专利名称：一种从盐湖卤水中提取锂的连续离子交换装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种连续离子交换装置，具体涉及一种从盐湖卤水中提取锂的连续离 子交换装置，本发明还涉及利用该装置从盐湖卤水中提取锂的连续离子交换方法。
背景技术：
金属锂及其化合物在能源和新材料方面具有重大应用前景，盐湖卤水提锂将成为 21世纪锂盐生产的主攻方向。自然界中的锂资源主要赋存于花岗伟晶岩型矿床、盐湖卤水、 海水及地热水中。据统计，盐湖卤水锂资源储量约占锂资源总量的70 80%，因此盐湖卤 水提锂将成为锂盐生产的主要途径，全球从卤水中生产的锂盐产品(以碳酸锂计)已占锂 产品总量的85%以上。
国内外从盐湖卤水中提取锂盐的工艺技术方法，归纳起来主要有沉淀法、萃取法、 离子交换吸附法、碳化法、煅烧浸取法、许氏法和电渗析法等。其中沉淀法、萃取法、吸附法 和碳化法研究得广泛且深入，成为主要的盐湖卤水提锂方法，从卤水中提取锂盐在工业上 一般都是采用蒸发-结晶-沉淀，其最终产品都是碳酸锂。沉淀法工艺可行，但工艺流程长， 物料周转量大，需多次煅烧过滤，操作步骤繁杂，最后所得到的锂浸取液浓度低，将其浓缩 需要消耗大量的动力成本。萃取法回收率高，但流程长，设备腐蚀严重，且生产成本高，实现 产业化有困难。树脂吸附法则是使用锂离子交换吸附剂如二氧化钛、金属磷酸盐、复合锑酸 盐以及铝盐型吸附剂和有机离子交换树脂等选择性的处理高镁锂比的盐湖卤水，利用对锂 离子有选择性吸附的吸附剂来吸附锂离子，再将锂离子洗脱下来，达到锂离子与其它杂质 离子分离的目的。此法工艺简单，回收率高，选择性好，与其它方法相比有较大优越性。因 此在我国拥有全球卤水锂资源79%的青海柴达木盆地，如台吉尔湖、一里坪、察尔汗和大柴 旦等盐湖一带推广吸附法生产锂的工艺在经济价值和环保方面有重要意义。
中国专利CN1511964公开了一种吸附法从盐湖卤水中提锂的方法，适用于青海含 锂盐湖卤水和盐田浓缩含锂老卤，以及从青海盐湖卤水中制取碳酸锂和氯化锂的工艺过 程。但是其没有对吸附法的具体工艺过程进行详细说明，且吸附法的过程采取的为固定床 模式，导致树脂利用率低，产品浓度低用水量大等。发明内容
本发明解决的技术问题是现有的固定床吸附装置从盐湖中卤水中提取锂的工艺 存在树脂利用率低，产品浓度低且用水大的问题，本发明提供了一种从盐湖卤水中提取锂 的连续离子交换装置。
为实现上述发明目的，一种从盐湖卤水中提取锂的连续离子交换装置，包括树脂、 用于装载树脂的多个树脂柱、同树脂柱上端连通的进料总管及同树脂柱下端连通的出料总 管，所述树脂柱至少设有五个，所述树脂柱之间通过串联管路依次串联连接，并形成顺序移 动循环运转的吸附树脂柱组、快速淋洗树脂柱组和淋洗树脂柱组；
所述进料总管包括卤水进料总管、快速淋洗进料总管和淋洗进料总管，所述出料总管包括卤水出料总管、淋洗出料总管和快速淋洗出料总管，所述每个树脂柱上分别设有 同进料总管连通的进料支管和同所述出料总管连通的出料支管；
所述进料支管包括商水进料支管、快速淋洗进料支管和淋洗进料支管，所述卤水 进料支管、快速淋洗进料支管和淋洗进料支管分别同所述的商水进料总管、快速淋洗进料 总管和淋洗进料总管一一对应连通；
所述出料支管包括卤水出料支管、淋洗出料支管和快速淋洗出料支管，所述卤水 出料支管、淋洗出料支管和快速淋洗出料支管分别同所述的卤水出料总管、淋洗出料总管 和快速淋洗出料总管一一对应连通，所述合格液由所述淋洗出料总管中输出；
