[實用新型]一種化學沉淀和置換電滲析的藕合提鋰系統

有效

• 申請號: 202220553464.5
• 申請日: 2022-03-14
• 公開（公告）號: CN217173480U
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 陳鑫森;王大新
• 申請（專利權）人: 浙江志澄環境資源科技有限公司
• 主分類號: C02F9/06
• 分類號: C02F9/06;C02F101/10
• 代理公司: 杭州天欣專利事務所(普通合伙) 33209
• 代理人: 梁斌

本實用新型涉及一種化學沉淀和置換電滲析的藕合提鋰系統，屬于化學領域。本實用新型中混合沉淀池與溶解池通過一號流道連接，溶解池與一號多通閥通過二號流道連接，溶解池與置換電滲析裝置通過三號流道連接，置換電滲析裝置與二號多通閥通過四號流道連接，二號多通閥與雙極膜電滲析裝置通過五號流道連接，雙極膜電滲析裝置與酸儲存箱通過六號流道連接，雙極膜電滲析裝置與堿儲存箱通過七號流道連接，酸儲存箱與一號流道通過八號流道連接，堿儲存箱與三號多通閥通過九號流道連接，三號多通閥與二號多通閥通過十號流道連接，三號多通閥與溶解箱連接，溶解箱與十三號流道通過十一號流道連接，十三號流道與混合沉淀池連接。

技術領域

本實用新型涉及一種化學沉淀和置換電滲析的藕合提鋰系統，屬于化學領域。

背景技術

鋰是最輕的金屬元素，金屬鋰及鋰化合物以其優異的物理化學性能,例如極高的電化學活性、高比熱容和低熱膨脹系數等在商業領域得到廣泛應用，特別在近年來，由于資源枯竭，以及煤炭、石油、天然氣等不可再生能源過度消耗造成的環境污染日益嚴重，能源危機問題日益突出，這種情況促進了新型綠色能源的發展，而鋰電池在新能源這條道路上是必不可少的，因為相比石燃料汽車，使用可充電鋰電池的電動汽車具有較低的運營成本，并且不會向大氣排放污染物，這也促使了包括作為鋰電池重要的電極和電解質材料碳酸鋰（Li₂CO₃）等鋰化合物原材料的枯竭，使他價格飆升。

鋰在自然界中不以純金屬形式存在，它的單個外殼價電子很容易失去形成化合物，特別是與氧。

目前，鋰資源主要來自鋰礦石或鹽湖鹵水。全球鋰資源地理分布的研究報告驗證過，61.8% 的鋰資源存在于鹵水中。而礦物中只占25%。此外，鋰礦有著儲量低、不可再生、分布不平衡等特點，再加上從礦物中提鋰過程伴隨著的能耗高，不環保等各因素導致現在鋰主要是從鹽湖和地下鹵水中提取的。我國鹽湖鹵水鋰資源十分豐富。青藏高原有80多個鹽湖，這些湖泊的鋰資源儲量達到500萬噸以上。與傳統的礦石提取相比，從鹽湖鹵水中提取鋰能減少成本和降低操作難度。鹽湖鹵水中的鋰資源主要以氯化鋰（LiCl）形式存在。目前，大部分鹽湖鋰可通過太陽能蒸發濃縮來去除地溶解度鹽，同時保留鋰，之后再用離子交換和沉淀化學等傳統純化學技術進一步提純化。在這些方法中能獲取的產品通常是氫氧化鋰（LiOH）、氯化鋰、溴化鋰（LiBr）、丁基鋰（C₄H₉Li）和鋰離子電池的主要前體，碳酸鋰。用該沉淀技術可獲得98%純度的碳酸鋰。

然而，為了滿足鋰電池的生產，要求碳酸鋰的純度高于99.5wt%，甚至在核能領域要求增加到99.9wt%。所以通過傳統沉淀方式獲取的鋰化合物工業等級是無法滿足電池制造的條件。因此，迫切需要生產出工業水平的高純度鋰，以達到上述標準還需要額外更加一步的精度處理來達到電池制造標準。涉及該步驟的技術有沉淀、吸附、煅燒、溶劑萃取和膜法。

沉淀方法主要有碳酸鹽和鋁酸鹽的沉淀，以及硼和鋰的共沉淀。沉淀的優點是可以獲得高純度，此外，該方法易于工業化。缺點包括該過程的高能耗以及其漫長而復雜的過程。

吸附方法簡單，選擇性好，鋰回收率高。然而，對吸附劑的幾個要求，如穩定的洗脫性能、簡單的制備、廉價和環保是需要滿足的標準之一。不幸的是，目前可用的吸附劑并不完全符合這些標準。

煅燒法具有資源綜合利用率高、原料消耗低的優點，但設備易腐蝕、蒸發量大、能耗高是該法的缺點。

溶劑萃取法鋰的提取率高，鎂鋰分離效率好。然而，除了設備易腐蝕外，萃取劑的大量損失使該工藝的成本效益較低。此外，這個過程需要處理大量的鹽水，增加了環境污染。

有鑒于此，在申請號為202010283093.9的專利文獻中公開了光電加熱+連續逆流換熱配合漂浮式曬鹽提取鋰精礦，對比文件與本申請相比提取鋰的方式不同。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術中存在的上述不足，而提供一種結構設計合理的化學沉淀和置換電滲析的藕合提鋰系統。