纳滤膜表面污染物组成，确定纳滤膜污染关键影响因素，对于减缓膜面污染的形成，降低膜面污染程度，提高盐湖卤水镁锂分离选择效果、提高卤水锂资源的富集效率、降低膜分离过程工艺成本至关重要。


技术实现要素：

6.本发明的主要目的在于提供一种确定卤水提锂过程中纳滤膜污染关键影响因素的方法，以克服现有技术的不足。
7.为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：
8.本发明实施例提供了一种确定卤水提锂过程中纳滤膜污染关键影响因素的方法，其包括：
9.将第一纳滤膜用于第一高镁锂比盐湖卤水锂资源分离提取10～24个月，且所述第一纳滤膜的镁锂分离选择性能下降，获得受污染纳滤膜，之后对所述受污染纳滤膜进行罗丹明b染色实验、红外结构分析及元素组成进行分析，从而确定膜面污染的存在，并获得钙离子、镁离子、羧基类有机污染物是纳滤膜表面污染元素；
10.将第二纳滤膜对第一有机-无机混合溶液进行处理，根据第二纳滤膜通量的变化、第二纳滤膜初始污染速率、第二纳滤膜的稳态通量及第二纳滤膜面污染物的变化，从而确定纳滤膜污染的关键影响因素，其中，所述第一有机-无机混合溶液中钙离子浓度为0～12mmol/l，镁离子浓度为0～12mmol/l，有机污染物的浓度为15～40mg/l；所述第二纳滤膜的过滤压力为0.3～2.5mpa，所述第二纳滤膜对第一有机-无机混合溶液的处理时间为10～28h；
11.以及，将第三纳滤膜对第二有机-无机混合溶液进行处理，根据第三纳滤膜通量的变化、第三纳滤膜初始污染速率、第三纳滤膜的稳态通量及第三纳滤膜面污染物的变化，从而明确卤水提锂过程中纳滤膜污染的关键影响因素，其中，所述第二有机-无机混合溶液中钙离子浓度为32～58mg/l，镁离子浓度为6.0-9.0g/l，有机污染物的浓度为15～40mg/l；所述第三纳滤膜的过滤压力为0.3～2.5mpa，所述第三纳滤膜对第二有机-无机混合溶液的处理时间为10～28h。
12.本发明实施例还提供了前述的方法于确定青海柴达木盆地盐湖卤水提锂过程中纳滤膜的污染关键影响因素中的用途。
13.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明对青海察尔汗盐湖卤水长期服役纳滤膜进行解析，考察卤水提锂过程所形成膜污染对纳滤膜分离选择性能的影响规律；进一步通过有效表征方法对高镁锂比卤水锂资源高效利用过程中的膜污染进行定性分析，确定膜面污染物组成；以此为依据对膜污染发展过程进行考察。通过纳滤膜通量变化趋势，纳滤膜初始污染速率、纳滤膜稳态通量及膜面污染层变化规律，确定纳滤膜污染关键影响因素。本发明为高镁锂比盐湖卤水锂资源利用过程中纳滤膜服役稳定性的研究提供数据支持，为锂资源利用过程膜污染的形成提供合理判据，为克服膜污染方法及策略的研究、选择
提供有效的判据，为准确清晰认识膜面污染物组成提供依据，为高镁锂比盐湖卤水预处理工艺的选择及开发提供支持；卤水提锂过程中纳滤膜关键影响因素的确定有利于减缓膜面污染的形成，降低膜面污染程度，提高盐湖卤水镁锂分离选择效果，提高卤水锂资源的富集效率，降低膜分离过程工艺成本。
附图说明
14.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.图1a-图1i是本发明一典型实施方案中罗丹明b溶液对纳滤膜膜片的染色效果图；
16.图2a-图2c是本发明一典型实施方案中纳滤膜表面x射线光电子能谱图；
17.图3a-图3b是本发明实施例1中不同钙离子浓度下纳滤膜污染的纳滤膜通量图；
18.图4a-图4b是本发明实施例1中不同镁离子浓度下纳滤膜污染的纳滤膜通量图；
19.图5是本发明实施例1中不同阳离子浓度下纳滤膜初始污染速率图；
20.图6是本发明实施例1中不同阳离子浓度下纳滤膜稳态通量图；