所述每个进料支管、出料支管和串联管路上分别设有控制阀，用于周期性控制各 树脂柱组在多个树脂柱间同步实现离子交换、快速淋洗和淋洗过程。
所述淋洗树脂柱组的数量至少为两组，所述树脂柱上的淋洗进料支管的数量和淋 洗出料支管的数量与所述淋洗树脂柱组的组数相等；
所述淋洗进料总管的数量、淋洗出料总管的数量分别同所述淋洗树脂柱组的组数 相等；
所述的淋洗进料总管包括洗涤进料总管和至少一个回流进料总管，所述淋洗出料 总管包括合格液出料总管和至少一个回流出料总管，所述回流出料总管和回流进料总管通 过管路同缓冲罐一一对应连接。
所述淋洗树脂柱组设置三组，分别为第一淋洗树脂柱组、第二淋洗树脂柱组和第 三淋洗树脂柱组，其中，
所述吸附树脂柱组的串联树脂柱数量为至少2个；
所述快速淋洗树脂柱组的串联树脂柱数量为至少1个；
所述第一淋洗树脂柱组的串联树脂柱数量为至少2个；
所述第二淋洗树脂柱组的串联树脂柱数量为至少2个；
所述第三淋洗树脂柱组的串联树脂柱数量为至少2个；
所述合格液由所述第三淋洗树脂柱组的最后一级树脂的合格液出料总管中输出。
所述的树脂为有机离子交换树脂，无机离子交换树脂与吸附剂，铝盐吸附剂，离子 筛氧化物吸附剂，无定型氢氧化无吸附剂中的一种。
所述的控制阀为电磁阀或气动阀，所述控制阀通过PLC程序控制，用于周期性控 制所述的进料支管、出料支管和串联管路上的控制阀的启闭。
本发明还提供了一种从盐湖卤水中提取锂的连续离子交换方法，包括下述步骤
步骤一将多个树脂柱依次串联连接，形成流向相同且可循环运转的五组树脂柱 组，依次为第一淋洗树脂柱组、快速淋洗树脂柱组、吸附树脂柱组、第三淋洗树脂柱组和第 二淋洗树脂柱组；
步骤二将盐湖卤水输入到吸附树脂组柱中，将洗涤液分别输入至第一淋洗树脂 柱组和快速淋洗树脂柱组中，第一淋洗树脂柱组中的淋洗液通过一次缓冲罐回流至第二淋 洗树脂柱组中并作为第二淋洗树脂柱组的进料液，所述第二淋洗树脂柱组中的淋洗液通过 二次淋洗缓冲罐回流至第三淋洗树脂柱组中并作为第三淋洗树脂柱组的进料液同步完成 锂离子交换、树脂柱的快速淋洗和树脂柱的洗涤过程；
步骤三当上一周期结束后，通过切换树脂柱上的控制阀使五组树脂柱组在多个树脂柱间进行下一周期的组合；
步骤四将盐湖卤水和洗涤液分别输入到下一周期的吸附树脂柱组、快速淋洗树 脂柱组及第一淋洗树脂柱组中，同步完成下一周期的锂离子交换、树脂柱的快速淋洗和树 脂柱洗涤过程，合格液由每个周期的第三淋洗树脂柱组的最后一级树脂柱中输出。
所述步骤四中的快速淋洗树脂柱组中的第一级树脂柱为上一周期吸附树脂柱组 中的第一级树脂柱；所述吸附树脂柱组的最后一级树脂柱为上一周期第三淋洗树脂柱组中 的第一级树脂柱；所述第一淋洗树脂柱组中的最后一级树脂柱为上一周期快速淋洗树脂柱 组中的第一级树脂柱。
所述盐湖卤水从吸附树脂柱组的上部进液，所述洗涤液分别从所述快速淋洗树脂 柱组和第一淋洗树脂柱组的上部进液，所述上部进液流经指定的树脂柱组后并在其最后一 级树脂柱的下部出液；
所述第一淋洗树脂柱组的淋洗液由其最后一级树脂柱的下部输出，并作为第二淋 洗树脂柱组的上部进料液，所述第二淋洗树脂柱组的淋洗液由其最后一级树脂柱的下部输 出，并作为第三淋洗树脂柱组的上部进料液，合格液由第三淋洗树脂柱组的最后一级树脂 柱的下部输出。
所述吸附树脂柱组中的盐湖卤水的处理速率为5-10BV/h，处理量20_60BV ；
所述快速淋洗树脂柱组中的洗涤液的处理速率为5_20BV/h，处理量2-4BV ；
