锂离子提取装置的制作方法

本技术涉及离子分离，具体而言，涉及一种锂离子提取装置。

背景技术：

1、水相体系中目标离子的选择性分离是工业生产过程中一类非常重要的分离过程，盐湖卤水中蕴含着丰富的钾、锂、硼、镁等资源。我国钾资源的开发和利用已达到相当规模，但提钾后老卤中的锂、镁、硼等资源并没有得到充分利用，如何实现在盐湖卤水中锂、硼等资源中实现高附加值离子的高效分离，一直面临着巨大的挑战。

2、锂是一种重要的战略性资源，锂及其化合物在电池、橡胶、航空航天等领域均有广泛应用，其中氢氧化锂作为锂产业链下游核心锂盐品种，是动力电池领域的重要原材料，尤其是高性能动力电池中广泛应用的高镍三元正极材料，使得氢氧化锂成为其生产中不可或缺的核心锂源。此外，硼的用途十分广泛，其中，硼酸是生产其他硼化物的基本原料之一，由它生产的硼化合物广泛应用于国防及其他工业部门和科研单位。因此，如何高效提取和回收卤水中锂、硼等高附加值离子，并将其转化为相应产品具有良好的应用前景。

3、目前，针对盐湖卤水中目标离子的分离技术主要包括离子交换、吸附和膜分离和溶剂萃取法。其中吸附法和离子交换法成本低、操作简单，但吸附和离子交换过程主要依靠离子的物理和化学扩散，速率慢、耗时长，而且吸附剂和离子交换树脂的再生提高成本的同时会引发二次污染；膜分离方法选择性高、分离效果好、无需添加剂、工艺简单、易于自动化，但膜成本相对较高；溶剂萃取法从盐湖卤水中回收锂和硼资源的研究大部分都是分步进行的，即先预先进行多级串联萃取和反萃分离硼，然后再经过多级萃取分离锂/镁，整个分离工艺存在流程繁琐、能耗物耗高、设备腐蚀严重、萃取剂损耗等问题。

技术实现思路

1、本实用新型的主要目的在于提供一种锂离子提取装置，以解决相关技术中的因提取锂离子时需要添加化学试剂而导致产生污染的问题。

2、为了实现上述目的，本实用新型提供了一种锂离子提取装置，包括：电解结构，包括电解池和设置在电解池内的正极和负极；电源，电源分别与正极和负极连接；循环管，循环管的第一端与电解结构的进口连通，循环管的第二端与电解结构的出口连通；沉降结构，连接在循环管上；集气罐，与电解结构连通。

3、进一步地，正极包钛网电极、钛片电极以及钛板电极中的一种。

4、进一步地，负极包括析电活性膜电极及涂覆在析电活性膜电极上的锂离子筛，锂离子筛为锰基锂离子筛、钒基锂离子筛以及铁基锂离子筛中的一种。

5、进一步地，锂离子提取装置还包括回流管，回流管的第一端与循环管连接，并位于电解结构的出口与沉降结构之间，回流管的第二端与循环管连接，并位于电解结构的进口和沉降结构之间。