21.图7是本发明实施例1中氯化钙、氯化镁浓度对纳滤膜表面污染层的影响图；
22.图8是本发明实施例2中卤水溶液体系下纳滤膜污染纳滤膜通量图；
23.图9a-图9b是本发明实施例2中卤水体系溶液环境下纳滤膜初始污染速率和稳态通量图。
具体实施方式
24.鉴于现有技术的缺陷，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，其主要是对青海柴达木盆地高镁锂比盐湖卤水提锂过程中所使用纳滤膜的服役稳定性进行考察，获得卤水锂资源利用过程中所存在膜污染对其分离选择效果的影响效果；通过傅里叶变换红外光谱仪及x射线光电子能谱仪对长期服役过程中所形成的膜面污染进行解析，确定膜面污染物组成；以此为依据对卤水提锂过程中膜面污染的形成过程进行分析，通过考察各影响因素对膜面污染发展过程的影响效果，确定卤水提锂过程中膜面污染的关键影响因素，为减缓提锂过程中膜污染的形成提供理论依据，为高镁锂比盐湖卤水锂资源高效利用提供支持。
25.下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
26.本发明即对高镁锂比盐湖卤水纳滤分离过程中所产生的膜污染问题进行研究。通过对长期服役纳滤膜运行稳定性考察，获得卤水锂资源利用过程中所存在膜污染对其分离选择效果的影响效果；通过对长期服役后膜面污染物解析，获得提锂过程中膜面污染物组成及存在形式；进一步对卤水提锂过程中各因素对膜面污染的影响效果进行考察，确定膜面污染的关键影响因素，提出减缓膜污染形成的有效措施。本发明能够为卤水提锂过程膜污染的研究提供理论支持，为克服膜污染方法及策略的研究、选择提供有效的判据，为减缓
膜污染的形成提供理论依据，能够有效提高卤水锂资源利用效率，提高卤水膜分离过程经济效果，具有一定的经济和现实意义。本发明主要涉及一种定性表征污染膜面的结构特征，解析高镁锂比盐湖卤水提锂过程中的纳滤膜表面污染物组成，并确定纳滤膜污染关键影响因素的方法。以期深入理解盐湖卤水镁、锂分离过程中的纳滤膜污染，认识膜污染的本质，提高膜分离过程经济效果，为实现高镁锂比盐湖卤水锂资源的高值化利用提供理论依据与技术支持。
27.具体的，作为本发明技术方案的一个方面，其所涉及的一种确定卤水提锂过程中纳滤膜污染关键影响因素的方法包括：
28.将第一纳滤膜用于第一高镁锂比盐湖卤水锂资源分离提取10～24个月，且所述第一纳滤膜的镁锂分离选择性能下降，获得受污染纳滤膜，之后对所述受污染纳滤膜进行罗丹明b染色实验、红外结构分析及元素组成进行分析，从而确定膜面污染的存在，并获得钙离子、镁离子、羧基类有机污染物是纳滤膜表面污染元素；
29.将第二纳滤膜对第一有机-无机混合溶液进行处理，根据第二纳滤膜通量的变化、第二纳滤膜初始污染速率、第二纳滤膜的稳态通量及第二纳滤膜面污染物的变化，从而确定纳滤膜污染的关键影响因素，其中，所述第一有机-无机混合溶液中钙离子浓度为0～12mmol/l，镁离子浓度为0～12mmol/l，有机污染物的浓度为15～40mg/l；所述第二纳滤膜的过滤压力为0.3～2.5mpa，所述第二纳滤膜对第一有机-无机混合溶液的处理时间为10～28h；
30.以及，将第三纳滤膜对第二有机-无机混合溶液进行处理，根据第三纳滤膜通量的变化、第三纳滤膜初始污染速率、第三纳滤膜的稳态通量及第三纳滤膜面污染物的变化，从而明确卤水提锂过程中纳滤膜污染的关键影响因素，其中，所述第二有机-无机混合溶液中钙离子浓度为32～58mg/l，镁离子浓度为6.0-9.0g/l，有机污染物的浓度为15～40mg/l；所述第三纳滤膜的过滤压力为0.3～2.5mpa，所述第三纳滤膜对第二有机-无机混合溶液的处理时间为10～28h。
31.在一些优选实施方案中，所述第一高镁锂比盐湖卤水适用于青海地区所有高镁锂比盐湖卤水。