所述第一淋洗树脂柱组、第二淋洗树脂柱组和第三淋洗树脂柱组中的洗涤液的处 理速率为3-5BV/h，处理量2-6BV ；
其中所述控制阀周期切换的时间为2_12h。
所述第二淋洗树脂柱组的上部进料液中镁锂质量浓度比为10-15，其下部出料液 中镁锂质量浓度比为5-10 ；由所述第三淋洗树脂柱组的最后一级树脂柱中输出的合格液 的镁锂质量浓度比为<5。
所述吸附树脂柱组中的盐湖卤水的温度为20-100°C ；
所述快速树脂柱组、第一树脂柱组中的洗涤液均为20-50°C的去离子水。
本发明从盐湖卤水中提取锂的连续离子交换法采用连续离子交换系统，树脂在连 续离子交换装置中位置不动，通过自动控制系统阀门的切换，使不同区域树脂同时实现周 期性吸附、快速淋洗和淋洗，自动控制阀门为气动阀或电磁阀，采用PLC程序控制。
具体地，本发明的方法可以通过下述技术措施来实现吸附区ml柱运行，盐湖卤 水从树脂柱上部进入，下部出。空塔线速度控制在10-30m/h
快速淋洗n2柱运行，去离子水从树脂柱上部进入，下部出。
第一次淋洗η3柱运行，去离子水从树脂柱上部进入，下部出。
第二次淋洗η4柱运行，第一次淋洗出淋洗液从树脂柱上部进入，下部出。
第三次淋洗η5柱运行，第二次淋洗出淋洗液从树脂柱上部进入，下部出。
系统中共η个树脂柱，在同一时间段内，nl个柱吸附，n2个柱快速淋洗，η3个柱第 一次淋洗，η4个柱第二次淋洗，π5个柱第三次淋洗。每个树脂柱进行周期性的循环过程。 其中，η = nl+n2+n3+n4+n5, nl 彡 2，n2 彡 1，n3 彡 2，n4 彡 2，n5 彡 2。
本发明中所述的吸附区过程包括以下步骤ml个柱串联运行，盐湖卤水由树脂柱 上部进入和树脂进行充分交换后，从第一级树脂柱下口出，之后再从第二级树脂柱上口进入，依此过程进行，直至从第nl个树脂柱下口出，流出液返回到晒盐池中。温度20-100°C， 处理速率5-10BV/h，处理量40-60BV
本发明中所述的快速淋洗过程包括以下步骤去离子水从树脂柱上部进入，将树 脂中残留的盐湖卤水冲出。温度20-50°C，处理速率20BV/H，处理量2BV-4BV
本发明中所述的第一次淋洗过程包括以下步骤去离子水从树脂柱上部进入，下 部出。将树脂中和树脂结合力较弱的镁洗出。温度20-50°C，处理速率3-5BV/h，处理量 2BV-6BV，收集镁锂含量比为10-15的淋洗液作为第二次淋洗时的淋洗液。
本发明中所述的第二次淋洗过程包括以下步骤第一阶段淋洗出的淋洗液从树 脂柱上部进入，下部出。将树脂中结合力较弱的镁继续洗出。温度20-50°C，处理速率 3-5BV/h，收集镁锂含量比为5-10的淋洗液作为第三次淋洗时的淋洗液。
本发明中所述的第三次淋洗过程包括以下步骤第二阶段淋洗出的淋洗液从树脂 柱上部进入，下部出。将树脂中吸附的锂洗出。温度20-50°C，处理速率3-5BV/h，收集镁 锂含量< 5的淋洗液作为锂的合格液。
以上吸附，淋洗过程同步开展，并且周期性的进行阀门的切换。每个树脂柱经过一 周的循环，完成以上所有步骤。
本发明的方法针对性的采用连续离子交换设备，对吸附过程采用串联吸附模式， 提高了树脂的使用效率，使树脂最大程度达到饱和状态。吸附饱和之后树脂通过快速淋洗 和变速淋洗模式，使淋洗剂的使用量减少，并增大了淋洗出液的浓度。与现有的固定床吸附 技术相比，具有设备简单，操作方便，自动化程度高，树脂使用量少，利用率高，产品浓度稳 定且合格液浓度高。
