一种沉锂母液的综合利用系统的制作方法

1.本实用新型涉及沉锂母液回收设备技术领域，更具体地，涉及一种沉锂母液的综合利用系统。


背景技术：

2.锂及其化合物是国家名列的战略性矿产之一，广泛应用于新能源、核工业、新材料、医药等行业。今年来新能源汽车的发展，锂电池市场规模不断扩大，锂资源消耗日益增加。作为一种国家新能源产业、核工业战略发展的关键元素，被誉为白色石油，锂矿已成为中、美、日、韩等国战略资源争夺焦点。我国是锂资源消费大国，也是锂资源大国，但是大部分禀赋在盐湖中，提锂规模和产能均有待提升。受锂收率的限制，锂资源利用水平有待优化。
3.碳酸锂是锂资源的核心化合物。经过锂矿的前处理最终获得富锂溶液，再经过除杂后与碳酸钠进行沉淀反应，经过洗涤、干燥后即可获得碳酸锂产品。专利cn202220701714公开了一种碳酸锂制备用浸出装置，解决浸出效率问题。cn202111250743公开了一种用于电池级碳酸锂制备的系统，结合膜分离装置，联合苛化法制备碳酸锂。但是受碳酸锂沉淀本身的热力学和动力学限制，沉碳酸锂的单程收率往往较低，仍有超过10％左右的锂以锂离子的形式赋存在沉锂母液中，而无法实现高效利用。此外沉锂母液中还含有一定浓度的碳酸钠，具有较高的再利用价值。目前针对沉碳酸锂溶液的综合利用主要在锂的利用方面，包括磷酸钠法、强制蒸发法等，过程化学品消耗较高或能耗较高，仍会产生夹带损失的问题。专利cn202011040364公开了一种沉锂浓缩冷冻循环回用制备电池级碳酸锂的方法，由于沉锂母液的初始温度往往较高(80摄氏度以上)，因此冷冻过程会消耗大量的能源。并且该过程没有涉及碳酸钠的综合利用。可见，现有的技术中针对沉碳酸锂的的综合利用存在锂收率较低、过程能耗高、难以对中的碳酸钠进行利用。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺点，提供一种沉锂母液的综合利用系统。
5.本实用新型的目的通过以下技术方案实现：
6.一种沉锂母液的综合利用系统，包括依次相连的预处理模块、提锂模块、分盐模块、干燥回用模块；所述提锂模块上设有贫锂溶液出口和富锂溶液出口，所述贫锂溶液出口通向分盐模块，所述分盐模块设有氯化钠溶液出口和碳酸钠溶液出口，所述碳酸钠溶液出口与干燥回用模块相连。
7.本实用新型的系统可有效回收沉锂母液中的锂离子，对溶液中的碳酸钠进行有效利用。
8.优选的，所述富锂溶液出口与富锂溶液储罐相连，所述氯化钠溶液出口与氯化钠溶液储罐相连。
9.优选的，所述预处理模块包括依次相连的原水储罐、固液分离装置、产水储罐，其中，所述固液分离装置设有第一出口和第二出口，所述第一出口与产水储罐相连，第二出口通向原水储罐。
10.优选的，所述提锂模块包括依次相连的预处理装置、电吸附单元、富锂溶液储罐、浓缩单元和贫锂溶液储罐，其中，所述电吸附单元上设有贫锂溶液出口和富锂溶液出口，所述富锂溶液出口依次与富锂溶液储罐和浓缩单元相连，贫锂溶液出口与贫锂溶液储罐相连。
11.优选的，所述分盐模块包括依次相连的多级纳滤单元、氯化钠溶液储罐，碳酸钠溶液储罐，所述贫锂溶液储罐与多级纳滤单元相连。
12.优选的，所述碳酸钠溶液储罐与干燥回用模块相连。
13.优选的，所述固液分离装置为过滤装置。优选为离心过滤、压滤、超滤膜装置过滤中的一种或者几种组合。
14.优选的，所述电吸附单元为电驱动吸附的锂离子筛，从而实现电吸附锂或者脱附锂的控制；所述浓缩单元为膜浓缩装置。优选的，锂离子筛的有效成分为磷酸铁锂化合物、锂锰氧化合物、锂钛氧化合物、含锂高聚物中的一种或几种混合。