6、进一步地，循环管上设置有第一罐体，和/或，回流管上设置有第二罐体。

7、进一步地，循环管上设置有第一泵，第一泵位于回流管的第一端和沉降结构之间，循环管上还设置有第二泵和第三泵，第二泵和第三泵位于第一罐体的两侧。

8、进一步地，回流管上还设置有第四泵和第五泵，第四泵和第五泵位于第二罐体的两侧。

9、进一步地，集气罐包括第一气瓶和第二气瓶，第一气瓶与电解结构的正极腔通过第一进气管连通，第二气瓶与电解结构的负极腔通过第二进气管连通。

10、进一步地，第一进气管上设置有第一吸气件，第二进气管上设置有第二吸气件。

11、进一步地，锂离子提取装置还包括分隔件，分隔件设置在正极腔和负极腔的顶部。

12、应用本实用新型的技术方案，电解结构包括电解池，在电解池内设置有正极和负极。电源与正极和负极连接。在电解结构的进口和出口之间连通有循环管。在循环管上设置有沉降结构。集气罐与电解结构连通。通过上述的设置，电源、正极以及负极与电解池组成回路，使得电源能够为电解池提供电能，即电源能够为正极和负极提供电能，进而使得锂离子提取装置能够正常工作。循环管使得经电解结构的出口流出的原料液能够经循环管通过电解结构的进口流入电解池内。沉降结构使得随原料液流出的絮凝物能够沉降在沉降结构的底部。集气罐能够收集电解结构电解时产生的气体，锂离子能够被吸附在负极上。因此本申请的技术方案有效地解决了相关技术中的因提取锂离子时需要添加化学试剂而导致产生污染的问题。

技术特征：

1.一种锂离子提取装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的锂离子提取装置，其特征在于，所述正极(12)包钛网电极、钛片电极以及钛板电极中的一种。

3.根据权利要求1所述的锂离子提取装置，其特征在于，所述负极(13)包括析电活性膜电极(131)及涂覆在所述析电活性膜电极(131)上的锂离子筛(132)，所述锂离子筛(132)为锰基锂离子筛、钒基锂离子筛以及铁基锂离子筛中的一种。

4.根据权利要求1所述的锂离子提取装置，其特征在于，所述锂离子提取装置还包括回流管(60)，所述回流管(60)的第一端与所述循环管(30)连接，并位于所述电解结构(10)的出口与所述沉降结构(40)之间，所述回流管(60)的第二端与所述循环管(30)连接，并位于所述电解结构(10)的进口和所述沉降结构(40)之间。

5.根据权利要求4所述的锂离子提取装置，其特征在于，所述循环管(30)上设置有第一罐体(31)，和/或，所述回流管(60)上设置有第二罐体(61)。

6.根据权利要求5所述的锂离子提取装置，其特征在于，所述循环管(30)上设置有第一泵(32)，所述第一泵(32)位于所述回流管(60)的第一端和所述沉降结构(40)之间，所述循环管(30)上还设置有第二泵(33)和第三泵(34)，所述第二泵(33)和所述第三泵(34)位于所述第一罐体(31)的两侧。

7.根据权利要求5所述的锂离子提取装置，其特征在于，所述回流管(60)上还设置有第四泵(62)和第五泵(63)，所述第四泵(62)和所述第五泵(63)位于所述第二罐体(61)的两侧。

8.根据权利要求1所述的锂离子提取装置，其特征在于，所述集气罐(50)包括第一气瓶(51)和第二气瓶(52)，所述第一气瓶(51)与所述电解结构(10)的正极腔通过第一进气管(70)连通，所述第二气瓶(52)与所述电解结构(10)的负极腔通过第二进气管(80)连通。

9.根据权利要求8所述的锂离子提取装置，其特征在于，第一进气管(70)上设置有第一吸气件(71)，第二进气管(80)上设置有第二吸气件(81)。

10.根据权利要求8所述的锂离子提取装置，其特征在于，所述锂离子提取装置还包括分隔件(90)，所述分隔件(90)设置在所述正极腔和所述负极腔的顶部。

技术总结
本技术提供了一种锂离子提取装置，包括：电解结构，包括电解池和设置在电解池内的正极和负极；电源，电源分别与正极和负极连接；循环管，循环管的第一端与电解结构的进口连通，循环管的第二端与电解结构的出口连通；沉降结构，连接在循环管上；集气罐，与电解结构连通。本申请的技术方案有效地解决了相关技术中的因提取锂离子时需要添加化学试剂而导致产生污染的问题。

技术研发人员：李娟,杜晓,孙海东,马黎春,张荣子,张忠林,郝晓刚,林雨涵,尹盼盼,马彦军
受保护的技术使用者：青海盐湖工业股份有限公司
技术研发日：20230829
技术公布日：2024/3/27