图1为本发明的连续离子交换法的工艺流程图； 图2为图1的连续离子交换法装置； 图3为本发明的PLC程序控制线路图。 图中I.洗涤进料支管 3.卤水进料支管5.第一回流进料支管 7.快速淋洗出料支管 9.合格液出料支管II.气动阀/电磁阀 13.洗涤进料总管 15.卤水进料总管17.第一回流进料总管 19.快速淋洗出料总管 21.合格液出料总管 23.串联管路2.快速淋洗进料支管 4.第二回流进料支管 6.第一回流出料支管 8.卤水出料支管 10.第二回流出料支管 12.树脂柱14.快速淋洗进料总管 16.第二回流进料总管 18.第一回流出料总管 20.卤水出料总管 22.第二回流出料总管具体实施方式
本发明以下结合实施例作进一步描述，但并不限制本发明。
本发明的一种从盐湖卤水中提取锂的连续离子交换装置，包括树脂、用于装载树 脂的多个树脂柱、同树脂柱上端连通的进料总管及同树脂柱下端连通的出料总管，所述树 脂柱至少设有五个，树脂柱之间通过串联管路依次串联连接，并形成顺序移动循环运转的 吸附树脂柱组、快速淋洗树脂柱组和淋洗树脂柱组；其中的淋洗树脂柱组的数量至少为两 组，进料总管包括卤水进料总管、快速淋洗进料总管和淋洗进料总管，出料总管包括卤水出 料总管、淋洗出料总管和快速淋洗出料总管，每个树脂柱上分别设有同进料总管连通的进 料支管和同出料总管连通的出料支管；进料支管包括卤水进料支管、快速淋洗进料支管和 淋洗进料支管，商水进料支管、快速淋洗进料支管和淋洗进料支管分别同商水进料总管、快 速淋洗进料总管和淋洗进料总管一一对应连通；出料支管包括卤水出料支管、淋洗出料支 管和快速淋洗出料支管，卤水出料支管、淋洗出料支管和快速淋洗出料支管分别同卤水出 料总管、淋洗出料总管和快速淋洗出料总管一一对应连通，合格液由淋洗出料总管中输出。
所述每个进料支管、出料支管和串联管路上分别设有控制阀，用于周期性控制各 树脂柱组在多个树脂柱间同步实现离子交换、快速淋洗和淋洗过程。
淋洗树脂柱组的数量至少为两组，树脂柱上的淋洗进料支管的数量和淋洗出料支 管的数量与所述淋洗树脂柱组的组数相等，淋洗进料总管的数量、淋洗出料总管的数量分 别同淋洗树脂柱组的组数相等；淋洗进料总管包括洗涤进料总管和至少一个回流进料总 管，淋洗出料总管包括合格液出料总管和至少一个回流出料总管，回流出料总管和回流进 料总管通过连接管路同缓冲罐一一对应连接。
当淋洗树脂柱组设置三组，即分别为第一淋洗树脂柱组、第二淋洗树脂柱组和第 三淋洗树脂柱组，其中，吸附树脂柱组的串联树脂柱数量为至少2个，快速淋洗树脂柱组的 串联树脂柱数量为至少1个，第一淋洗树脂柱组的串联树脂柱数量为至少2个，第二淋洗树 脂柱组的串联树脂柱数量为至少2个，第三淋洗树脂柱组的串联树脂柱数量为至少2个，合 格液由所述第三淋洗树脂柱组的最后一级树脂的合格液出料总管中输出。
树脂为有机离子交换树脂，无机离子交换树脂与吸附剂，铝盐吸附剂，离子筛氧化 物吸附剂，无定型氢氧化无吸附剂中的一种。控制阀为电磁阀或气动阀，控制阀通过PLC程 序控制，用于周期性控制所述的进料支管、出料支管和串联管路上的控制阀的启闭。
