[发明专利]一种从盐湖卤水中提取锂的连续离子交换装置及方法

说明书

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；

所述进料支管包括卤水进料支管、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卤水进料总管、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；