一种高锂浓度卤水吸附系统及其吸附方法与流程

1.本发明涉及卤水、海水提锂技术领域，具体涉及一种高锂浓度卤水吸附系统及其吸附方法。


背景技术：

2.锂是支持新能源汽车产业发展不可或缺的原料，我国的含锂盐湖锂离子浓度一般在100ppm左右，最高的西藏扎布耶盐湖也仅有240ppm左右的平均锂浓度，传统的吸附提锂工艺通常将盐湖水处理得到的原卤水输送至吸附装置内，经过一次或者多次吸附后排出进行尾液处理。
3.而南美阿根廷、智利、玻利维亚的含锂盐湖中，不少盐湖锂离子浓度远高于我国盐湖水平，达到500甚至1000ppm。在开发此类高锂浓度盐湖时，若采用传统的吸附提锂设计和方法，由于锂离子筛是酸碱驱动的，高锂浓度的卤水在被吸附的瞬间ph值下降较快，导致卤水的ph值迅速下降至吸附剂无法继续吸附的ph值，此时卤水中剩余的锂离子无法继续吸附，容易造成锂离子的浪费。


技术实现要素：

4.因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中针对高锂浓度卤水采用传统吸附法提锂容易造成锂离子浪费的问题，从而提供一种高锂浓度卤水吸附系统及其吸附方法。
5.为了解决上述技术问题，本发明提供一种高锂浓度卤水吸附系统，包括：
6.原卤罐，用于容纳高锂浓度原卤水；
7.吸附装置，所述吸附装置的入水口连接所述原卤罐，所述吸附装置的第一出水口连接有储液罐，所述吸附装置的第二出水口用于尾液排放；
8.混合腔，出口与吸附装置连通，所述混合腔的第一入口与所述储液罐连通，所述混合腔的第二入口与原卤罐连通。
9.可选地，所述吸附装置和所述混合腔之间的连接管路内设置有至少一个导流板。
10.可选地，所述导流板沿管路的周向均匀设置多个，所述导流板设置在管路内的不同横截面上。
11.可选地，所述导流板为螺旋型叶片。
12.可选地，所述吸附装置设置有若干层，每一层均装填吸附剂，在每层的出水口外接独立的储液罐。
13.可选地，所述吸附装置的出口处设置有出水管，所述出水管上设置三通管，所述三通管形成所述吸附装置的第一出水口和第二出水口。
14.本发明提供一种高锂浓度卤水吸附系统的吸附方法，包括如下步骤：
15.预吸附，将高锂浓度原卤水输送至吸附装置中，经过吸附后的低锂浓度卤水输送至储水罐中；
16.卤水混合，将低锂浓度卤水和高锂浓度原卤水输送至混合腔内，得到中锂浓度卤水；
17.再吸附，混合后的中锂浓度卤水输送至吸附装置，经过吸附后的尾液进入吸附尾液处理工序。
18.可选地，预吸附过程中，以吸附剂的体积为一个单位空间体积，每小时使2-10倍空间体积的高锂浓度原卤水流过吸附剂。
19.可选地，卤水混合过程中，高锂浓度原卤水和低锂浓度卤水按照等比例混合。
20.可选地，卤水混合过程中，向中锂浓度卤水中通入酸碱缓冲剂。
21.本发明技术方案，具有如下优点
22.1.本发明提供的高锂浓度卤水吸附系统，将原卤罐中的高锂浓度原卤水输送至吸附装置中，经吸附装置预吸附后的低锂浓度卤水存储在储液罐内，储液罐内的低锂浓度卤水输送至混合腔内，同时向混合腔内输送高锂浓度原卤水，混合得到中锂浓度卤水，中锂浓度卤水输送至吸附装置中进行再吸附，完成吸附后得到的尾液进入吸附尾液处理工序；混合后的中锂浓度卤水ph值回升，具备了被吸附的能力，且此时的锂离子浓度较低，吸附过程中对ph值得影响较小，因而绝大多数锂离子都可以被吸附。本发明提供的高锂浓度卤水吸附系统，解决了现有技术中针对高锂浓度卤水采用传统吸附法提锂容易造成锂离子浪费的问题。
23.2.本发明提供的高锂浓度卤水吸附系统，通过设置导流板，使混合腔内的流体向吸附装置输送时发生扰流，高锂浓度原卤水和低锂浓度卤水混合均匀形成中锂浓度卤水。
24.3.本发明提供的高锂浓度卤水吸附系统，导流板沿着管路周向均匀设置，能够使流体充分扰流，有利于流体混合，导流板设置在管路内的不同横截面上，能够减少对管路内阻力的影响。
25.4.本发明提供的高锂浓度卤水吸附系统，螺旋型叶片作为导流板，流体形成螺旋流，有利于流体均匀混合。
26.5.本发明提供的高锂浓度卤水吸附系统，吸附装置设置若干层独立吸附，且每层的出水口均外接独立的储液罐，能够同时进行多回路吸附，提高生产效率。
