浓缩锂浸出液的设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种浓缩锂浸出液的设备，包括依次相连的过滤粒径为0.1‑50μm的第一过滤设备，对分子量≥1000物质的拦截率≥99.5％的第二过滤设备、对分子量为100‑1000物质的拦截率≥90％的第三过滤设备，第三过滤设备的浓缩液出液口连有第一收集装置、第三滤液出液口连有分子量≤100物质的拦截率≥99.99％的第四过滤设备，所述第四过滤设备的浓缩锂浸出液出口与第三过滤设备的进液口相连，还包括使得锂浸出液沿逐级过滤设备流动的泵以及测定各环节锂浸出液盐含量的盐含量测定装置。通过上述设备对锂浸出液进行浓缩处理，浓缩效果优异，浓缩过程中不会出现浓缩停滞现象，浓缩之后所得的锂浸出液中硫酸锂纯度高，用于后续生产所得的碳酸锂产品品质非常高。

【技术实现步骤摘要】
浓缩锂浸出液的设备
本技术涉及锂生产设备
，具体涉及一种浓缩锂浸出液的设备。
技术介绍
液体浓缩是从溶液中除去部分溶剂的单元操作，是溶质和溶液均匀混合液的部分分离过程。传统含盐分溶液浓缩一般采用蒸发浓缩技术，蒸发浓缩技术主要存在以下几个问题，一是蒸发结晶后的母液中仍含有大量的溶质导致后续产品的收率较低；二是蒸发之后原溶液中仍有大量杂质停留，导致产品纯度不高，品质较差；三是在蒸发浓缩过程中容易引起产品的热分解，导致产品的收率进一步降低；四是整个蒸发过程用时较长、耗能较高，使得生产成本大大增加。为了解决上述液体浓缩存在的技术问题，申请人想到了采用膜法分离浓缩技术代替传统蒸发浓缩技术对含盐分溶液进行浓缩。但是，申请人通过研究发现目前的膜法分离浓缩技术在实际操作过程中只能针对含盐分不高的溶液浓缩有效，对于高盐分含杂溶液无法进行有效浓缩，申请人发现一般膜法分离浓缩方法将含盐溶液浓缩至可溶性盐的盐含量为60000mg/L已经达到了浓缩极限，即使提高操作压力也无法进一步浓缩出盐含量更高的溶液。然而，高盐分含杂溶液的浓缩操作恰恰是工业生产过程中经常需要进行的工艺操作，因而目前亟需一种能够浓缩高盐分含杂溶液的设备。例如，在锂生产中就涉及到上述对锂浸出液的浓缩处理。锂是一种重要的战略性资源物质，是现代高科技产品不可或缺的重要原料。碳酸锂是生产二次锂盐和金属锂制品的基础材料，因而成为了锂行业中用量最大的锂产品，其他锂产品其本上都是碳酸锂的下游产品。碳酸锂的生产工艺根据原料来源的不同可以分为盐湖卤水提取和矿石提取。目前，我国则主要采用固体矿石提取工艺，矿石提取锂主要是采用锂辉石、锂云母等固体锂矿石生产碳酸锂和其他锂产品。从矿石中提取锂资源的历史悠久，技术也较成熟，主要生产工艺有石灰烧结法和硫酸法，其中硫酸法是目前使用的最主要的方法。目前的硫酸法工艺步骤如下：锂矿石的细磨、焙烧、酸浸、除去钙镁、过滤、蒸发浓缩、沉锂、分离洗涤、干燥，其中去钙镁之后所得的锂浸出液的浓缩普遍采用蒸发浓缩工艺。本申请人研究发现，上述工艺中锂浸出液为锂浸出液，在按照上述工艺步骤操作时过滤环节的过滤精度较低，过滤之后锂浸出液中杂质含量较高，导致后续产品品质较低；在蒸发浓缩环节用时长、浓缩效率低、耗能高，导致生产锂的成本大大增加。本申请人尝试利用传统的膜法分离浓缩技术替代上述操作时发现，上述操作中锂浸出液在浓缩一开始就出现浓缩停滞的情况，即使提高操作压力也无法进行有效浓缩。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于提供一种浓缩效果优异的浓缩锂浸出液的设备。