一种高镁锂比盐湖卤水提锂的装置及方法与流程

本技术涉及无机盐化工，具体涉及一种高镁锂比盐湖卤水提锂的装置及方法。

背景技术：

1、锂及其化合物在当前科技飞速发展的时代扮演着越来越重要的作用，在高能锂电池、核聚变发电、航空航天等领域得到迅猛发展，被称为“推动世界进步的能源金属”。

2、随着固体锂矿资源的日益枯竭，盐湖锂资源的有效开发利用成为国际研究的热点。我国盐湖多，分布广，主要分布在青海省、新疆、西藏、内蒙古等省区。青海盐湖的高镁锂比盐湖卤水，是我国主要的锂镁资源，开发适用于高镁锂比卤水的锂镁分离提锂工艺仍是需要攻关的技术。

3、现有技术中的用于盐湖卤水锂镁分离并初步实现工业化的方法主要包括沉淀法、膜分离法、溶剂萃取法等：

4、沉淀法的主要优点是工艺较为成熟，可靠性高，适用于镁锂比较低的盐湖卤水提锂。但对于高镁锂比盐湖卤水，沉淀法在此并不适用。虽然可以采用分段沉淀法，除去盐湖卤水中的大部分共存离子，但锂在分段沉淀过程中通常损失较大，锂的回收率较低；

5、膜分离法是采用物理手段提取分离锂，是一种绿色的工艺技术。然而，盐湖卤水含盐量高，组成复杂，膜法用于盐湖卤水提锂过程中的渗透压很大，能耗高；提取分离过程中膜易发生堵塞破损，成本偏高。膜分离法若要在盐湖卤水开发中大面积推广，还需要进一步完善卤水预处理和后续分离工艺；

6、溶剂萃取法是一种适用于高镁锂比盐湖卤水提锂的方法之一，具有操作方便、流程简单、效率较高等优点。然而，萃取体系提锂使萃取体系发生乳化现象，萃取率偏低，而且容易产生环境影响。

7、因此，研究一种对于高镁锂比盐湖卤水的锂回收率高，且适用于工业生产的高镁锂比盐湖卤水提锂的装置及方法，成为本领域亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明采取的技术方案为：

2、一种高镁锂比盐湖卤水提锂的装置，包括主体机架以及安装于主体机架上的磁选式提锂单元；

3、磁选式提锂单元包括分选机构以及洗盐与解吸单元；

4、分选机构包括滚筒筛以及作用于滚筒筛的励磁单元，滚筒筛内设置有聚磁介质以及磁性吸附剂；

5、分选机构的下方设置有卤水回收斗，分选机构的一侧设置有洗盐液与解吸液回收箱；

6、其中，洗盐与解吸单元设置于滚筒筛上端的一侧，滚筒筛的下方与洗盐与解吸单元相同一侧还设置有出料斗；

7、并且，磁选与洗盐及解吸时，滚筒筛的旋转相反。

8、进一步的，滚筒筛包括罩体以及安装于罩体内的滚筒体，罩体相对固定，滚筒体可相对转动，并与动力单元传动连接；

9、滚筒体上固定安装有若干介质盒，励磁单元包括上磁轭以及下磁轭，上磁轭以及下磁轭相对固定，且上磁轭位于滚筒体内侧，下磁轭位于滚筒体外侧，二者在励磁线圈的作用下产生磁场；

10、其中，上磁轭以及下磁轭均设置有通道，且上磁轭上还安装有入料斗，介质盒的底面设置有若干通孔；

11、上磁轭的通道的上端连通入料斗，下端连通介质盒；下磁轭的通道的上端连通介质盒，下端连通卤水回收斗。

12、进一步的，下磁轭通过下磁轭安装座固定安装于滚筒体的外侧；上磁轭通过上磁轭安装座固定安装于滚筒体的内侧；

13、其中，下磁轭安装座固定设置于主体机架上，下磁轭设置于下磁轭安装座内；上磁轭安装座固定设置于下磁轭安装座上，上磁轭设置于上磁轭安装座内；

14、下磁轭安装座的下端还设置有连接法兰。

15、进一步的，滚筒体包括圆盘本体以及固定安装于圆盘本体外缘的若干安装架，动力单元的输出轴贯穿圆盘本体的中央，且与圆盘本体固定连接，若干安装架呈周向阵列设置，介质盒固定安装于相邻的安装架之间；

16、其中，安装架的两端固定设置有圆环板；圆盘本体的外缘配置为增厚圆环，若干安装架固定安装于增厚圆环的外缘。

17、进一步的，介质盒包括盒体以及底板，盒体通过连接耳固定安装于相邻的安装架之间，底板固定设置于盒体底部，且通孔开设于底板。

18、进一步的，洗盐与解吸单元固定安装于罩体，且设置在罩体的上方一侧，洗盐与解吸单元的上侧分别设置有洗盐液入口以及解吸液入口，洗盐与解吸单元的下侧设置有液体出口，洗盐液入口以及解吸液入口配置于罩体的外部，液体出口配置于罩体的内部；

