本发明专利技术涉及一种从含锂交换废液中回收再利用锂的方法及装置，具体分为以下几个步骤：调变交换废液的pH值与浓度，蒸发重结晶，冷却晶浆，连续沉降离心分离，沸腾干燥，乙醇溶解和减压过滤与蒸馏。与现有技术相比，本发明专利技术适应于高效含锂吸附剂的生产，从生产中所产生的含锂交换废液回收再次利用锂，该方法氯化锂回收率高，工艺控制简单，对环境友好，无三废污染。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及应用于变压吸附制氧技术的高效含锂改性吸附剂，更具体地说，涉及从生产该吸附剂时所产生的含锂交换废液中分离再利用氯化锂的技术。
技术介绍
目前分离空气制备氧气主要有两种技术，一种是传统的冷冻分离法，另一种是变压吸附法。在大规模空气分离及对氧气纯度要求很高的领域，变压吸附技术仍无法与冷冻分离法竞争，但在制氧规模适中，纯度要求不高的场合，如富氧焙烧、高效医用制氧机等用途，变压吸附制氧具有得天独厚的优势。变压吸附空分制氧工艺技术的核心是吸附剂，通过吸附剂对N2和A不同的吸附能力来分离空气。吸附剂的种类由最初的低氮氧分离比5A到 NaX分子筛，扩展到目前最高效的含锂改性低硅X分子筛，其氮氧分离比大于6。制备含锂X分子筛一般通过离子交换相应的NaK型X分子筛，将沸石分子筛骨架外阳离子(一般为钠离子或钾离子)转化为锂离子，交换方法主要有水溶液交换法、固相交换法和熔盐交换法。在工业上应用广泛的为水溶液交换法，因为其具有交换条件温和、易操作和不易破坏产品结构等优点，且采用该法交换出来的产品性能较为均勻。但在交换过程中存在着锂盐利用率偏低以及锂盐回收困难等缺点。虽然锂盐的利用率可以通过改变交换工艺获得提高，但依然有大量锂离子留存于交换废液中，影响其在工业上的应用。鉴于此， 为了降低含锂X沸石分子筛的生产成本、扩大其工业应用面，研究如何从离子交换母液(含 Li+、Na+、k+、CD中回收再利用锂离子，成为了一个亟待解决的问题。从含锂分子筛交换废液中回收再利用锂离子也属于锂离子提取的范畴，一般而言，提取锂离子的方法有萃取法、结晶法、沉淀法、和离子筛吸附法，现在主要应用于盐湖卤水提锂。萃取法是利用有机溶剂对锂的特殊萃取性能达到提锂的目的，美国专利US4274834 中报道采用萃取法提取卤水中的锂，以异丙醇作为萃取剂萃取卤水中部分氯化锂，然后过滤掉其中不溶于异丙醇的杂质，再用蒸馏方法分离氯化锂与异丙醇，获得的氯化锂含钠 22ppm。但该方法由于萃取剂异丙醇易燃、易挥发，醇的回收率低，从而导致工艺操作困难， 且成本较高。美国专利US4271131和东德专利DD257245中报道了相类似的方法提取盐湖中的氯化锂，但依然存在萃取剂回收率低和操作成本高的难题，难以在较大规模上实现氯化锂的提取。在其他方法中，美国专利US4859343和US5599516描述了一种吸附离子交换方法用于提取盐湖中的氯化锂，但吸附离子交换剂较为昂贵，利用率较低。美国专利US5219550 中所述的方法属于沉淀法的范畴，将卤水提浓后，加入苏打水将其中的锂沉淀为碳酸锂而达到分离目的。结晶法是利用溶液中各溶质的溶解度不同来达到分离的目的，美国专利 US6063345在所述的从LiCl溶液中分离出NaCl方法中，先将溶液浓缩至LiCl质量含量大于25%，冷却至0 -10°C，再加入一种碱或碱土金属化合物或可以溶于水并难以挥发的胺，加入量为0. 3-5wt% (相对于溶液中氯化锂的质量含量)，可以有效地析出氯化钠，将其质量含量降低至0. 1%。美国专利US5451383公开了一种从含锂稀溶液中捕获和浓缩Li+的方法，主要处理对象是X分子筛在交换完后的洗涤废液，但洗涤沸石液体在所有含锂后续废液中所占比例极少，大部分锂存在于交换废液中，虽然也提到采用蒸发浓缩和分步结晶的方法除去大部分氯化钠，但并未进一步涉及详细的处理工艺及装置设备，且在重结晶过程中部分氯化锂也会随氯化钠的析出而重结晶，部分锂离子还因粘附在析出的晶体中而造成损失，所提出的软水洗涤结晶方法在实际操作中存在控制难的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种能连续运行、能耗相对较低、氯化锂回收率高、对环境友好的从含锂交换废液中回收再利用锂的方法及装置。