32.在一些优选实施方案中，所述受污染纳滤膜用于第一高镁锂比盐湖卤水镁锂分离，经所述受污染纳滤膜分离提取后所获纳滤淡水中镁离子浓度为3.0～5.5g/l，锂离子浓度为0.05～0.44g/l，镁锂比为15～45；其中，所述第一高镁锂比盐湖卤水中镁离子浓度为6.0～9.0g/l，锂离子浓度为0.05～0.4g/l，镁锂比为23～120。
33.进一步地，所述受污染纳滤膜用于第一高镁锂比盐湖卤水镁锂分离，经所述受污染纳滤膜分离提取后所获纳滤淡水中镁离子浓度为3.5～4.5g/l，锂离子浓度为0.15～0.34g/l，镁锂比为20～34。
34.进一步地，所述第一高镁锂比盐湖卤水中镁离子浓度为7.0～8.6g/l，锂离子浓度为0.15～0.25g/l，镁锂比为35～45；
35.进一步地，所述受污染纳滤膜的过滤压力为1.0～5.0mpa。
36.更进一步地，所述受污染纳滤膜的过滤压力为2.0～4.0mpa。
37.在一些优选实施方案中，所述方法包括：将第一纳滤膜用于第一高镁锂比盐湖卤水的锂资源分离提取12～16个月，且所述第一纳滤膜的镁锂分离选择性能下降，获得受污
染纳滤膜。
38.在一些优选实施方案中，所述第一纳滤膜的过滤压力为1.0～5.0mpa。
39.进一步地，所述第一纳滤膜的过滤压力为2.0～4.0mpa。
40.在一些优选实施方案中，通过罗丹明b染色实验表征所述受污染纳滤膜的功能层是否形成缺陷。
41.在一些优选实施方案中，通过傅里叶红外变换光谱仪表征所述受污染纳滤膜的功能层的结构。
42.在一些优选实施方案中，通过x射线光电子能谱仪表征所述受污染纳滤膜的功能层的元素组成。
43.在一些优选实施方案中，所述第一有机-无机混合溶液中钙离子浓度为0～6mmol/l，镁离子浓度为0～6mmol/l，有机污染物的浓度为20～30mg/l；所述第二纳滤膜的过滤压力为0.6～1.8mpa，所述第二纳滤膜对第一有机-无机混合溶液的处理时间为16～22h。
44.在一些优选实施方案中，所述第二有机-无机混合溶液中钙离子浓度为38～52mg/l，镁离子浓度为7.0-8.6g/l，有机污染物的浓度为20～30mg/l；所述第三纳滤膜的过滤压力为0.6～1.8mpa，所述第三纳滤膜对第二有机-无机混合溶液的处理时间为16～22h。
45.在一些优选实施方案中，所述高镁锂比盐湖卤水溶液体系下的纳滤膜污染的关键影响因素包括钙离子及镁离子。
46.进一步地，所述纳滤膜污染的关键影响因素包括钙离子，其中，所述钙离子的浓度为0～6.0mmol/l。
47.更进一步地，纳滤膜污染受钙离子影响更为显著，且钙离子浓度为2mmol/l时，纳滤膜污染程度较强。
48.在一些优选实施方案中，所述第一纳滤膜、第二纳滤膜、第三纳滤膜为同一种用于盐湖卤水镁锂分离的纳滤膜。
49.本发明实施例的另一个方面还提供了前述的方法于确定青海柴达木盆地盐湖卤水提锂过程中纳滤膜的污染关键影响因素中的用途。
50.在一些较为具体的实施方案中，本发明将介绍一种高镁锂比盐湖卤水锂资源高效利用过程中膜污染定性分析的方法，解析膜面污染物组成、考察污染对纳滤膜特性的影响效果，进一步确定膜污染的关键影响因素。本发明主要包括以下步骤：膜污染表征与定性分析，纳滤膜污染关键影响因素确定。
51.(1)高镁锂比盐湖卤水锂资源利用过程中膜污染对纳滤膜性能的影响
52.根据青海柴达木盆地盐湖卤水资源特点，采用纳滤膜分离技术对卤水锂资源进行高效分离提取。当纳滤膜标准化产水量降低10％以上，进水/浓水标准化压差上升15％，标准化透盐率增加5％以上，即表明纳滤膜原件被污染，需要立即清洗。但当清洗后纳滤膜性能得不到有效恢复时，表明污染对膜材料性能造成不可逆损伤，此时需要更换膜元件。对高镁锂比盐湖卤水锂资源利用过程中长期服役纳滤膜的性能进行考察，确定污染对纳滤膜分离选择性能的影响规律。其中所选用纳滤膜服役时长为10-24个月，优选的为12-16个月；卤水提锂过程中所用过滤压力为1.0-5.0mpa，优选的为2.0-4.0mpa。所用高镁锂比盐湖卤水镁离子浓度为6.0g/l～9.0g/l，优选的为7.0g/l～8.6g/l；锂离子浓度为0.05g/l～0.4g/l，优选的为0.15～0.25g/l；镁锂比为23～120，优选的为35～45。污染后纳滤膜分离后所得
