渗透辅助反渗透与膜结晶结合技术用于高效回收高盐锂卤水中的水分：直接锂提取技术中水循环利用的展望

《Water Research》：Osmotically assisted reverse osmosis (OARO) coupled membrane crystallization (MCr) for an energy-efficient water recovery from hypersaline lithium brines: Perspectives of a water closing-loop for direct lithium extraction technologies

　　摘要：随着工业界转向直接锂提取技术，废弃锂盐水的处理日益重要，因为该技术会产生高盐度的残留盐水，其中的水分可在工艺中回收再利用。因此，本研究提出并评估了一种集成渗透辅助反渗透-膜结晶系统作为高效浓缩盐水及回收水分的替代方案。通过建立现象学模型并结合多目标优化，确定了避免过早结晶的最佳操作条件。将该优化配置与之前优化的气隙膜蒸馏-结晶系统整合后，在工业规模上进行了测试。结果表明，OARO在亚饱和条件下可作为低能耗预浓缩步骤有效运行，而MCr则能进一步实现水分回收和盐分结晶。在与具有相似初期水分回收率的膜蒸馏技术相比，OARO的水通量约为其4.7倍，特定电能消耗仅为其3.8倍，显示出其作为亚饱和预浓缩技术的优越性。该集成系统可实现50%的水分回收率，特定电能消耗为56千瓦时/立方米，运营成本为3.48美元/立方米，资本成本为548千美元/（立方米/小时）。与传统膜蒸馏-结晶配置相比，由于用OARO取代了膜蒸馏阶段，且AGMD的热效率更高，该方案使资本成本降低25%，特定电能消耗降低多达6.5倍，运营成本降低多达2.2倍。这些研究结果表明，OARO-MCr是一种具有经济竞争力的策略，可用于处理高盐度废弃盐水并回收直接锂提取技术中的水分。康斯坦萨·布斯塔曼特：可视化、方法论、调查、形式分析、数据整理。乌姆贝托·埃斯泰：写作——审稿与编辑、写作——初稿撰写、指导、资源提供、项目管理、资金筹措、概念设计。利益冲突声明作者声明不存在任何可能影响本文所述工作的已知财务利益或个人关系。致谢作者衷心感谢智利国家研究与发展局（ANID Chile）通过ANID项目CIA250010提供的财政支持，以及德国联邦研究、技术和航天部（BMFTR）通过BRIDGE（德智卤水元素提取与综合地质储层建模研究所）项目ID 01DN25005A提供的支持。卡琳娜·佩雷斯|胡安·卡尔德纳斯|康斯坦萨·布斯塔曼特|乌姆贝托·埃斯泰智利大学先进采矿技术中心（AMTC），地址：智利圣地亚哥图珀大道2007号（AMTC大楼）