如图3所示，所有对应的工艺流程控制通过PLC系统中的CPU来执行相关的操作。 每个柱子操作单元分为吸附，快速淋洗，第一淋洗，第二淋洗和第三淋洗五个步续，每个步 续又分为进盐湖卤水(洗涤液，淋洗液，一次淋洗液和二次淋洗液)启动(关闭)，阀门打开 (关闭)，传感器启动(关闭)三个并列单元。在某一时刻，所有的柱子在运行吸附，快速淋 洗，第一淋洗，第二淋洗和第三淋洗步骤中的某一步。如以1#柱为例，通过CPU给予1#柱 吸附指令，此时传感器得到CPU的命令后给予进盐湖卤水阀门信号，进盐湖卤水阀门打开。 到给定时间后，CPU给予1#柱吸附结束指令，此时传感器得到CPU的命令后给予进盐湖卤水 阀门信号，进盐湖卤水阀门关闭，吸附结束，并将这一信号反馈至CPU。此时CPU给予1#柱 快速淋洗指令，此时传感器得到CPU的命令后给予进洗涤液阀门信号，进洗涤液阀门打开。 到给定时间后，CPU给予1#柱快速洗涤结束指令，此时传感器得到CPU的命令后给予进淋 洗液阀门信号，进淋洗液阀门打开，到给定时间后，CPU给予1#柱第一淋洗结束指令，此时传感器得到CPU的命令后给予进一次淋洗液阀门信号，进一次淋洗液阀门打开，第一淋洗 结束。到给定时间后，CPU给予1#柱第一淋洗结束指令，此时传感器得到CPU的命令后给 予进二次淋洗液阀门信号，进二次淋洗液阀门打开，第二淋洗结束，到给定时间后，CPU给予 1#柱第二淋洗结束指令，此时传感器得到CPU的命令后给予进二次淋洗液阀门信号，进二 次淋洗液阀门关闭，第三淋洗结束，1#柱开始下一个工作步骤。其他柱的控制原理与步骤与 1#柱相同。
实施例1
图1、2中所设置的淋洗树脂柱组的数量为3组，分别为第一淋洗树脂柱组、第二 淋洗树脂柱组和第三淋洗树脂柱组，每个树脂柱的上口设有与其连通的商水进料支管、快 速淋洗进料支管、洗涤进料支管、第一回流进料支管和第二回流进料支管，每个树脂柱的下 口设有与其连通的卤水出料支管、快速淋洗出料支管、第一回流出料支管、第二回流出料支 管和合格液出料支管；其中的进料总管包括卤水进料总管、快速淋洗进料总管、洗涤进料总 管、第一回流进料总管和第二回流进料总管，出料总管包括卤水出料总管、快速淋洗出料总 管、第一回流出料总管、第二回流出料总管和合格液出料总管，其中第一回流出料总管、第 一回流进料总管分别同缓冲罐相连通，第二回流出料总管、第二回流进料总管分别同另外 一个缓冲罐相连通。
其中，吸附树脂柱组的串联树脂柱数量为3个；快速淋洗树脂柱组的串联树脂柱 数量为1个；第一淋洗树脂柱组的串联树脂柱数量为2个，第二淋洗树脂柱组的串联树脂柱 数量为2个，第三淋洗树脂柱组的串联树脂柱数量为至少2个；
合格液由第三淋洗树脂柱组的最后一级树脂的合格液出料总管中输出。
本发明还提供了一种从盐湖卤水中提取锂的连续离子交换方法，包括下述步骤
步骤一将多个树脂柱依次串联连接，形成流向相同且可循环运转的五组树脂柱 组，依次为第一淋洗树脂柱组、快速淋洗树脂柱组、吸附树脂柱组、第三淋洗树脂柱组和第 二淋洗树脂柱组；
步骤二将盐湖卤水输入到吸附树脂组柱中，将去离子水分别输入至第一淋洗树 脂柱组和快速淋洗树脂柱组中，第一淋洗树脂柱组中的淋洗液通过一次缓冲罐回流至第二 淋洗树脂柱组中并作为第二淋洗树脂柱组的进料液，第二淋洗树脂柱组中的淋洗液通过二 次缓冲罐回流至第三淋洗树脂柱组中并作为第三淋洗树脂柱组的进料液，同步完成锂离子 交换、树脂柱的快速淋洗和树脂柱的洗涤过程；
步骤三当上一周期结束后，通过切换树脂柱上的控制阀使五组树脂柱组在多个 树脂柱间进行下一周期的组合；
步骤四将盐湖卤水和去离子水分别输入到下一周期的吸附树脂柱组、快速淋洗 树脂柱组及第一淋洗树脂柱组中，同步完成下一周期的锂离子交换、树脂柱的快速淋洗和 树脂柱洗涤过程，合格液由每个周期的第三淋洗树脂柱组的最后一级树脂柱中输出。
其中步骤四中的快速淋洗树脂柱组中的第一级树脂柱为上一周期吸附树脂柱组 中的第一级树脂柱；吸附树脂柱组的最后一级树脂柱为上一周期第三淋洗树脂柱组中的第 一级树脂柱；所述第一淋洗树脂柱组中的最后一级树脂柱为上一周期快速淋洗树脂柱组中 的第一级树脂柱。