纳滤淡水中的镁离子浓度为3.0-5.5g/l，优选的为3.5-4.5g/l；锂离子浓度为0.05-0.44g/l，优选的为0.15-0.34g/l，镁锂比为15-45，优选的为20-34。较初始纳滤膜的镁、锂分离选择效果明显降低，表明长期服役过程所形成的膜污染致使纳滤膜分离选择性能下降。
53.(2)高镁锂比盐湖卤水锂资源高效利用过程中膜污染定性分析
54.污染使得纳滤膜对高镁锂比盐湖卤水镁、锂分离选择效果明显降低。对膜污染进行定性分析能够揭示污染物对膜面结构的影响规律，确定膜面污染物的组成，为纳滤膜污染关键影响因素的成功获取提供依据。通过罗丹明b染色实验表征污染对纳滤膜功能层的影响，结果如图1a-图1i所示，其中，图1a-图1c、图1d-图1f和图1g-图1i分别为初始纳滤膜、长期服役纳滤膜-a和长期服役纳滤膜-b的膜表面、去离子水清洗后膜表面及支撑层表面着色情况；具体为：图1a-1c为初始纳滤膜，其中1a为其表面着色情况，1b为去离子水清洗后膜表面着色情况，1c为支撑层表面着色情况；1d-1f为纳滤膜a，其中1d为其表面着色情况，1e为去离子水清洗后膜表面着色情况，1f为支撑层表面着色情况；图1g-1i为纳滤膜b，其中1g为其表面着色情况，1h为去离子水清洗后膜表面着色情况，1i为支撑层表面着色情况。
55.长期服役后纳滤膜功能层、支撑层(图1e-图1f、图1h-图1i)染色效果明显，证明卤水污染使得膜面功能层形成缺陷。进一步通过傅里叶红外变换光谱仪及x射线光电子能谱仪对膜面功能层结构及元素组成进行分析。证实膜污染使得纳滤膜功能层结构组成发生改变，且卤水中污染物可与纳滤膜相互作用，形成膜污染。膜面元素组成分析结果显示污染后膜面新增钙、镁、氯、硅元素(图2a-图2c，图2a初始纳滤膜；图2b-图2c为污染纳滤膜)，主元素(碳、氧、氮)含量分析结果证实膜面存在有机污染，且羧基含量明显增多(表1)。
56.表1纳滤膜表面元素相对含量
[0057][0058]
(3)纳滤膜污染关键影响因素的确定
[0059]
高镁锂比盐湖卤水锂资源高效利用过程中膜污染定性分析结果证实膜面污染的存在，且污染后膜面同时存在钙、镁等无机污染物以及羧基类有机污染物。进一步对卤水中广泛存在的钙、镁离子及羧基类有机污染物在纳滤膜表面的污染过程进行考察，确定膜面污染的关键影响因素，为克服膜污染方法及策略的研究、选择提供有效的判据，为减缓膜污染的形成提供理论支持。
[0060]
鉴于盐湖卤水复杂性，为更为直接有效的获得膜面污染机理，所选用钙、镁离子浓度为0-12mmol/l，优选的为0-6mmol/l；根据高镁锂比盐湖卤水有机污染物浓度，选取有机污染浓度为15-40mg/l，优选的为20-30mg/l。膜污染实验过滤压力为0.3-2.5mpa，优选的为0.6-1.8mpa；膜污染发展时间为10-28h，优选的为16-22h。
[0061]
纳滤膜污染关键影响因素确定方法：根据纳滤分离过程工艺特点可知，当其他操作条件不变时，纳滤膜通量与其污染程度正相关。纳滤膜初始污染速率能够反映膜表面污染的形成过程；纳滤膜稳态通量反映长期污染过程对膜表面污染的影响。因此选用纳滤膜通量变化探究膜污染变化趋势，选用初始污染速率及稳态通量对膜复合污染发展演变规律
进行衡量。当膜污染达到稳定时，膜表面有机污染物含量越高，膜污染越严重，反之亦然。因此通过总有机碳总氮分析仪对膜污染过程结束后纳滤膜表面有机物含量的分析，对纳滤膜表面污染程度进行验证，以进一步明确纳滤膜污染关键影响因素。
