[发明专利]一种支撑液膜提锂装置及膜法卤水提锂工艺有效
申请号: | 201811557521.1 | 申请日: | 2018-12-19 |
公开(公告)号: | CN109680146B | 公开(公告)日: | 2020-10-09 |
发明(设计)人: | 李卫星;时漫利;邢卫红 | 申请(专利权)人: | 南京工业大学 |
主分类号: | C22B3/02 | 分类号: | C22B3/02;C22B3/22;C22B3/44;C22B3/38;C22B3/40;C22B26/12 |
代理公司: | 南京天华专利代理有限责任公司 32218 | 代理人: | 徐冬涛;袁正英 |
地址: | 210009 江*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 支撑 液膜提锂 装置 卤水 工艺 | ||
本发明涉及一种支撑液膜提锂装置及膜法卤水提锂工艺。支撑液膜提锂装置由提锂液槽(A1)、萃取剂液槽(A2)、反萃取剂液槽(A3)、“三明治”膜组件(B)、第一计量泵(C1)、第二计量泵(C2)和第三计量泵(C3)组成;膜法卤水提锂工艺由卤水的预处理、支撑液膜提锂和锂盐精制三个单元组成,卤水进入预处理室进行沉降、超滤、真空膜蒸馏后,进入支撑液膜提锂装置进行提锂得到反萃取剂锂液,再进入锂盐精制室进行浓缩、沉淀、干燥得到锂盐。本发明采用支撑液膜提锂技术对高镁锂比卤水进行提锂,该方法打破了传统的溶剂萃取化学平衡、强化了传质,实现了提锂过程中萃取与反萃取的耦合,使提锂过程能够连续进行,减少萃取剂的用量,是一种环保且高效的分离方法。
技术领域
本发明涉及一种支撑提锂装置及膜法卤水提锂工艺,尤其是涉及一种能够实现萃取与反萃取过程同时进行的支撑液膜提锂的新方法。
背景技术
锂是一种重要的金属元素。近年来金属锂在航空航天、核能发电、电池能源及超轻高强度的锂铝合金领域的用量越来越大,已成为一种工业生产的重要金属材料,被称为“21世纪的能源金属”。目前盐湖卤水提锂的较成熟方法主要包括沉淀法、吸附法、煅烧法和溶剂萃取法,已应用于锂盐的工业生产。对于低镁锂比盐湖卤水主要采用经典的沉淀法;对于高镁锂比盐湖卤水主要采用吸附法,煅烧法等。沉淀法难以适用于国内的高镁锂比的盐湖卤水提锂;吸附法在提锂过程中,使用大量的吸附剂,吸附剂再生困难且再生后吸附剂的吸附能力会受到一定的损伤,同时环境因素对吸附剂的吸附效果影响很大,工艺条件要求较高。煅烧法在提锂生产过程中会产生大量的氯化氢气体容易腐蚀设备,蒸发水量大,能耗高,还需要考虑后续生产的节能环保问题。溶剂萃取法适用于锂浓度高的水溶液,萃取剂用量大、成本较高,限制了其大规模工业发展。因此开发一种新工艺及其装置应用于高镁锂比的卤水中提锂是十分必要的。
发明内容
本发明的目的在于提高提锂效率,降低提锂成本,减小环境危害,因此提出了一种支撑液膜提锂装置,本发明的另一目的是提供一种利用上述支撑液膜提锂装置的膜法卤水提锂工艺。发明了一种支撑液膜提锂装置,此方法具有高效分离、可实现同级萃取与反萃取连续化操作等特点;实现萃取与反萃取的耦合,并通过卤水的预处理、支撑液膜提锂、锂盐精制三个单元组成一套完整的提锂工艺。
本发明的技术方案为:一种支撑液膜提锂装置,其特征在于由提锂液槽A1、萃取剂液槽A2、反萃取剂液槽A3、“三明治”膜组件B、第一计量泵C1、第二计量泵C2、第三计量泵C3以及相关管路通过特定顺序连接组成;其中,“三明治”膜组件B分别由亲水型支撑膜M1、疏水型支撑膜M2两片支撑膜依次分隔成三个腔室,分别为锂液腔室B1、萃取剂腔室B2、反萃取剂取腔室B3;提锂液槽A1底端通过管路流经第一计量泵C1与锂液腔室B1底端相连,锂液腔室B1顶端通过管路与提锂液槽A1顶端相连形成锂液循环;萃取剂液槽A2底端通过管路流经第二计量泵C2与萃取剂腔室B2顶端相连,萃取剂腔室B2底端通过管路与萃取剂液槽A2顶端相连形成萃取剂循环;反萃取剂液槽A3底端通过管路流经第三计量泵C3与反萃取剂液腔室B3底端相连,反萃取剂腔室B3顶端通过管路与反萃取剂液槽A3顶端相连形成反萃取剂循环。
上述亲水型支撑膜M1的正面与锂液腔室B1相对、两片支撑膜反面之间为萃取剂腔室B2、疏水支撑型膜M2正面与反萃取剂取腔室B3相对。
本发明还提供了一种利用上述的支撑液膜提锂装置的膜法卤水提锂工艺,其特征在于由卤水的预处理、支撑液膜提锂和锂盐精制三个单元组成,其中所述的卤水的预处理由沉降、超滤、真空膜蒸馏组成;支撑液膜提锂由支撑液膜提锂装置内的萃取、反萃取组成;锂盐精制由反萃取剂浓缩、沉淀、干燥组成。其具体步骤为:
1)预处理:原料液卤水进入预处理室F1首先进行沉降,然后采用陶瓷超滤膜对沉降后的卤水进行过滤除杂,滤液进入真空膜蒸馏进行浓缩,得到浓缩锂液1,将其泵入到支撑液膜提锂单元的提锂液槽A1中,膜蒸馏产生的淡水可用于生产与生活用水;
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