27.6.本发明提供的高锂浓度卤水吸附系统，吸附装置的出口设置具有三通管的出水管，其第一出水口连接储液罐，第二出水口用于尾液排放，方便控制连接。
28.7.本发明提供的高锂浓度卤水吸附系统的吸附方法，将高锂浓度原卤水输送至吸附装置中，经过吸附后的低锂浓度卤水输送至储水罐中，将低锂浓度卤水和高锂浓度原卤水输送至混合腔内，得到中锂浓度卤水，混合后的中锂浓度卤水输送至吸附装置，经过吸附后的尾液进入吸附尾液处理工序；混合后的中锂浓度卤水ph值回升，具备了被吸附的能力，且此时的锂离子浓度较低，吸附过程中对ph值得影响较小，因而绝大多数锂离子都可以被吸附。
29.8.本发明提供的高锂浓度卤水吸附系统的吸附方法，预吸附过程中，以吸附剂的体积为一个单位空间体积，每小时使2-10倍空间体积的高锂浓度原卤水流过吸附剂，控制合理流速，既能够满足吸附剂的吸附要求，也方便控制生产流程，避免流速过慢浪费时间，或者流速过快吸附不完全。
30.9.本发明提供的高锂浓度卤水吸附系统的吸附方法，卤水混合过程中，高锂浓度
原卤水和低锂浓度卤水按照等比例混合，方便对混合后的中锂浓度卤水的浓度进行控制。
31.10.本发明提供的高锂浓度卤水吸附系统的吸附方法，卤水混合过程中，向中锂浓度卤水中通入酸碱缓冲剂，有利于提高中锂浓度卤水的ph值或ph值缓冲能力，从而提升吸附效率。
附图说明
32.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
33.图1为本发明实施例中提供的高锂浓度卤水吸附系统的一种实施方式的示意图；
34.图2为图1中混合腔和管路的示意图；
35.图3为吸附方法的工艺流程示意图。
36.附图标记说明：
37.1、原卤罐；2、吸附装置；3、储液罐；4、混合腔；5、导流板；6、尾液排放。
具体实施方式
38.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
39.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
40.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
41.此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
42.本实施例提供一种能够减少锂离子浪费的高锂浓度卤水吸附系统，用于对浓度超过300ppm的盐湖卤水进行吸附提锂。
43.如图1、图2所示，为本实施例提供的一种高锂浓度卤水吸附系统的具体实施方式，包括：原卤罐1、吸附装置2和混合腔4，所述原卤罐1用于容纳高锂浓度原卤水；所述吸附装置2的入水口连接所述原卤罐1，所述吸附装置2的第一出水口连接有储液罐3，所述吸附装置2的第二出水口用于尾液排放6；所述混合腔4的出口与吸附装置2连通，所述混合腔4的第一入口与所述储液罐3连通，所述混合腔4的第二入口与原卤罐1连通。
44.在使用时，将所述原卤罐1中的高锂浓度原卤水输送至所述吸附装置2中，经所述吸附装置2预吸附后的低锂浓度卤水存储在所述储液罐3内，所述储液罐3内的低锂浓度卤水输送至所述混合腔4内，同时向所述混合腔4内输送高锂浓度原卤水，混合得到中锂浓度卤水，中锂浓度卤水输送至所述吸附装置2中进行再吸附，完成吸附后得到的尾液进入吸附尾液处理工序；混合后的中锂浓度卤水ph值回升，具备了被吸附的能力，且此时的锂离子浓度较低，吸附过程中对ph值得影响较小，因而绝大多数锂离子都可以被吸附。本实施例提供的高锂浓度卤水吸附系统，解决了现有技术中针对高锂浓度卤水采用传统吸附法提锂容易造成锂离子浪费的问题。
45.如图2所示，本实施例提供的高锂浓度卤水吸附系统中，所述吸附装置2和所述混合腔4之间的连接管路内设置有至少一个导流板5。所述混合腔4内的中锂浓度卤水向所述吸附装置2输送时，流经所述导流板5发生扰流，有利于流体均匀混合。
46.如图2所示，本实施例提供的高锂浓度卤水吸附系统中，所述导流板5沿管路的周向均匀设置多个，所述导流板5设置在管路内的不同横截面上。所述导流板5沿着管路周向均匀设置，能够使流体充分扰流，有利于流体混合，所述导流板5设置在管路内的不同横截面上，能够减少对管路内阻力的影响。另外，作为一种可替换实施方式，多个所述导流板5也可以设置在管路内的同一横截面上。
