本发明提供一种应用于盐湖水碳酸根分离与回收的装置，属于化合物分离收集技术领域，包括超滤单元过滤含碳酸根的待处理溶液，得到超滤产水；第一纳滤分离单元得到一纳浓水与一纳产水；第一反渗透单元处理一纳产水得到第一反渗透浓水和第一反渗透产水；第二纳滤分离单元得到二纳浓水与二纳产水；第二反渗透单元对二钠产水进行初步浓缩；浓缩单元对第二反渗透浓水进行浓缩，得到富锂液；第三纳滤分离单元对一纳浓水进行碳酸根的分离和浓缩；盐田工艺单元对三纳浓水进行蒸发浓缩和冷却结晶。本发明碳酸根分离与回收装置，生产效率高，成本低，资源可循环利用，环境污染少；短流程超滤可缓解超滤膜和纳滤膜污染，实现盐湖资源的高效回收利用。