[發(fā)明專利]一種從鹽湖鹵水中提取鋰的連續(xù)離子交換裝置及方法

有效

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• 申請日: 2010-10-29
• 公開（公告）號: CN102031368A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發(fā)明（設計）人: 寇曉康;李歲黨;王剛;邊維娜;樊文岷
• 申請（專利權）人: 西安藍曉科技有限公司
• 主分類號: C22B3/24
• 分類號: C22B3/24;C22B26/12
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 李紅團

技術領域

本發(fā)明涉及一種連續(xù)離子交換裝置，具體涉及一種從鹽湖鹵水中提取鋰的連續(xù)離子交換裝置，本發(fā)明還涉及利用該裝置從鹽湖鹵水中提取鋰的連續(xù)離子交換方法。

背景技術

金屬鋰及其化合物在能源和新材料方面具有重大應用前景，鹽湖鹵水提鋰將成為21世紀鋰鹽生產的主攻方向。自然界中的鋰資源主要賦存于花崗偉晶巖型礦床、鹽湖鹵水、海水及地熱水中。據(jù)統(tǒng)計，鹽湖鹵水鋰資源儲量約占鋰資源總量的70～80％，因此鹽湖鹵水提鋰將成為鋰鹽生產的主要途徑，全球從鹵水中生產的鋰鹽產品(以碳酸鋰計)已占鋰產品總量的85％以上。

國內外從鹽湖鹵水中提取鋰鹽的工藝技術方法，歸納起來主要有沉淀法、萃取法、離子交換吸附法、碳化法、煅燒浸取法、許氏法和電滲析法等。其中沉淀法、萃取法、吸附法和碳化法研究得廣泛且深入，成為主要的鹽湖鹵水提鋰方法，從鹵水中提取鋰鹽在工業(yè)上一般都是采用蒸發(fā)-結晶-沉淀，其最終產品都是碳酸鋰。沉淀法工藝可行，但工藝流程長，物料周轉量大，需多次煅燒過濾，操作步驟繁雜，最后所得到的鋰浸取液濃度低，將其濃縮需要消耗大量的動力成本。萃取法回收率高，但流程長，設備腐蝕嚴重，且生產成本高，實現(xiàn)產業(yè)化有困難。樹脂吸附法則是使用鋰離子交換吸附劑如二氧化鈦、金屬磷酸鹽、復合銻酸鹽以及鋁鹽型吸附劑和有機離子交換樹脂等選擇性的處理高鎂鋰比的鹽湖鹵水，利用對鋰離子有選擇性吸附的吸附劑來吸附鋰離子，再將鋰離子洗脫下來，達到鋰離子與其它雜質離子分離的目的。此法工藝簡單，回收率高，選擇性好，與其它方法相比有較大優(yōu)越性。因此在我國擁有全球鹵水鋰資源79％的青海柴達木盆地，如臺吉爾湖、一里坪、察爾汗和大柴旦等鹽湖一帶推廣吸附法生產鋰的工藝在經濟價值和環(huán)保方面有重要意義。

中國專利CN1511964公開了一種吸附法從鹽湖鹵水中提鋰的方法，適用于青海含鋰鹽湖鹵水和鹽田濃縮含鋰老鹵，以及從青海鹽湖鹵水中制取碳酸鋰和氯化鋰的工藝過程。但是其沒有對吸附法的具體工藝過程進行詳細說明，且吸附法的過程采取的為固定床模式，導致樹脂利用率低，產品濃度低用水量大等。

發(fā)明內容

本發(fā)明解決的技術問題是現(xiàn)有的固定床吸附裝置從鹽湖中鹵水中提取鋰的工藝存在樹脂利用率低，產品濃度低且用水大的問題，本發(fā)明提供了一種從鹽湖鹵水中提取鋰的連續(xù)離子交換裝置。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，一種從鹽湖鹵水中提取鋰的連續(xù)離子交換裝置，包括樹脂、用于裝載樹脂的多個樹脂柱、同樹脂柱上端連通的進料總管及同樹脂柱下端連通的出料總管，所述樹脂柱至少設有五個，所述樹脂柱之間通過串聯(lián)管路依次串聯(lián)連接，并形成順序移動循環(huán)運轉的吸附樹脂柱組、快速淋洗樹脂柱組和淋洗樹脂柱組；

所述進料總管包括鹵水進料總管、快速淋洗進料總管和淋洗進料總管，所述出料總管包括鹵水出料總管、淋洗出料總管和快速淋洗出料總管，所述每個樹脂柱上分別設有同進料總管連通的進料支管和同所述出料總管連通的出料支管；

所述進料支管包括鹵水進料支管、快速淋洗進料支管和淋洗進料支管，所述鹵水進料支管、快速淋洗進料支管和淋洗進料支管分別同所述的鹵水進料總管、快速淋洗進料總管和淋洗進料總管一一對應連通；

所述出料支管包括鹵水出料支管、淋洗出料支管和快速淋洗出料支管，所述鹵水出料支管、淋洗出料支管和快速淋洗出料支管分別同所述的鹵水出料總管、淋洗出料總管和快速淋洗出料總管一一對應連通，所述合格液由所述淋洗出料總管中輸出；

所述每個進料支管、出料支管和串聯(lián)管路上分別設有控制閥，用于周期性控制各樹脂柱組在多個樹脂柱間同步實現(xiàn)離子交換、快速淋洗和淋洗過程。

所述淋洗樹脂柱組的數(shù)量至少為兩組，所述樹脂柱上的淋洗進料支管的數(shù)量和淋洗出料支管的數(shù)量與所述淋洗樹脂柱組的組數(shù)相等；

所述淋洗進料總管的數(shù)量、淋洗出料總管的數(shù)量分別同所述淋洗樹脂柱組的組數(shù)相等；

所述的淋洗進料總管包括洗滌進料總管和至少一個回流進料總管，所述淋洗出料總管包括合格液出料總管和至少一個回流出料總管，所述回流出料總管和回流進料總管通過管路同緩沖罐一一對應連接。

所述淋洗樹脂柱組設置三組，分別為第一淋洗樹脂柱組、第二淋洗樹脂柱組和第三淋洗樹脂柱組，其中，

所述吸附樹脂柱組的串聯(lián)樹脂柱數(shù)量為至少2個；

所述快速淋洗樹脂柱組的串聯(lián)樹脂柱數(shù)量為至少1個；

所述第一淋洗樹脂柱組的串聯(lián)樹脂柱數(shù)量為至少2個；

所述第二淋洗樹脂柱組的串聯(lián)樹脂柱數(shù)量為至少2個；

所述第三淋洗樹脂柱組的串聯(lián)樹脂柱數(shù)量為至少2個；