为了解决上述现有技术的问题，本技术采用以下技术手段实现：本技术浓缩锂浸出液的设备包括依次相连的过滤粒径为0.1-50μm的第一过滤设备，对分子量≥1000物质的拦截率≥99.5％的第二过滤设备、对分子量为100-1000物质的拦截率≥90％的第三过滤设备，第三过滤设备的浓缩锂浸出液出液口连有第一收集装置、第三滤液出液口连有分子量≤100物质的拦截率≥99.99％的第四过滤设备，所述第四过滤设备的浓缩锂浸出液出口与第三过滤设备的进液口相连，还包括使得锂浸出液沿逐级过滤设备流动的泵以及测定各环节锂浸出液盐含量的盐含量测定装置。锂浸出液在泵的驱动下进入第一过滤设备，首先在第一过滤设备的过滤下根据粒径筛选除掉粒径超过0.1-50μm的较大颗粒的固体物质，例如一些含钙镁的沉淀物质，在第一过滤设备过滤之前增添粗滤操作单元，过滤掉含盐分液体中的大型固体颗粒物质，避免这些体积较大固体颗粒物质对第一过滤设备中过滤介质造成机械损害。从第一过滤设备过滤所得的第一滤液中还含有一些通过上述粒径筛选无法除掉的一些杂质，例如一些胶体物质，通过第二过滤设备的分子量筛选将分子量≥1000的物质除去得到纯度较高的溶液。通过上述两级过滤设备的过滤，实现了对锂浸出液的深度净化以满足后续浓缩过程中对锂浸出液的要求。从第二过滤设备流出的第二滤液在第三过滤设备的运作条件下能够实现将盐含量为60000mg/L浓缩至130000mg/L都还能进一步浓缩，最终得到浓缩锂浸出液，浓缩过程中不会出现浓缩停滞的情况。从第三过滤设备流出的第三滤液通过第四过滤设备分离得到第四滤液和浓缩锂浸出液，该第四滤液为纯度较高的纯水，一般可达超纯水的纯度，第四过滤设备进一步提高了锂的收率。本技术主要有以下几点好处，一是能够解决工业上锂浸出液无法有效浓缩的技术问题，在浓缩过程中不容易出现浓缩停滞的情况；二是上述两级精密过滤以及浓缩的组合操作，使得最终产品纯度非常高，产品收率高，产品品质以及浓缩效果都非常好；三是实践证明在上述各参数条件下，能够在较低能耗运作下生产出较高品质的产品，生产效率较高，经济效益最好。作为上述浓缩锂浸出液的设备的进一步改进，所述第三过滤设备的过滤介质由DTRO膜构成。所述DTRO膜为碟管式反渗透膜，适合于处理过滤高盐分的锂浸出液，更加利于保持第三过滤设备的浓缩稳定性。第四过滤设备也可以选择DTRO膜作为过滤介质的构成材料。作为上述浓缩锂浸出液的设备的进一步改进，所述第三过滤设备包括至少两个顺次相连的过滤装置，各过滤装置对分子量为100-1000物质的拦截率≥90％并且保持浓缩锂浸出液的输出量不低于8L/(m2·h)。在上述条件下，多级过滤装置经过过滤介质阻截形成的浓缩锂浸出液的可溶性盐含量明显依次递增，并且保持第三滤液的输出量，由此保证浓缩效果。增加第三过滤设备的过滤装置数量可以有效实现过滤通量的更新，更加利于第二滤液的浓缩，实现对高盐分含杂溶液的多级浓缩，这里的多级浓缩可以采用多种组合方式，可以是开放式、半开放式。具体地，采用开放式时，所述第三过滤设备包括顺次相连的一级过滤装置、二级过滤装置，所述二级过滤装置上设有供浓缩锂浸出液排出的浓缩锂浸出液出口，因此第三过滤设备中二级过滤装置浓缩阻截形成的浓缩锂浸出液直接流出；采用半开放式时，所述第三过滤设备包括顺次相连的一级过滤装置、二级过滤装置，所述二级过滤装置上设有供浓缩锂浸出液排出的浓缩锂浸出液出口以及供浓缩锂浸出液回流至一级过滤装置的浓缩锂浸出液回流口，所述浓缩锂浸出液回流口与一级过滤装置的进液口相连，二级过滤装置的浓缩锂浸出液回流口设有第一阀门，二级过滤装置的浓缩锂浸出液出口设有第二阀门。