47.如图2所示，本实施例提供的高锂浓度卤水吸附系统中，所述导流板5为螺旋型叶片。螺旋型叶片能够使流体形成螺旋流，有利于流体均匀混合。另外，作为一种可替换实施方式，所述导流板5也可以是其他能够形成流体扰流的形状。
48.如图1所示，本实施例提供的高锂浓度卤水吸附系统中，所述吸附装置2设置有若干层，每一层均装填吸附剂，在每层的出水口外接独立的储液罐3。所述吸附装置2设置若干层独立吸附，且每层的出水口均外接独立的所述储液罐3，能够同时进行多回路吸附，提高生产效率。具体的，以所述吸附装置2每层装填吸附剂的体积为一个单位空间体积，所述储液罐3的容量至少为五倍单位空间体积。另外，作为一种替换实施方式，所述吸附装置2也可以是单一腔体，根据需求设置多个吸附装置2。
49.如图1所示，本实施例提供的高锂浓度卤水吸附系统中，所述吸附装置2的出口处设置有出水管，所述出水管上设置三通管，所述三通管形成所述吸附装置2的第一出水口和第二出水口。所述第一出水口连接所述储液罐3，将预吸附后的低锂浓度卤水输送至输送储液罐3内，第二出水口用于将中锂浓度卤水吸附后形成的尾液排放6，通过设置所述三通管，方便控制和连接。另外，作为一种可替换实施方式，所述三通管可以省略，在所述吸附装置2上设置两个出口，一个出口连接所述储液罐3，另一个出口用于尾液排放6。
50.使用方法
51.如图1、图2所示，本实施例提供的高锂浓度卤水吸附系统，在使用时，将所述原卤罐1中的高锂浓度原卤水输送至所述吸附装置2中，经所述吸附装置2预吸附后的低锂浓度卤水存储在所述储液罐3内，所述储液罐3内的低锂浓度卤水输送至所述混合腔4内，同时向所述混合腔4内输送高锂浓度原卤水，混合得到中锂浓度卤水，中锂浓度卤水流经所述导流板5发生扰流，均匀混合后输送至所述吸附装置2中进行再吸附，完成吸附后得到的尾液进入吸附尾液处理工序，混合后的中锂浓度卤水ph值回升，具备了被吸附的能力，且此时的锂离子浓度较低，吸附过程中对ph值得影响较小，因而绝大多数锂离子都可以被吸附，解决了
现有技术中针对高锂浓度卤水采用传统吸附法提锂容易造成锂离子浪费的问题。
52.另外，本实施例还提供一种高锂浓度卤水吸附系统的吸附方法，采用了上述实施方式中所述的高锂浓度卤水吸附系统，实现对高锂浓度卤水的吸附提锂。
53.如图3所示，本实施例提供的高锂浓度卤水吸附系统的吸附方法，包括如下步骤：
54.s1：预吸附，将高锂浓度原卤水输送至吸附装置2中，经过吸附后的低锂浓度卤水输送至储水罐中；
55.s2：卤水混合，将低锂浓度卤水和高锂浓度原卤水输送至混合腔4内，得到中锂浓度卤水；
56.s3：再吸附，混合后的中锂浓度卤水输送至吸附装置2，经过吸附后的尾液进入吸附尾液处理工序。
57.需要补充说明的是，南美c盐湖，锂离子浓度530ppm，采用本实施例提供的高锂浓度卤水吸附系统的吸附方法，8倍空间体积卤水，以8倍空间体积/小时流速流经吸附剂，锂回收率为96.5％；对照采用常规吸附方法进行吸附，相同卤水、相同流速的情况下，锂回收率为72.4％。
58.本实施例提供的高锂浓度卤水吸附系统的吸附方法，还包括如下步骤，预吸附过程中，以吸附剂的体积为一个单位空间体积，每小时使2-10倍空间体积的高锂浓度原卤水流过吸附剂。控制合理流速，既能够满足吸附剂的吸附要求，也方便控制生产流程，避免流速过慢浪费时间，或者流速过快吸附不完全。
59.本实施例提供的高锂浓度卤水吸附系统的吸附方法，还包括如下步骤，卤水混合过程中，高锂浓度原卤水和低锂浓度卤水按照等比例混合。另外，作为一种可替换实施方式，高锂浓度原卤水和低锂浓度卤水的混合比例可以根据需要形成的中锂浓度卤水的锂浓度进行调节。
60.本实施例提供的高锂浓度卤水吸附系统的吸附方法，还包括如下步骤，卤水混合过程中，向中锂浓度卤水中通入酸碱缓冲剂，有利于提高中锂浓度卤水的ph值或ph值缓冲能力，从而提升吸附效率。具体的，所述酸碱缓冲剂可以为二氧化碳或混入碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠、氢氧化钾等的溶液。
61.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

