本实用新型专利技术公开了一种应用于卤水提锂工艺的盐锂分离装置，该装置包括机架，机架上设有往复回转运行的滤布，沿滤布前进方向依次设有：洗盐区，滤布上方布施有用于向洗盐区输送洗盐液的洗盐液输送机构；解吸区，滤布上方布施有用于向解吸区输送解吸液的解吸液输送机构，所述的解吸区下方设有锂洗脱液收集口。申请人对粉状锂离子选择性吸附剂的吸附机理进行了重新认识，发现锂离子和其他盐离子与吸附剂之间的结合强度是不同的，因此本实用新型专利技术利用滤布承载滤饼，在滤布动态运行过程中，洗盐液与吸附剂的接触时间较短，洗盐液能够先将其他盐离子洗脱，而锂离子流失很少；当洗盐结束，滤饼上其他盐离子的吸附量已经大幅下降，从而实现有效的盐锂分离。实现有效的盐锂分离。实现有效的盐锂分离。
【技术实现步骤摘要】
应用于卤水提锂工艺的盐锂分离装置
[0001]本技术属于卤水提锂
，特别涉及应用于卤水提锂工艺的盐锂分离装置。
技术介绍
[0002]当前新能源产业的快速发展带动了锂产品需求的迅猛增长，但全球锂资源的高度集中使全球锂产品生产出现寡头垄断的局面，这就导致在锂产品供应上，我国长期依赖进口。随着我国对锂资源开发越来越重视，我国已探明锂资源储量折合氯化锂为4008万吨，其中盐湖资源约占71％，矿石资源占约29％，因此盐湖卤水提锂对保障我国新能源产业的发展具有重大意义。
[0003]选择性吸附法是当前盐湖卤水提锂的主要手段，选择性吸附法能够从含有多种离子的混合溶液中吸附分离锂，再行洗脱即可达到将锂离子与其他离子分离的目的。由于这种吸附方法与传统的水处理方法类似，因此目前已有的卤水提锂吸附工艺所使用的设备基本来源于传统水处理行业，其中最为常见的如吸附塔，而与吸附塔配套使用的是铝系、单斜晶锑酸盐系、钛酸盐系、锰氧化物系等分子筛或离子筛型吸附剂。这类选择性吸附材料的晶体结构中含有与锂离子相适配的空隙构造，因此在多种离子存在的情况下，对锂离子具有特异的选择吸附性。
[0004]不过，在将选择性吸附剂用于吸附塔进行卤水提锂时发现了许多现实问题：(1)所使用的选择性吸附剂容量低，工作容量一般小于10mg/g，造粒后不仅活性大幅缩减，而且易碎、易流失；(2)卤水提锂过程每小时需面对数千立方米的水量，这对吸附塔运行造成了极大的负荷；(3)投产阶段需大量构建填满吸附剂的吸附塔，投资成本高昂，万吨碳酸锂产线投资阶段需备用数千吨吸附剂，价格高达数亿元；(4)获得的锂洗脱液中盐锂比大于30:1，镁锂比大于3:1，这为后续除盐提纯工艺带来了极大困难，最终获得的锂产品极难达到电池级碳酸锂或氢氧化锂对杂质含量的要求；(5)洗涤段中会流失约20％以上的锂离子，这就导致吸附段中锂回收率低于60％，全工艺段锂回收率低于50％，若要获得高锂回收率，需设置多塔串联和功能转换，大幅增加了工业连续生产的难度。
[0005]近年来，已有文献报道利用粉体吸附剂进行卤水提锂，粉体吸附剂无需造粒，且其吸附容量远高于颗粒吸附剂，进而可大幅降低吸附反应时间、减少吸附剂用量等。目前已有文献或专利报道利用粉体吸附剂结合板框压滤机、离心机、精密过滤或陶瓷膜进行吸附解吸。然而，已有工作对卤水提锂过程中吸附剂的洗涤过程缺乏认识和关注，因此现有卤水提锂工艺均无法得到低盐锂比的锂洗脱液。
技术实现思路
[0006]本技术的专利技术目的是提供一种应用于卤水提锂工艺的盐锂分离装置，该盐锂分离装置适用于采用粉状锂离子选择性吸附剂进行卤水提锂，其工作原理与粉状锂离子选择性吸附剂的吸附机制相适配。
[0007]为实现上述专利技术目的，本技术的技术方案如下：
[0008]一种应用于卤水提锂工艺的盐锂分离装置，包括机架，所述的机架上设有往复回转运行的滤布，沿滤布前进方向依次设有：
[0009]洗盐区，所述的滤布上方布施有用于向洗盐区输送洗盐液的洗盐液输送机构；
[0010]解吸区，所述的滤布上方布施有用于向解吸区输送解吸液的解吸液输送机构，所述的解吸区下方设有锂洗脱液收集口。
[0011]本技术利用往复回转运行的滤布承载滤饼，该滤饼是由先与卤水混合吸附再与卤水分离的吸附剂形成的；依据滤布上方设置的机构不同，滤布上形成有沿滤布前进方向依次设置的洗盐区和解吸区，其中，洗盐区洗盐、解吸区洗锂，这是依据无定形氢氧化物吸附剂的吸附机制设计的。申请人研究发现，吸附过程中，卤水中的其他盐离子会将锂离子挤压到粉状锂离子选择性吸附剂的晶格中形成分子筛，而其他盐离子则不会进入粉状锂离子选择性吸附剂的晶格中，这就导致锂离子和其他盐离子与吸附剂之间的结合强度是不同的。由于整个洗盐过程是在滤布动态运行过程中进行的，因此洗盐液与吸附剂的接触时间较短，当洗盐液在较短的时间内穿过滤饼时，洗盐液能够先将其他盐离子洗脱，而锂离子仍会留在吸附剂的晶格中，锂离子流失很少；当洗盐结束，滤饼上其他盐离子的吸附量已经大幅下降，这就使得解吸区获得的锂洗脱液中浓度大大增加，从而实现有效的盐锂分离。