15.所述电吸附单元由电吸附组件、电源控制系统组成。其中电吸附组件的形式为平板式、纤维式、管式中的一种或几种。
16.优选的，所述产水储罐、富锂溶液储罐内均设有溶液酸碱度控制器。其中预处理模块中的产水储罐中的溶液在进入提锂模块前完成溶液酸碱度调整，提锂模块中的富锂溶液储罐中的溶液在进入分盐模块前完成溶液酸碱度调整。
17.优选的，所述提锂模块中的浓缩单元为膜浓缩单元，优选为反渗透浓缩装置、电渗析浓缩装置、正渗透浓缩装置中的一种或者几种组合。
18.优选的，所述分盐模块中的多级纳滤单元内部有纳滤膜组件，所述纳滤膜组件的级联方式为串联、并联中的一种或者两种组合。
19.优选的，所述提锂模块中，含锂溶液经过电吸附单元处理，锂的浓度低于10毫克/升后，方可进入贫锂溶液储罐。
20.优选的，所述的干燥回用模块中，深度浓缩处理为高压反渗透浓缩处理、电渗析浓缩处理、强制蒸发浓缩处理中的一种或几种。
21.优选的，所述的干燥回用模块中，干燥设备优选为强制蒸发装置。
22.优选的，上述系统中，各模块中的各单元连接通过管道、泵、阀门实现连接，各模块的连接处均设有储料缓冲罐。并且上述各模块中料液的输出均通过泵实现。
23.本实用新型上述系统的回收过程为：
24.1、预处理模块，包括固液分离装置、原水储罐、产水储罐。其中沉碳酸锂的首先通过泵输送进入原水储罐，原水储罐与固液分离装置相连、原水经过固液分离装置获得产水和剩余溶液，其中产水通过第一出口进入产水储罐、固液分离装置的剩余的溶液通过第二出口返回原水储罐并与新的沉锂母液混合并循环处理；
25.2、提锂模块包括预处理装置、电吸附单元、富锂溶液储罐、浓缩单元以及贫锂溶液储罐。其中预处理模块中，产水储罐的产水进入提锂模块的预处理装置，经过预处理装置后进入电吸附单元，经过电吸附单元处理后获得富锂溶液以及贫锂溶液，富锂溶液通过富锂
溶液出口进入富锂溶液储罐，富锂溶液储罐内的富锂溶液经过浓缩单元处理后可返回至工艺前端进行碳酸锂的沉淀，电吸附处理后的贫锂溶液通过贫锂溶液出口直接进入贫锂溶液罐。
26.3、分盐模块包括多级纳滤单元、氯化钠溶液储罐、碳酸钠溶液储罐。其中贫锂溶液储罐的贫锂溶液进入多级纳滤单元，经过多级纳滤膜处理后获得产水以及浓缩水，分别进入氯化钠溶液储罐和浓缩水储罐。产水储罐中为氯化钠溶液，碳酸钠溶液储罐中为碳酸钠溶液。
27.4、干燥回用模块与分盐模块中的碳酸钠溶液储罐相连，其中碳酸钠溶液进入干燥回用模块，经过深度浓缩处理获得高浓度的碳酸钠溶液，碳酸钠溶液在经过干燥设备得到碳酸钠固体。经过深度浓缩后的碳酸溶液或碳酸钠固体可返回至沉碳酸锂的工艺中，作为原料。
28.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
29.本实用新型提供了一种沉锂母液的综合利用系统，针对沉碳酸锂后溶液，进行锂的提取以及溶液中其他盐的资源化利用。本实用新型的系统可有效回收沉锂母液中的锂离子，对溶液中的碳酸钠进行有效利用。提高锂矿、盐湖卤水锂的回收率，成本具有竞争力、具有工业化可实现性。
附图说明
30.图1为本实用新型的沉锂母液的综合利用系统的连接示意图；
31.图2为本实用新型的沉锂母液的综合利用系统的工作流程图。
具体实施方式
32.下面结合附图对本实用新型做进一步的描述，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。
33.参照图1，本实施例提供了一种沉锂母液的综合利用系统，包括依次相连的预处理模块、提锂模块、分盐模块、干燥回用模块；所述提锂模块上设有贫锂溶液出口和富锂溶液出口，所述贫锂溶液出口通向分盐模块，所述分盐模块设有氯化钠溶液出口和碳酸钠溶液出口，所述碳酸钠溶液出口与干燥回用模块相连。