[0062]
(4)高镁锂比盐湖卤水溶液体系纳滤膜污染关键影响因素确定
[0063]
鉴于盐湖卤水资源特点，以纳滤膜污染关键影响因素为基础，以青海察尔汗地区高镁锂比盐湖卤水组成为依据，进一步考察确定高镁锂比盐湖卤水溶液体系纳滤膜污染关键影响因素。所选溶液镁离子含量为6.0-9.0g/l，优选的为7.0-8.6g/l；选取钙离子浓度为32-58mg/l，优选的为38-52mg/l；根据高镁锂比盐湖卤水有机污染物浓度，选取有机污染浓度为15-40mg/l，优选的为20-30mg/l。膜污染实验过滤压力为0.3-2.5mpa，优选的为0.6-1.8mpa；膜污染发展时间为10-28h，优选的为16-22h。膜污染关键影响因素确定方法同步骤(3)。
[0064]
本发明针对我国青海柴达木地区高镁锂比盐湖卤水锂资源高效利用过程中的膜污染问题展开研究，对卤水提锂后膜面污染物进行定性分析，并进一步确定影响膜面污染的关键影响因素，有利于缓解卤水提锂过程的膜污染问题，提高卤水锂资源利用效率。其关键点主要有：
[0065]
1.高镁锂比卤水锂资源高效利用过程中膜污染定性分析：高镁锂比盐湖卤水锂资源利用过程中，纳滤膜的截留效果使高价盐离子及有机污染物在纳滤浓水段得到饱和，进而在纳滤末端或者纳滤二段膜表面析出、沉积和结垢，形成膜污染。膜污染会降低卤水锂资源利用效率及纳滤膜处理效果，增加卤水提锂经济投入。膜污染定性分析能够有效确定卤水提锂过程纳滤膜表面污染物组成，为减缓膜污染的形成提供理论支持；能够为卤水预处理过程提供合理依据，探索适用于高镁锂比盐湖卤水的预处理方式。
[0066]
2.卤水锂资源高效利用过程中纳滤膜污染关键影响因素的确定：高镁锂比盐湖卤水成分复杂，与纳滤膜表面相互作用形成膜污染。首先以长期服役纳滤膜表面污染物定性分析结果为依据，通过合理的实验方法确定纳滤膜污染关键影响因素；进一步以青海察尔汗地区高镁锂比盐湖卤水为研究对象，验证盐湖卤水溶液体系纳滤膜关键影响因素。膜污染关键影响因素的确定能够为卤水提锂过程膜污染的研究提供理论支持，为克服膜污染方法及策略的研究、选择提供有效的判据，为减缓膜污染的形成提供理论依据，能够有效提高卤水锂资源利用效率，提高卤水膜分离过程经济效果。
[0067]
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，本实施例在以发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0068]
下面所用的实施例中所采用的实验材料，如无特殊说明，均可由常规的生化试剂公司购买得到。以下实施例以高镁锂比盐湖卤水提锂过程中膜面污染物分析结果为依据，通过设计实验对膜面污染的形成过程进行考察，进一步通过膜污染过程中纳滤膜通量发展变化，纳滤膜初始污染速率、纳滤膜稳态通量及膜面污染层变化趋势，确定纳滤膜污染关键影响因素。
[0069]
实施例1
[0070]
纳滤膜关键影响因素的确定：
[0071]
实验过程所选用钙、镁离子浓度为0-6mmol/l；根据高镁锂比盐湖卤水有机污染物
浓度，选取有机污染浓度为28mg/l。膜污染过滤压力为0.9mpa；膜污染发展时间为20h。
[0072]
(1)膜污染过程中纳滤膜通量发展变化
[0073]
当溶液中仅含有氯化镁、氯化钙或有机物单一类型污染物时，随污染过程的进行纳滤膜通量基本保持不变；但是不同钙离子浓度下纳滤膜污染如图3a(0-3mmol/l)，图3b(3-6mmol/l)，不同镁离子浓度下纳滤膜污染如图4a(0-3mmol/l)，图4b(3-6mmol/l)；当溶液中同时含有二价金属阳离子(钙/镁)和有机污染物时，纳滤膜通量明显下降。证实单一类型污染物对纳滤膜污染影响较小，但是二价金属阳离子(钙/镁)及有机物同时存在时所形成的复合污染对纳滤膜性能影响较大。
