一种用于盐湖提锂的连续吸附装置及方法与流程

本发明属于盐湖提锂工艺，更具体的，涉及一种用于盐湖提锂的连续吸附装置，以及用该装置进行提锂吸附的方法。

背景技术：

1、随着锂在新能源等诸多领域的应用愈加广泛，锂的市场需求量大大增加，碳酸锂价格呈现指数型增长，从2022年1月份的35万/吨到11月份已经达到58万/吨。锂资源在自然界中主要是分布在矿石和盐湖卤水之中，其中分布在盐湖卤水中的锂资源要远高出分布在矿石中锂资源，并且盐湖提锂所用成本仅为矿石提锂的一半，因此不论是资源量还是成本方面，盐湖提锂都是下一步锂资源获取的主要方向。

2、我国的盐湖普遍存在镁锂比高的问题，该种类盐湖不适用于传统的蒸发法，目前我国盐湖提锂的主要方式有煅烧浸取法、膜分离法、盐析法、溶剂萃取法、离子交换与吸附法。其中煅烧浸取法水的蒸发量大，能耗高，且对设备有腐蚀，限制其工业化发展。膜分离法虽然简便，但是存在着成本高、易发生膜中毒等限制因素。盐析法对环境要求较高，且锂的收率较低，难以实现工业应用。萃取法目前普遍用磷酸三丁酯作为萃取剂，但是在反萃过程中需要用到盐酸，易对设备造成腐蚀，限制了其发展。吸附法是目前我国工业上盐湖提锂应用最为广泛的方法之一，它具有成本低、选择吸附性好等诸多优势，并且适用于高镁锂比盐湖，符合我国目前盐湖现状。

3、中国专利cn201810516600.1公开了一种可以实现锂钠分离的连续离子交换装置及方法，该专利将树脂柱分为五组，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、循环运转的锂钠分离组、淋洗组、解吸组、反冲组、料顶水组，该方案各个组之间的切换周期并不一致且有较大差异，这会造成有的组工作有的组闲置的情况，导致吸附效率大大降低。

4、中国专利cn102031368a公开了一种从盐湖卤水中提取锂的连续离子交换装置及方法，该专利包括树脂、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。该方案共需设置约110个阀，控制起来非常繁琐，容易影响设备的稳定运行。

技术实现思路

1、为解决现有技术效率低、操作复杂等问题，本发明提供了一种用于盐湖提锂的连续吸附装置及方法，该装置具有操作简单、收率高、成本低等优点。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

3、本发明一方面提供一种用于盐湖提锂的连续吸附装置，包括树脂柱单元、卤水罐、淋洗液罐、解吸液罐，解吸液收集罐ⅰ、卤水收集罐、废水处理罐、解吸液收集罐ⅱ、合格液收集罐和多通道选择阀组件；

4、所述树脂柱单元分为四个分区，分别为吸附区、淋洗区、第一解吸区、第二解吸区，且每个分区至少包含一个树脂柱；

5、所述树脂柱的下端设置有出液端，树脂柱的上端设置有进液端；

6、每个树脂柱的出液端连接至下一个树脂柱的进液端；

7、所述多通道选择阀组件包括多通道选择阀1-1、多通道选择阀1-2、多通道选择阀1-3、多通道选择阀1-4、多通道选择阀2-1、多通道选择阀2-2、多通道选择阀2-3、多通道选择阀2-4；

8、每个树脂柱的进液端分别与多通道选择阀1-1、多通道选择阀1-2、多通道选择阀1-3、多通道选择阀1-4相连，所述多通道选择阀1-1与卤水罐相连，所述多通道选择阀1-2与淋洗液罐相连，所述多通道选择阀1-3与解吸液罐相连，所述多通道选择阀1-4与解吸液收集罐ⅰ相连；

9、每个树脂柱的出液端分别与多通道选择阀2-1、多通道选择阀2-2、多通道选择阀2-3、多通道选择阀2-4相连，所述多通道选择阀2-1与卤水收集罐相连，所述多通道选择阀2-2与废水处理罐相连，所述多通道选择阀2-3与解吸液收集罐ⅱ相连，所述多通道选择阀1-4与合格液收集罐相连。