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现一种从含锂交换废液中回收再利用锂的方法，其特征在于，分为以下几个步骤循环运行a.调变交换废液性质在搅拌罐内，根据交换废液的流量与浓度加入LiOH溶液和氯化锂固体，搅拌混合使交换废液中的PH调至10-11，氯化锂质量含量调至6-7% ；b.蒸发结晶将调变好PH值及氯化锂浓度的交换废液泵入降膜蒸发器内，在 150°C _160°C温度条件下进行初次蒸发，经过初次蒸发的溶液随后进入带搅拌功能的中央循环蒸发器，利用降膜蒸发器内产生的二次蒸汽再次蒸发，将溶液蒸发至溶液中氯化锂质量含量为16-25%，得到晶浆；C.冷却将步骤b所得到的晶浆泵入列管式冷却器，采用冷却水冷却23_30°C ；d.连续分离将步骤c冷却后所得到的晶浆经推料离心机连续离心分离，晶浆中的固体颗粒被连续推出推料离心机，高氯化锂含量溶液从推料离心机的分离液体排出口排出；e.滤液循环利用与残渣烘干步骤d中推出的固体颗粒经输送器输送至流化床干燥器内进行连续干燥，排出的高氯化锂含量溶液返回到离子交换系统中，经调配浓度后再次交换利用；f.乙醇溶解将步骤e流化床干燥器烘干好的固体送入乙醇溶解罐上部的缓冲槽内，乙醇溶解罐为间歇性操作，通入乙醇，在密闭环境下搅拌使固体溶解；g.减压过滤与加热减压蒸馏在乙醇溶解罐的密闭槽底部设置过滤网，过滤网上部设置固体出料口，以排出溶解剩余固体，过滤网下部出口直接连接至真空蒸馏器，通过真空蒸馏器的真空泵进行抽滤，乙醇溶液富集在真空蒸发器内的浓缩罐，加热减压蒸发，浓缩的固体氯化锂在底部出口排出，收集，蒸馏出的乙醇在冷凝器内冷凝回收，再输送至f步骤中的乙醇溶解罐内循环利用。步骤a中交换废液中氯化锂质量含量调至6-7%通过加入步骤e所得高氯化锂含量溶液进行调节。步骤b所述的溶液经再次蒸发后溶液中氯化锂质量含量为18-19%。步骤d所述的固体颗粒包括氯化钠、氯化钾、部分氯化锂以及粉尘。步骤g所述的真空蒸发器加热减压蒸发的压力为-50 60kpa，温度为55 65°C。本专利技术的从含锂交换废液中回收再利用锂的方法进一步还可以是测试交换废液在进入蒸发器蒸发前其氯化锂质量含量，溶液的蒸发终点是氯化锂质量含量在16-25 %，优选为18-19%，通过二者质量含量之差可以计算出所需蒸发掉的水分，进而通过控制溶液进入蒸发器的流量来控制蒸发程度。在生产处理过程中，所述交换废液以0. 5-lm3/h的速率泵入二效蒸发器内蒸发重结晶，具体的泵入流量以交换废液中所含的氯化锂含量而定。一种从含锂交换废液中回收再利用锂的方法的装置，其特征在于，该装置包括储存有交换废液的储液槽、搅拌罐、二效蒸发结晶器、列管式冷却器、推料离心机、流化床干燥器、乙醇溶解罐和真空蒸馏器，所述的储液槽与搅拌罐连接，搅拌罐出口通过流量泵与二效蒸发结晶器的入料口连接，二效蒸发结晶器的出料口通过泵与列管式冷却器连接，列管式冷却器排料口与推料离心机进料口连接，推料离心机的固体排出口与流化床干燥器连接， 推料离心机的液体排出口与离子交换系统中的进料槽相连，分离液体返回到离子交换系统中继续利用，流化床干燥器的出料口与乙醇溶解罐进料口连接，乙醇溶解罐的过滤液出口与真空蒸馏器的进料口连接，真空蒸馏器蒸馏所收集的乙醇再返回到乙醇溶解罐。所述的二效蒸发结晶器包括降膜蒸发器和中央循环蒸发器，所述的降膜蒸发器的底部出料口连接中央循环蒸发器的进料口，降膜蒸发器的顶部蒸汽出口连接中央循环本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王鹏飞，何秋平，李豫晨，周永贤，
申请(专利权)人：上海绿强新材料有限公司，上海化工研究院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。