如表1所示，本发明的从盐湖卤水中锂的连续离子交换提取工艺采用连续离子交换设备从盐湖卤水中提取锂，采用了串联连续式的操作模式。
表1 树脂柱不同区域功能步进运行表
权利要求
1.一种从盐湖卤水中提取锂的连续离子交换装置，包括树脂、用于装载树脂的多个树 脂柱、同树脂柱上端连通的进料总管及同树脂柱下端连通的出料总管，其特征在于所述树脂柱至少设有五个，所述树脂柱之间通过串联管路依次串联连接，并形成顺序 移动循环运转的吸附树脂柱组、快速淋洗树脂柱组和淋洗树脂柱组；所述进料总管包括卤水进料总管、快速淋洗进料总管和淋洗进料总管，所述出料总管 包括卤水出料总管、淋洗出料总管和快速淋洗出料总管，所述每个树脂柱上分别设有同进 料总管连通的进料支管和同所述出料总管连通的出料支管；所述进料支管包括商水进料支管、快速淋洗进料支管和淋洗进料支管，所述商水进料 支管、快速淋洗进料支管和淋洗进料支管分别同所述的商水进料总管、快速淋洗进料总管 和淋洗进料总管一一对应连通；所述出料支管包括卤水出料支管、淋洗出料支管和快速淋洗出料支管，所述卤水出料 支管、淋洗出料支管和快速淋洗出料支管分别同所述的卤水出料总管、淋洗出料总管和快 速淋洗出料总管一一对应连通，所述合格液由所述淋洗出料总管中输出；所述每个进料支管、出料支管和串联管路上分别设有控制阀，用于周期性控制各树脂 柱组在多个树脂柱间同步实现离子交换、快速淋洗和淋洗过程。
2.根据权利要求1所述的从盐湖卤水中提取锂的连续离子交换装置，其特征在于 所述淋洗树脂柱组的数量至少为两组，所述树脂柱上的淋洗进料支管的数量和淋洗出料支管的数量与所述淋洗树脂柱组的组数相等；所述淋洗进料总管的数量、淋洗出料总管的数量分别同所述淋洗树脂柱组的组数相等；所述的淋洗进料总管包括洗涤进料总管和至少一个回流进料总管，所述淋洗出料总管 包括合格液出料总管和至少一个回流出料总管，所述回流出料总管和回流进料总管通过管 路同缓冲罐一一对应连接。
3.根据权利要求2所述的从盐湖卤水中提取锂的连续离子交换装置，其特征在于 所述淋洗树脂柱组设置三组，分别为第一淋洗树脂柱组、第二淋洗树脂柱组和第三淋洗树脂柱组，其中，所述吸附树脂柱组的串联树脂柱数量为至少2个； 所述快速淋洗树脂柱组的串联树脂柱数量为至少1个； 所述第一淋洗树脂柱组的串联树脂柱数量为至少2个； 所述第二淋洗树脂柱组的串联树脂柱数量为至少2个； 所述第三淋洗树脂柱组的串联树脂柱数量为至少2个；所述合格液由所述第三淋洗树脂柱组的最后一级树脂的合格液出料总管中输出。
4.根据权利要求1或2或3所述从盐湖卤水中提取锂的连续离子交换装置，其特征在于所述的树脂为有机离子交换树脂，无机离子交换树脂与吸附剂，铝盐吸附剂，离子筛氧 化物吸附剂，无定型氢氧化物吸附剂中的一种。
5.根据权利要求1或2或3所述从盐湖卤水中提取锂的连续离子交换装置，其特征在于所述的控制阀为电磁阀或气动阀，所述控制阀通过PLC程序控制，用于周期性控制所述的进料支管、出料支管和串联管路上的控制阀的启闭。