10、上述技术方案中，进一步地，所述装置还包括泵组件，所述泵组件包括泵ⅰ、泵ⅱ、泵ⅲ和泵ⅳ，所述泵ⅰ位于吸附区的出液端，所述泵ⅱ位于淋洗区的出液端，所述泵ⅲ位于第一解吸区的出液端，所述泵ⅳ位于第二解吸区的出液端，以保证每个分区液体的正常流动。

11、上述技术方案中，进一步地，所述装置还包括plc控制器，所述多通道选择阀组件和泵组件均与plc控制器连接；通过plc程序控制，用于连续的、周期性的进行阀内通道切换和分区启停。

12、上述技术方案中，进一步地，相邻树脂柱之间的连接管路上设置有单向阀。

13、上述技术方案中，进一步地，每个树脂柱中的树脂为铝盐吸附剂、锰系吸附剂、钛系吸附剂中的任意一种。

14、本发明另一方面提供一种利用上述装置进行提锂吸附的方法，包括如下步骤：

15、吸附区：卤水罐内液体经过多通道选择阀1-1进入吸附区的树脂柱的进液口，从吸附区的树脂柱的出液口经过多通道选择阀2-1进入卤水收集罐；

16、淋洗区：淋洗罐内液体经过多通道选择阀1-2进入淋洗区的树脂柱进液口，从淋洗区的树脂柱的出液口经过多通道选择阀2-2进入废水处理罐；

17、第一解吸区：解吸液罐内液体经过多通道选择阀1-3进入第一解吸区的树脂柱进液口，从第一解吸区的树脂柱的出液扣经过多通道选择阀2-3进入解吸液收集罐ⅱ；

18、第二解吸区：解吸液收集罐内液体经过选择阀1-4进入第二解吸区的树脂柱进液口，从第二解吸区的树脂柱的出液口经过选择阀2-4进入合格液收集罐；

19、当一个周期完成后，所有多通道选择阀向后切换一个通道，所有分区向后移动一个树脂柱，经过吸附区的树脂柱会进入淋洗区，经过淋洗区的树脂柱进入第一解吸区，经过第一解吸区的树脂柱进入第二解吸区，经过第二解吸区的树脂柱完成再生，重新进入吸附区，开始新的一个周期。

20、上述技术方案中，进一步的，所述淋洗液罐内液体包括去离子水、自来水、超纯水中的任意一种；所述解吸液罐内液体包括去离子水、盐酸、硫酸、硝酸中的任意一种。

21、上述技术方案中，进一步的，所述吸附区要保证通过多通道选择阀的切换保持该分区第一个树脂柱进液端与卤水罐相连，最后一个树脂柱出液端与卤水收集罐相连；该分区处理速度2bv/h-8bv/h，处理量10bv-40bv。

22、上述技术方案中，进一步的，所述淋洗区要保证通过多通道选择阀的切换保持该分区第一个树脂柱进液端与淋洗液罐相连，最后一个树脂柱出液端与废水收集罐相连；该分区处理速度4bv/h-16bv/h，处理量0.5bv-2bv。

23、上述技术方案中，进一步的，所述第一解吸区要保证通过多通道选择阀的切换保持该分区第一个树脂柱进液端与解吸液罐相连，最后一个树脂柱出液端与解吸液收集罐相连；该分区处理速度3bv/h-10bv/h，处理量14bv-50bv。

24、上述技术方案中，进一步的，所述第二解吸区要保证通过多通道选择阀的切换保持该分区第一个树脂柱进液端与解析液收集罐相连，最后一个树脂柱出液端与合格液收集罐相连；该分区处理速度3bv/h-10bv/h，处理量14bv-50bv。

25、本发明的有益效果为：

26、本发明通过多通道选择阀的切换来实现分区的交替，该发明具有设备简单，操作方便，吸附分离效率高。

27、本发明通过plc程序控制，能够连续的、周期性的进行阀内通道切换和分区启停，自动化程度高。