[0074]
(2)纳滤膜初始污染速率及纳滤膜稳态通量
[0075]
以此为依据，进一步对膜污染发展过程中纳滤膜初始污染速率及纳滤膜稳态通量进行考察。保持有机污染物浓度恒定，随二价阳离子(钙/镁)浓度增加，膜面污染呈现不同的变化趋势：在所研究的浓度范围内，随钙离子浓度增加，纳滤膜初始污染速率明显高于镁离子；随钙离子浓度增加，纳滤膜初始无染速率先升高而后下降，当钙离子浓度为2mmol/l时纳滤膜初始污染速率达到最大值(如图5)；随镁离子浓度升高，膜面初始污染速率逐渐增加。
[0076]
在所研究的浓度范围内，纳滤膜通量达到稳定时，钙离子浓度对稳态通量的影响较镁离子更为明显；且纳滤膜稳态通量随镁离子浓度增加而逐渐下降(如图6)，但随钙离子浓度增加，纳滤膜稳态通量先下降而后升高，当钙离子浓度为2mmol/l时，纳滤膜稳态通量达最低值。
[0077]
纳滤膜初始污染速率及纳滤膜稳态通量变化趋势表明纳滤膜污染发展与阳离子浓度及阳离子种类密切相关；但其受钙离子影响大于镁离子，预测钙离子浓度为2mmol/l时，纳滤膜污染程度较强。
[0078]
(3)纳滤膜膜面污染层变化趋势
[0079]
当膜污染达到稳定后，通过总有机碳总氮分析仪测定膜面污染层有机物含量(如图7)。膜面污染层有机污染物含量随钙离子浓度增加先升高而后下降，钙离子浓度为2mmol/l时，膜面有机物含量达最高值；但其随镁离子浓度增加缓慢升高。
[0080]
膜面污染层有机物浓度变化趋势进一步证实污染发展与离子种类及离子浓度密切相关；纳滤膜污染受钙离子影响更为显著，另外钙离子浓度为2mmol/l时纳滤膜污染程度较强。
[0081]
实施例2
[0082]
高镁锂比盐湖卤水溶液体系纳滤膜污染关键影响因素的确定：
[0083]
鉴于盐湖卤水资源特点，以纳滤膜污染关键影响因素为基础，进一步考察确定高镁锂比盐湖卤水溶液体系纳滤膜污染关键影响因素。以青海察尔汗地区高镁锂比盐湖卤水组成为依据，实验所用镁离子含量为7.8g/l；选取钙离子浓度为47mg/l；选取有机污染浓度为28mg/l。膜污染过滤压力0.9mpa；膜污染发展时间为20h。
[0084]
(1)膜污染过程中纳滤膜通量发展变化
[0085]
当溶液仅含有高浓度氯化镁或为氯化镁与有机污染物混合溶液体系时，膜通量随污染的发展基本保持不变(如图8)；但微量钙离子的加入使得膜通量较初始值下降40％。证实卤水中微量钙离子的存在能够显著加速膜污染的发展。
[0086]
(2)纳滤膜初始污染速率及纳滤膜稳态通量
[0087]
溶液为氯化钙、氯化镁及有机污染物混合溶液体时，纳滤膜初始污染速率为氯化镁和有机污染物混合溶液体系的68倍(如图9a)；膜污染达到稳定时高浓度氯化镁溶液体系纳滤膜稳态通量与氯化镁和有机物混合溶液体系下纳滤膜稳态通量基本保持一致，证明有机物的存在对高浓度氯化镁体系下纳滤膜污染发展影响不大(如图9b)，然而当卤水中含有微量氯化钙时，纳滤膜稳态通量降低至原来的1/2。
[0088]
上述结果进一步验证高镁锂比盐湖卤水体系微量钙离子的存在加速了膜污染的发展，证实钙离子为膜面污染的关键影响因素。因此在利用纳滤膜分离技术进行高镁锂比盐湖卤水镁、锂高效分离时，应采取行之有效的卤水预处理方式，降低卤水钙离子浓度。以减少其对纳滤膜污染的影响，提高纳滤膜服役稳定性，提高高镁锂比盐湖卤水锂资源分离提取效率，降低膜分离过程经济投入。
[0089]
此外，本案发明人还参照前述实施例，以本说明书述及的其它原料、工艺操作、工艺条件进行了试验，并均获得了较为理想的结果。
[0090]
应当理解，本发明的技术方案不限于上述具体实施案例的限制，凡是在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落于本发明的保护范围之内。