19、其中，罩体的下方与洗盐与解吸单元相同的一侧还设置有出料斗，且出料斗的上端与罩体连通，下端与洗盐液与解吸液回收箱连通。

20、进一步的，罩体的上方靠右一侧形成有洗盐与解吸单元安装罩，洗盐与解吸单元固定安装于洗盐与解吸单元安装罩；

21、洗盐液入口以及解吸液入口配置于洗盐与解吸单元安装罩的外部，且分别位于洗盐与解吸单元安装罩的两端，液体出口配置于洗盐与解吸单元安装罩的内部；

22、其中，罩体与洗盐与解吸单元相同的一侧配置为空间增大区域。

23、进一步的，洗盐与解吸单元包括套筒本体，套筒本体内设置有两个阻隔板，以将套筒本体的内部空间分隔为三个腔室，位于两端的两个腔室分别为洗盐液入口腔以及解吸液入口腔，位于中间的液体出口腔；

24、两个阻隔板上均开设有穿孔；

25、套筒本体在其洗盐液入口腔以及解吸液入口腔位置处的上侧分别形成有洗盐液入口以及解吸液入口，在其液体出口腔位置处的底端形成有液体出口。

26、进一步的，在洗盐液入口腔以及解吸液入口腔的内周上均形成有环形槽，且其在套筒本体的整个圆周上延伸；

27、洗盐液入口腔以及解吸液入口腔的内部均设置有滑筒，且滑筒可滑动地安装在套筒本体中；

28、滑筒在其外周上形成有在其整个轴向上延伸的环状槽，且环状槽内套装有环形密封件，环形密封件的内周缘容纳在环状槽中；

29、环形密封件围绕其外周形成有向下延伸的外侧周壁，且外侧周壁液密封地固定安装在环形槽中；

30、环形密封件的内周缘的内周边和环状槽的肩部之间间隙配合；

31、流体通道形成在滑筒的中央，且其具有与套筒本体中的上腔室a连通的顶部开口和与套筒本体中的下腔室b连通的底部开口；在环形槽上方的部分处的直径大于滑筒的外周缘；

32、压缩弹簧安装在套筒本体中的下腔室b中，其一端抵触滑筒，另一端抵触阻隔板。

33、一种高镁锂比盐湖卤水提锂的方法，使用上述高镁锂比盐湖卤水提锂的装置，其特征在于，包括如下步骤：

34、s1、调节电流使励磁单元达到锂离子分选所需的背景磁感应强度，磁化滚筒筛内的聚磁介质，腔内形成高梯度磁场，启动动力单元，使滚筒筛旋转；

35、s2、调节下料流速，卤水由入料斗进入滚筒筛，吸附有锂离子以及镁离子的磁性吸附剂被吸附在滚筒筛聚磁介质表面，提锂后的卤水从滚筒筛流入卤水回收斗；

36、s3、下料完成后，改变动力单元的转动方向，由洗盐与解吸单元向滚筒筛内反冲洗盐液对滚筒筛内的磁性吸附剂进行洗盐，含有镁离子的洗盐液从滚筒筛进入出料斗，进而流入洗盐液与解吸液回收箱；

37、s4、完成洗盐后，继续由洗盐与解吸单元向滚筒筛内反冲一定量的解吸液对滚筒筛内的磁性吸附剂进行解吸，含有锂离子的解吸液从滚筒筛进入出料斗，进而流入洗盐液与解吸液回收箱；

38、s5、完成解吸后，改变动力单元的转动方向，再将卤水通过入料斗注入滚筒筛进行吸附过程，即完成一次吸附解吸循环。

39、有益效果

40、（1）采用磁性吸附剂结合磁选系统的方式，具有良好的吸附性，极大地提升了锂离子的捕集率；并且，解吸过程中的锂离子洗脱率在97%以上，富锂解吸液质量高，对高镁锂比盐湖卤水的锂回收率高。而且，说明磁性吸附剂在吸附循环过程，自身结构稳定，溶损率低，保证循环次数。

41、（2）本发明的装置还能够回收镁离子，提高了高镁锂比盐湖卤水使用效能。本发明的高镁锂比盐湖卤水提锂的装置，能够同时完成分选、洗盐以及解吸三个工艺，提升了高镁锂比盐湖卤水提锂工艺的小型化以及高效性，降低运行成本。

42、（3）洗盐与解吸单元设置在罩体的上方一侧，出料斗也设置在罩体的下方与洗盐与解吸单元相同的一侧。并且，磁选与洗盐及解吸时滚筒筛的旋转相反。避免了提锂完的卤水进入洗盐液与解吸液回收箱，或者洗盐液或者解吸液进入卤水回收斗。

43、（4）罩体与洗盐与解吸单元相同的一侧配置为空间增大区域，以便洗盐液或者解吸甩向该侧的空间增大区域，对液体进行缓冲，避免液体反射向下磁轭对应的空间，使得液体完全进入出料斗。

44、（5）滑筒的两端的受力差由压缩弹簧的力f和滑筒的底部开口的截面积s确定，因此，液体流量可以保持在由压力f/s和底部开口的截面积确定的恒定值，从而保证液体的流量恒定在规定的数值。从而，避免洗盐液以及解吸液流量上下浮动所带来的负面效果。