一种盐湖卤水提锂系统的制作方法

本技术属于盐湖提锂，具体涉及一种盐湖卤水提锂系统。

背景技术：

1、锂作为自然界中质量最轻、标准电极电势最低的金属元素，被誉为未来的“白色石油”，是最理想的电池材料。随着新能源电力和新能源汽车的发展，对储能电池和汽车电池的需要也急速增长，传统的锂矿石提锂已不能满足市场需求。而自然界中的锂还大量存在于盐湖卤水中，且储量约占锂总资源的61％，如何从盐湖中高效提锂已成为国内外专家致力解决的问题。

2、盐湖卤水中一般含有li+、na+、k+、ca2+、mg2+、b3+、so42-、cl-、co32-等离子，现有从盐湖中提取锂的工艺主要有沉淀法、吸附法、萃取法、膜分离法以及多种方法的组合。针对我国盐湖卤水中锂浓度低，镁锂比和钠锂比高的情况，吸附法更为适用。吸附法的工业应用装置主要有固定床、移动床以及连续移动床等类型，其中连续离子交换装置(连续移动床类型)已成功应用于西藏麻米错、扎布耶、青海大柴旦等盐湖。

3、采用连续离子交换装置提锂是将离子交换柱(一般为20-30根装有吸附剂的离子交换柱)划分成不同的功能区，主要包括吸附区、解吸区、水洗料区、水洗酸区等。一般步进时长为10min，每个步进沿同一方向转动一根离子交换柱，每根离子交换柱经历一次完整的吸附、水洗料、解吸和水洗酸为一个吸脱附周期。

4、但现阶段采用连续离子交换装置提取盐湖锂的方法存在不能充分发挥吸附剂吸附容量，对卤水的离子选择性低等问题，导致不能高效、稳定的提取盐湖卤水中的锂。

技术实现思路

1、有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种盐湖卤水提锂系统，该系统可以充分发挥吸附剂的吸附容量和离子选择性，提高提锂产量。

2、本实用新型提供了一种盐湖卤水提锂系统，为连续离子交换方式，包括30根交换柱和配套的交换柱驱动机构；每根所述交换柱内均装填吸附剂，30根所述交换柱分布于提锂系统的吸附区、水洗料区、解吸区和水洗酸区；所述交换柱驱动机构在系统运行时驱动所有交换柱逆时针同步转动，每个步进逆时针转动一个交换柱位，每根所述交换柱完整的依次转过所述吸附区、水洗料区、解吸区和水洗酸区；

3、以转动进入到所述吸附区的第一根交换柱作为第一交换柱，30根所述交换柱沿着依次转过吸附区、水洗料区、解吸区和水洗酸区的路径方向，依次记为第一交换柱、第二交换柱、第三交换柱、第四交换柱、第五交换柱、第六交换柱、第七交换柱、第八交换柱、第九交换柱、第十交换柱、第十一交换柱、第十二交换柱、第十三交换柱、第十四交换柱、第十五交换柱、第十六交换柱、第十七交换柱、第十八交换柱、第十九交换柱、第二十交换柱、第二十一交换柱、第二十二交换柱、第二十三交换柱、第二十四交换柱、第二十五交换柱、第二十六交换柱、第二十七交换柱、第二十八交换柱、第二十九交换柱和第三十交换柱；

4、所述第一交换柱至第十六交换柱位于所述吸附区，所述吸附区内的交换柱两两串联为1组，共8组，其中，所述第一交换柱和第十六交换柱串联，所述第二交换柱和第十五交换柱串联，所述第三交换柱和第十四交换柱串联，所述第四交换柱和第十三交换柱串联，所述第五交换柱和第十二交换柱串联，所述第六交换柱和第十一交换柱串联，所述第七交换柱和第十交换柱串联，所述第八交换柱和第九交换柱串联；