第三过滤设备中的二级过滤装置浓缩阻截形成的浓缩锂浸出液返至其进液口与上一过滤装置流出的浓缩锂浸出液汇合再次进入最后的过滤装置，达到浓缩盐含量之后再排出，由此提高溶液的浓缩效率。作为上述浓缩锂浸出液的设备的进一步改进，所述第三滤液出液口设有第三阀门，所述第四过滤设备的浓缩锂浸液出液口与第三过滤设备的进液口之间设有供浓缩锂浸出液储存的中间罐。该中间罐能够起到起到储存浓缩锂浸出液、稳定第浓缩锂浸出液压力、将浓缩锂浸出液分流到其它操作环节设备的作用。作为上述浓缩锂浸出液的设备的进一步改进，所述第一过滤设备、第二过滤设备为终端过滤装置和/或错流过滤装置。需要说明的是错流过滤是指在动力装置的作用下浓缩锂浸出液平行于膜面流动，浓缩锂浸出液在流经膜面时产生的剪切力能够将膜面滞留的颗粒带走，因此能够很好地保证浓缩锂浸出液的含盐量，同时保证过滤装置的过滤通量，其浓缩锂浸出液往往需要返回至过滤装置中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.浓缩锂浸出液的设备，其特征在于，包括依次相连的过滤粒径为0.1‑50μm的第一过滤设备(1)，对分子量≥1000物质的拦截率≥99.5％的第二过滤设备(2)、对分子量为100‑1000物质的拦截率≥90％的第三过滤设备(3)，第三过滤设备(3)的浓缩锂浸出液出液口连有第一收集装置、第三过滤设备(3)的滤液出液口连有分子量≤100物质的拦截率≥99.99％的第四过滤设备(5)，所述第四过滤设备(5)的浓缩锂浸出液出口与第三过滤设备(3)的进液口相连，还包括使得锂浸出液沿逐级过滤设备流动的泵以及测定各环节锂浸出液盐含量的盐含量测定装置，所述第三过滤设备(3)包括至少两个顺次相连的过滤装置，各过滤装置对分子量为100‑1000物质的拦截率≥90％并且保持浓缩锂浸出液的输出量不低于8L/(m2·h)，所述第三过滤设备(3)包括顺次相连的一级过滤装置(31)、二级过滤装置(32)，所述二级过滤装置(32)上设有供浓缩锂浸出液排出的浓缩锂浸出液出口。

【技术特征摘要】
1.浓缩锂浸出液的设备，其特征在于，包括依次相连的过滤粒径为0.1-50μm的第一过滤设备(1)，对分子量≥1000物质的拦截率≥99.5％的第二过滤设备(2)、对分子量为100-1000物质的拦截率≥90％的第三过滤设备(3)，第三过滤设备(3)的浓缩锂浸出液出液口连有第一收集装置、第三过滤设备(3)的滤液出液口连有分子量≤100物质的拦截率≥99.99％的第四过滤设备(5)，所述第四过滤设备(5)的浓缩锂浸出液出口与第三过滤设备(3)的进液口相连，还包括使得锂浸出液沿逐级过滤设备流动的泵以及测定各环节锂浸出液盐含量的盐含量测定装置，所述第三过滤设备(3)包括至少两个顺次相连的过滤装置，各过滤装置对分子量为100-1000物质的拦截率≥90％并且保持浓缩锂浸出液的输出量不低于8L/(m2·h)，所述第三过滤设备(3)包括顺次相连的一级过滤装置(31)、二级过滤装置(32)，所述二级过滤装置(32)上设...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭定江，何志，刘超，何珂桥，郭乾勇，
申请(专利权)人：四川思达能环保科技有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51