[0012]在上述的应用于卤水提锂工艺的盐锂分离装置中，所述的洗盐液输送机构具有沿滤布前进方向布置的至少两个出液端。多个沿滤布前进方向布置的出液端能够实现“小剂量多次洗盐”，与单独一个出液端相比，设置多个出液端在达到同样的洗盐效果的同时，洗盐液的用量更少，而在采用等量洗盐液的情况下则能够获得更高的洗盐效率。
[0013]在上述的应用于卤水提锂工艺的盐锂分离装置中，所有的出液端以洗盐区起始端为起点沿滤布前进方向均匀布置，处于队列尾端的出液端位于洗盐区末端的上游。由于滤布是在连续运行中的，如此即为洗盐液穿过滤饼预留一定的时间，确保洗盐充分，也确保盐洗脱液不会进入解吸区。
[0014]申请人研究发现，已捕集锂离子的吸附剂在洗盐过程中仍然存在锂离子流失，但洗盐液盐浓度越高，锂离子流失率越低。因此，在上述的应用于卤水提锂工艺的盐锂分离装置中，沿滤布前进方向的反方向，所述的出液端输送的洗盐液的盐浓度逐渐变高。
[0015]沿滤布前进方向的反方向，吸附剂上锂离子的浓度越高，因此本技术也相应地将洗盐液的盐浓度设置成由低至高的梯度洗脱，以尽可能地减少吸附剂上锂离子的流失。作为优选，在上述的应用于卤水提锂工艺的盐锂分离装置中，所述的洗盐液输送机构包括洗盐液初供组件和至少一个洗盐液循环组件，所述的洗盐液初供组件和洗盐液循环组件沿滤布前进方向的反方向依次串联。如此既实现了沿滤布前进方向的反方向出液端输送的洗盐液的盐浓度逐渐变高，又能够节约洗盐液的用量。
[0016]在上述的应用于卤水提锂工艺的盐锂分离装置中，所述的洗盐液初供组件和洗盐液循环组件的出液端均处于洗盐区上方，所述的洗盐区下方设有与各出液端对应的盐洗脱液收集口，所述的洗盐液初供组件的进液端与洗盐液储罐相连，所述的洗盐液循环组件的进液端与和洗盐液初供组件或上一洗盐液循环组件相对应的盐洗脱液收集口相连。
[0017]洗盐液的供给是沿滤布前进方向的反方向进行的，洗盐液循环组件的洗盐液收集自洗盐液初供组件或上一洗盐液循环组件的盐洗脱液收集口，由于至少经过了一次洗盐，
因此洗盐液循环组件出液端的洗盐液盐浓度总是比洗盐液初供组件或上一洗盐液循环组件的洗盐液盐浓度要高，实现了洗盐液的浓度梯度逆向洗脱。
[0018]申请人研究发现，已捕集锂离子的吸附剂在洗盐过程中仍然存在锂离子流失，但洗涤时间越短，锂离子流失率越低。因此，在上述的应用于卤水提锂工艺的盐锂分离装置中，所述的盐洗脱液收集口处设有抽真空机构。抽真空机构能够加快洗盐液穿过吸附剂的速度，缩短洗盐液与吸附剂的接触时间，尽可能地减少洗盐液带走的锂量。
[0019]同样地，在上述的应用于卤水提锂工艺的盐锂分离装置中，所述的滤布上方布施有用于向解吸区输送解吸液的解吸液输送机构，所述的解吸液输送机构具有沿滤布前进方向布置的至少两个出液端。多个沿滤布前进方向布本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种应用于卤水提锂工艺的盐锂分离装置，其特征在于，包括机架(1)，所述的机架(1)上设有往复回转运行的滤布(2)，沿滤布(2)前进方向依次设有：洗盐区(200)，所述的滤布(2)上方布施有用于向洗盐区(200)输送洗盐液的洗盐液输送机构(6)；解吸区(300)，所述的滤布(2)上方布施有用于向解吸区(300)输送解吸液的解吸液输送机构(7)，所述的解吸区(300)下方设有锂洗脱液收集口(47)。2.如权利要求1所述的应用于卤水提锂工艺的盐锂分离装置，其特征在于，所述的洗盐液输送机构(6)具有沿滤布(2)前进方向布置的至少两个出液端。3.如权利要求2所述的应用于卤水提锂工艺的盐锂分离装置，其特征在于，所有的出液端以洗盐区(200)起始端为起点沿滤布(2)前进方向均匀布置，处于队列尾端的出液端位于洗盐区(200)末端的上游。4.如权利要求2或3所述的应用于卤水提锂工艺的盐锂分离装置，其特征在于，沿滤布(2)前进方向的反方向，所述的出液端输送的洗盐液的盐浓度逐渐变高。5.如权利要求4所述的应用于卤水提锂工艺的盐锂分离装置，其特征在于，所述的洗盐液输送机构(6)包括洗盐液初供组件(62)和至少一个洗盐液循环组件(63)，所述的洗盐液初供组件(62)和洗盐液循环组件(63)沿滤布(2)前进方向的反方向依次串联。6.如权利要求5所述的应用于卤水提锂工艺的盐锂分离装置，其特征在于，所述的洗盐液初供组件(62)和洗盐液循环组件(63)的出液端均处于洗盐区...
【专利技术属性】
技术研发人员：李亦然，沈芳明，马君耀，许挺，张凯，
申请(专利权)人：权利要求书一页说明书八页附图三页，
类型：新型
国别省市：
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