技术特征：
1.一种高锂浓度卤水吸附系统，其特征在于，包括：原卤罐(1)，用于容纳高锂浓度原卤水；吸附装置(2)，所述吸附装置(2)的入水口连接所述原卤罐(1)，所述吸附装置(2)的第一出水口连接有储液罐(3)，所述吸附装置(2)的第二出水口用于尾液排放(6)；混合腔(4)，出口与吸附装置(2)连通，所述混合腔(4)的第一入口与所述储液罐(3)连通，所述混合腔(4)的第二入口与原卤罐(1)连通。2.根据权利要求1所述的高锂浓度卤水吸附系统，其特征在于，所述吸附装置(2)和所述混合腔(4)之间的连接管路内设置有至少一个导流板(5)。3.根据权利要求2所述的高锂浓度卤水吸附系统，其特征在于，所述导流板(5)沿管路的周向均匀设置多个，所述导流板(5)设置在管路内的不同横截面上。4.根据权利要求2所述的高锂浓度卤水吸附系统，其特征在于，所述导流板(5)为螺旋型叶片。5.根据权利要求1所述的高锂浓度卤水吸附系统，其特征在于，所述吸附装置(2)设置有若干层，每一层均装填吸附剂，在每层的出水口外接独立的储液罐(3)。6.根据权利要求1-5中任一项所述的高锂浓度卤水吸附系统，其特征在于，所述吸附装置(2)的出口处设置有出水管，所述出水管上设置三通管，所述三通管形成所述吸附装置(2)的第一出水口和第二出水口。7.一种高锂浓度卤水吸附系统的吸附方法，其特征在于，包括如下步骤：预吸附，将高锂浓度原卤水输送至吸附装置(2)中，经过吸附后的低锂浓度卤水输送至储水罐中；卤水混合，将低锂浓度卤水和高锂浓度原卤水输送至混合腔(4)内，得到中锂浓度卤水；再吸附，混合后的中锂浓度卤水输送至吸附装置(2)，经过吸附后的尾液进入吸附尾液处理工序。8.根据权利要求7所述的高锂浓度卤水吸附系统的吸附方法，其特征在于，预吸附过程中，以吸附剂的体积为一个单位空间体积，每小时使2-10倍空间体积的高锂浓度原卤水流过吸附剂。9.根据权利要求7所述的高锂浓度卤水吸附系统的吸附方法，其特征在于，卤水混合过程中，高锂浓度原卤水和低锂浓度卤水按照等比例混合。10.根据权利要求7-9中任一项所述的高锂浓度卤水吸附系统的吸附方法，其特征在于，卤水混合过程中，向中锂浓度卤水中通入酸碱缓冲剂。

技术总结
本发明提供一种高锂浓度卤水吸附系统及其吸附方法，属于卤水、海水提锂技术领域，包括：原卤罐、吸附装置和混合腔，所述原卤罐用于容纳高锂浓度原卤水；所述吸附装置的入水口连接所述原卤罐，所述吸附装置的第一出水口连接有储液罐，所述吸附装置的第二出水口用于尾液排放；所述混合腔的出口与吸附装置连通，所述混合腔的第一入口与所述储液罐连通，所述混合腔的第二入口与原卤罐连通。高锂浓度原卤水预吸附后，低锂浓度卤水与高锂浓度原卤水混合形成中锂浓度卤水，经过再吸附后的尾液进行处理排放。本发明提供的高锂浓度卤水吸附系统，解决了现有技术中针对高锂浓度卤水采用传统吸附法提锂容易造成锂离子浪费的问题。附法提锂容易造成锂离子浪费的问题。附法提锂容易造成锂离子浪费的问题。


技术研发人员：胡羽 袁东
受保护的技术使用者：礼思（上海）材料科技有限公司
技术研发日：2023.06.07
技术公布日：2023/10/11