6.一种从盐湖卤水中提取锂的连续离子交换方法，其特征在于包括下述步骤 步骤一将多个树脂柱依次串联连接，形成流向相同且可循环运转的五组树脂柱组，依次为第一淋洗树脂柱组、快速淋洗树脂柱组、吸附树脂柱组、第三淋洗树脂柱组和第二淋洗 树脂柱组；步骤二 将盐湖卤水输入到吸附树脂组柱中，将洗涤液分别输入至第一淋洗树脂柱组 和快速淋洗树脂柱组中，第一淋洗树脂柱组中的淋洗液通过一次淋洗缓冲罐回流至第二淋 洗树脂柱组中并作为第二淋洗树脂柱组的进料液，所述第二淋洗树脂柱组中的淋洗液通过 二次淋洗缓冲罐回流至第三淋洗树脂柱组中并作为第三淋洗树脂柱组的进料液，同步完成 锂离子交换、树脂柱的快速淋洗和树脂柱的洗涤过程；步骤三当上一周期结束后，通过切换树脂柱上的控制阀使五组树脂柱组在多个树脂 柱间进行下一周期的组合；步骤四将盐湖卤水和洗涤液分别输入到下一周期的吸附树脂柱组、快速淋洗树脂柱 组及第一淋洗树脂柱组中，同步完成下一周期的锂离子交换、树脂柱的快速淋洗和树脂柱 的洗涤过程，合格液由每个周期的第三淋洗树脂柱组的最后一级树脂柱中输出。
7.根据权利要求6所述的从盐湖卤水中提取锂的连续离子交换方法，其特征在于 所述步骤四中的快速淋洗树脂柱组中的第一级树脂柱为上一周期吸附树脂柱组中的第一级树脂柱；所述吸附树脂柱组的最后一级树脂柱为上一周期第三淋洗树脂柱组中的第 一级树脂柱；所述第一淋洗树脂柱组中的最后一级树脂柱为上一周期快速淋洗树脂柱组中 的第一级树脂柱。
8.根据权利要求6或7所述的从盐湖卤水中提取锂的连续离子交换方法，其特征在于所述盐湖商水从吸附树脂柱组的上部进液，所述洗涤液分别从所述快速淋洗树脂柱组 和第一淋洗树脂柱组的上部进液，所述上部进液流经指定的树脂柱组后并在其最后一级树 脂柱的下部出液；所述第一淋洗树脂柱组的淋洗液由其最后一级树脂柱的下部输出，并作为第二淋洗树 脂柱组的上部进料液，所述第二淋洗树脂柱组的淋洗液由其最后一级树脂柱的下部输出， 并作为第三淋洗树脂柱组的上部进料液，合格液由第三淋洗树脂柱组的最后一级树脂柱的 下部输出。
9.根据权利要求8所述的从盐湖卤水中提取锂的连续离子交换方法，其特征在于 所述吸附树脂柱组中的盐湖卤水的处理速率为5-10BV/h，处理量20-60BV ； 所述快速淋洗树脂柱组中的洗涤液的处理速率为5-20BV/h，处理量2-4BV ；所述第一淋洗树脂柱组、第二淋洗树脂柱组和第三淋洗树脂柱组中的洗涤液的处理速 率为3-5BV/h，处理量2-6BV ；其中所述控制阀周期切换的时间2-12h。
10.根据权利要求9所述的从盐湖卤水中提取锂的连续离子交换方法，其特征在于 所述第二淋洗树脂柱组的上部进料液中镁锂质量浓度比为10-15，其下部出料液中镁锂质量浓度比为5-10 ；由所述第三淋洗树脂柱组的最后一级树脂柱中输出的合格液的镁 锂质量浓度比为<5。
11.根据权利要求9所述的从盐湖卤水中提取锂的连续离子交换方法，其特征在于所述吸附树脂柱组中的盐湖卤水的温度为20-100°C ；所述快速树脂柱组、第一树脂柱组中的洗涤液均为20-50°C的去离子水。
全文摘要
本发明公开了一种从盐湖卤水中提取锂的连续离子交换装置，包括树脂、用于装载树脂的多个树脂柱、同树脂柱上端连通的进料总管及同树脂柱下端连通的出料总管，所述树脂柱之间通过串联管路依次串联连接，并形成顺序移动循环运转的吸附树脂柱组、快速淋洗树脂柱组和淋洗树脂柱组；所述每个进料支管和出料支管上分别设有控制阀，用于协调控制各组树脂柱组之间轮流实现离子交换、洗涤、淋洗和树脂的转型过程，与现有的固定床吸附技术相比，本发明具有设备简单，操作方便，自动化程度高，树脂使用量少，利用率高，产品浓度稳定且合格液浓度高的特点。
文档编号C22B26/12GK102031368SQ20101052490
公开日2011年4月27日 申请日期2010年10月29日 优先权日2010年10月29日
发明者寇晓康, 李岁党, 樊文岷, 王刚, 边维娜 申请人:西安蓝晓科技有限公司