34.本实施例中，所述预处理模块包括依次相连的原水储罐、固液分离装置、产水储罐，其中，所述固液分离装置设有第一出口和第二出口，所述第一出口与产水储罐相连，第二出口通向原水储罐。
35.具体的，沉碳酸锂的首先进入原水储罐，原水储罐与固液分离装置相连、固液分离装置的产水通过第一出口进入产水储罐、固液分离装置的剩余的溶液通过第二出口返回原水储罐并与新进的沉锂母液混合并循环处理。
36.本实施例中，所述提锂模块包括依次相连的预处理装置、电吸附单元、富锂溶液储罐、浓缩单元和贫锂溶液储罐，其中，所述电吸附单元上设有贫锂溶液出口和富锂溶液出口，所述富锂溶液出口依次与富锂溶液储罐和浓缩单元相连，贫锂溶液出口与贫锂溶液储罐相连。
37.具体的，预处理模块的产水通过产水储罐进入到提锂模块的预处理装置，经过预
处理装置后进入电吸附单元，经过电吸附单元处理后获得富锂溶液以及贫锂溶液，富锂溶液通过富锂溶液出口进入富锂溶液储罐，然后经过浓缩单元处理后排出，可返回至工艺前端进行碳酸锂的沉淀，电吸附处理后的贫锂溶液通过贫锂溶液出口直接进入贫锂溶液罐。
38.本实施例中，所述分盐模块包括依次相连的多级纳滤单元、氯化钠溶液储罐，碳酸钠溶液储罐，所述贫锂溶液储罐与多级纳滤单元相连。
39.具体的，提锂模块产水的贫锂溶液由贫锂溶液罐进入多级纳滤单元，经过多级纳滤膜处理后获得产水以及浓缩水，产水通过多级纳滤膜上的氯化钠溶液出口进入氯化钠溶液储罐(图中为产水储罐)，浓缩水则通过碳酸钠溶液出口进入到碳酸钠溶液储罐(图中为浓缩水储罐)。
40.本实施例中，干燥回用模块与分盐模块中的碳酸钠溶液储罐(图中为浓缩水储罐)相连，其中碳酸钠溶液进入干燥回用模块，经过深度浓缩处理获得高浓度的碳酸钠溶液，碳酸钠溶液再经过干燥设备得到碳酸钠固体。经过深度浓缩后的碳酸溶液返回至沉碳酸锂的工艺中，作为原料。
41.本实施例中，预处理模块中的固液分离装置为过滤装置，优选为离心过滤、压滤、超滤膜装置过滤中的一种或者几种组合。
42.本实施例中，分盐模块中的多级纳滤单元内部有纳滤膜组件，所述纳滤膜组件的级联方式为串联、并联中的一种或者两种组合。
43.本实施例中，所述产水储罐、富锂溶液储罐内均设有溶液酸碱度控制器。其中预处理模块中的产水储罐中的溶液在进入提锂模块前完成溶液酸碱度调整，提锂模块中的富锂溶液储罐中的溶液在进入分盐模块前完成溶液酸碱度调整。
44.本实施例中，所述提锂模块中，含锂溶液经过电吸附单元处理，锂的浓度低于10毫克/升后，方可进入贫锂溶液储罐。
45.本实施例中，所述电吸附单元由电吸附组件、电源控制系统组成。其中电吸附组件的形式为平板式、纤维式、管式中的一种或几种。
46.所述电吸附单元为电驱动吸附的锂离子筛，从而实现电吸附锂或者脱附锂的控制；所述浓缩单元为膜浓缩装置。优选的，锂离子筛的有效成分为磷酸铁锂化合物、锂锰氧化合物、锂钛氧化合物、含锂高聚物中的一种或几种混合。
47.本实施例中，所述的干燥回用模块中，深度浓缩处理为高压反渗透浓缩处理、电渗析浓缩处理、强制蒸发浓缩处理中的一种或几种。
48.本实施例中，所述提锂模块中的浓缩单元为膜浓缩单元，优选为反渗透浓缩装置、电渗析浓缩装置、正渗透浓缩装置中的一种或者几种组合。
49.优选的，所述的干燥回用模块中，干燥设备优选为强制蒸发装置。
50.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。