我国卤水资源十分丰富,尤其柴达木盆地西部和四川盆地东北地区,卤水品质佳,有用组分含量高,锂资源储量较大,具有极大的开发应用价值。然而,两个地区的卤水在蒸发浓缩后期,钙锂比较高,共存元素复杂。而且卤水在各浓缩分离阶段的离子浓度变化幅度较大,给锂的分析与分离均带来较大困难。在锂分析方面,传统的火焰原子吸收光谱法存在基体干扰严重且基体匹配法操作繁琐不便的问题;在锂分离方面,纳滤法应用于高钙锂比卤水体系的研究报道较少,其操作条件和共存元素影响也不明确。基于以上问题,该论文基于DOE(design of experiment)实验设计,通过共存元素显著性分析及干扰消除研究,对传统的火焰原子吸收测锂的方法进行了优化;采用纳滤法对南翼山油田卤水中的钙锂进行分离,通过纳滤操作条件的优化,以及共存元素的影响规律的研究,以期为高钙锂比卤水的分离提供借鉴。实验结果表明:(1)火焰原子吸收光谱法测定卤水中锂含量时,钙、锶、镁、钠以及钙*硼交互作用在分析过程中具有显著影响,其显著程度为钙>锶>镁>钙*硼>钠。其中钙、锶、镁、钙*硼干扰可通过草酸钾消电离剂进行有效消除。钠可通过建立干扰模型,拟合其影响关系,消除干扰。优化方法对比传统方法,不仅操作更加简便快捷,而且准确度更高,适用范围更广。(2)在纳滤分离实验中,通过膜对比实验,DL膜相比DK膜更适合于高钙锂比卤水体系中的钙锂分离。采用DOE实验设计,以纳滤操作条件为考察对象,以锂透过率、分离因子及渗透通量为考察指标,进行显著性分析。然后根据因子显著性及其最优条件权衡指标,得到采用DL膜进行纳滤实验的优选条件为料液矿化度10 g/L、料液温度30 ~oC、膜压力1.5 MPa、泵频率20 Hz。(3)在纳滤分离实验中,离子截留率从大到小排序为锶>镁>钙>氯>硼>钾>锂>钠>铵。随着纳滤循环时间的延长,锂回收率呈上升趋势,渗透通量及产水质量均呈下降趋势。当循环时间进行到12.5 min,即样品浓缩倍数达到2.82时,锂回收率明显变慢,产水质量急剧下降,可以考虑料液二级分离。若只以锂回收率为考察指标,当样品浓缩倍数为5.33时,锂回收率可达94.88%。(4)主要共存元素对纳滤分离结果存在不同程度的影响。锂透过率的显著影响因子为铵与钾,均为负效应;钙截留率的显著影响因子为铵、硼、钾、镁*硼、锶*硼、钾*硼,其中铵、硼与钾为正效应,镁*硼、锶*硼与钾*硼为负效应;钙锂分离因子的显著影响因子为硼与镁*硼,硼为正效应,镁*硼为负效应。