5、所述第十七交换柱至第二十交换柱位于所述水洗料区，其中，所述第十七交换柱和第十八交换柱串联，所述第十九交换柱和第二十交换柱并联；

6、所述第二十一交换柱至第二十七交换柱采用下进上出的连接方式，位于所述解吸区；

7、所述第二十八交换柱至第三十交换柱位于所述水洗酸区，三根交换柱串联；

8、所述水洗料区配有淋洗液罐；所述解吸区配有解吸罐；所述水洗酸区配有水洗罐。

9、优选的，所述吸附区配有用于将经吸附剂后的尾卤输送至盐湖的管道。

10、优选的，系统运行时，所述第十七交换柱淋洗后产生的淋洗液流出提锂系统，所述第十九交换柱和第二十交换柱淋洗后产生的淋洗液流回所述淋洗液罐。

11、优选的，所述水洗料区还配有用于将淋洗吸附剂产生的淋洗液输送至盐湖的管道。

12、优选的，所述解吸区还配有用于监测解吸液ph值的ph监测装置和用于调节解吸液ph值的酸液罐。

13、优选的，所述解吸区还配有用于储存解吸合格液的合格液罐。

14、优选的，系统运行时，所述第二十一交换柱解吸后的液体流入所述淋洗液罐，所述第二十二交换柱解吸后的液体流入所述合格液罐，所述第二十三交换柱至第二十七交换柱解吸后的解吸液流回所述解吸罐。

15、优选的，所述第二十三交换柱至第二十七交换柱并联。

16、优选的，系统运行时，所述水洗酸区内的交换柱产生的清洗液流入所述解吸罐。

17、与现有技术相比，本实用新型提供了一种盐湖卤水提锂系统，为连续离子交换方式，包括30根交换柱，每根所述交换柱内均装填吸附剂；30根所述交换柱分布于提锂系统的吸附区、水洗料区、解吸区和水洗酸区，系统运行时，每个步进逆时针转动一次交换柱，每根所述交换柱完整的依次转过所述吸附区、水洗料区、解吸区和水洗酸区；以转动进入到所述吸附区的第一根交换柱作为第一交换柱，30根所述交换柱沿着依次转过吸附区、水洗料区、解吸区和水洗酸区的路径方向，依次记为第一交换柱、第二交换柱、第三交换柱、第四交换柱、第五交换柱、第六交换柱、第七交换柱、第八交换柱、第九交换柱、第十交换柱、第十一交换柱、第十二交换柱、第十三交换柱、第十四交换柱、第十五交换柱、第十六交换柱、第十七交换柱、第十八交换柱、第十九交换柱、第二十交换柱、第二十一交换柱、第二十二交换柱、第二十三交换柱、第二十四交换柱、第二十五交换柱、第二十六交换柱、第二十七交换柱、第二十八交换柱、第二十九交换柱和第三十交换柱；所述第一交换柱至第十六交换柱位于所述吸附区，所述吸附区内的交换柱两两串联为1组，共8组，其中，所述第一交换柱和第十六交换柱串联，所述第二交换柱和第十五交换柱串联，所述第三交换柱和第十四交换柱串联，所述第四交换柱和第十三交换柱串联，所述第五交换柱和第十二交换柱串联，所述第六交换柱和第十一交换柱串联，所述第七交换柱和第十交换柱串联，所述第八交换柱和第九交换柱串联；所述第十七交换柱至第二十交换柱位于所述水洗料区，其中，所述第十七交换柱和第十八交换柱串联，所述第十九交换柱和第二十交换柱并联；所述第二十一交换柱至第二十七交换柱采用下进上出的连接方式，位于所述解吸区；所述第二十八交换柱至第三十交换柱位于所述水洗酸区，三根交换柱串联；所述水洗料区配有淋洗液罐；所述解吸区配有解吸罐；所述水洗酸区配有水洗罐。本实用新型提供的提锂系统采用装填有吸附剂的连续离子交换柱吸附盐湖锂，然后用酸液中的氢离子置换吸附剂内的锂，从而对盐湖中的锂有选择性的提取；其中，水洗料区采用第十九交换柱和第二十交换柱并联的方式，能够不增大耗水量的前提下加大淋洗流量，从而更好的冲洗卤水，降低合格液中杂质离子的含量，提高离子选择性；解吸区的交换柱采用下进上出的方式，可以避免解吸死角，充分解吸，从而提高吸附剂的吸附容量。此外，解吸区的部分交换柱优选采用并联的方式，可以在不增大耗水量的前提下加大解吸液流量，充分解吸，从而提高吸附容量，增大锂产量。另外，系统运行时，结合解吸区交换柱的大流量，解吸区优选采用ph值为1.0～1.3的低浓度酸解吸，即氢离子浓度为0.05～0.1mol/l，保证解吸完全的基础上降低酸浓度，减小每次解吸酸溶液对吸附剂颗粒骨架的侵蚀，从而延长使用寿命；结合解吸液酸溶度和解吸区交换柱流量，维持在较低的温度已经能很好的解吸吸附剂内的锂，因此解吸区的温度优选设置为10～15℃之间，低温能够很好的避免破坏吸附剂架构，从而进一步延长吸附剂使用寿命。