一种可以实现锂钠分离的连续离子交换装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种可以实现锂钠分离的连续离子交换装置及方法，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锂钠溶液中吸附锂离子组、淋洗组、解吸组、反冲组和料顶水组；所述每个进料支管和出料支管上分别设有控制阀，用于协调控制各组树脂柱组之间轮流实现离子交换、淋洗、解吸过程，与现有的固定床离子交换技术相比，本发明专利技术设备简单，操作方便，自动化程度高，树脂使用量少，利用率高，产品浓度稳定且合格液浓度高。

【技术实现步骤摘要】
一种可以实现锂钠分离的连续离子交换装置及方法
本专利技术涉及一种连续离子交换装置，具体涉及一种锂钠分离的连续离子交换装置，本专利技术还涉及利用该装置进行锂钠分离的连续离子交换方法。
技术介绍
在碳酸锂生产技术中，不管是盐湖提锂技术还是矿石提锂技术，最终都需要使用碳酸钠进行碳酸锂沉淀，沉淀后的上清液含有锂离子约2g/L,钠离子40g/L,如果需要处理成碳酸锂的话，还需要热水对碳酸锂进行洗涤，洗涤水中的锂离子浓度约2g/L，钠离子5g/L。以上两部分的损失约占碳酸锂生产过程中10％到40％。因此，碳酸锂生产过程中，以上两部分水中回收能够大幅提高碳酸锂生产过程中的收率，降低生产成本。目前工艺大多是，加盐酸调节PH至中性，通过蒸发器或者天然凉晒使锂和钠浓度提升氯化钠结晶析出后，再使用碳酸钠对锂进行沉淀。缺点：1，锂钠无法完全进行分离,还需要后处理；2，回收率低，回收率仅为50％。新型锂钠分离装置可以有效的实现锂钠的完全分离，操作简单，运行成本低，生产效率高，收率可以达到95％以上。
技术实现思路
本专利技术为解决现有技术中的问题，提供一种用锂钠分离装置回收碳酸锂生产工艺中锂钠溶液中锂回收的问题，它具有收率高、纯度高、操作简单、生产成本低的优点。为实现上述专利技术目的，一种可以实现锂钠分离的连续离子交换装置，包括树脂、用于装载树脂的树脂柱、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，其特征在于：所述树脂柱分为五组，每组至少包含一个树脂柱，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、循环运转的锂钠分离组、淋洗组、解吸组、反冲组、料顶水组。所述的锂钠分离组包括有锂钠分离组第一级树脂柱(13)、锂钠分离组第二级树脂柱(14)和锂钠分离组第三级树脂柱(15),它们通过串联管路(43)连接，其中，锂钠分离第一级树脂柱(13)上端安装有锂钠分离组进料口(3)，锂钠分离组第三级树脂柱(15)下端安装有锂钠分离组出料口(4)；所述的淋洗组包括有淋洗组第一级树脂柱(11)和淋洗组第二级树脂柱(12),它们通过串联管路(43)连接，其中，淋洗组第一级树脂柱(11)上端安装有淋洗组进料口(1)，淋洗组第二级树脂柱(12)下端安装有淋洗组出料口(2)；所述的解吸组包括有解吸组第一级树脂柱(18)、解吸组第二级树脂柱(19)和解吸组第三级树脂柱(20),它们通过串联管路(43)连接，其中，解吸组第一级树脂柱(18)上端安装有解吸组进料口(9)，解吸组第三级树脂柱(20)下端安装有解吸组出料口(10)；所述的反冲组包括有反冲组树脂柱(17)，其中，反冲组树脂柱(17)下端安装有反冲组进料口(7)，反冲组树脂柱(17)上端安装有反冲组出料口(8)；所述的料顶水组包括有料顶水组树脂柱(16)，其中，料顶水组树脂柱(16)下端安装有料顶水组进料口(5)，料顶水组树脂柱(16)上端安装有料顶水组出料口(6)。所述的进料总管包括锂钠分离进料总管(35)、淋洗进料总管(34)、解吸进料总管(33)、反冲进料总管(37)和料顶水进料总管(36)，所述出料总管包括锂钠分离出料总管(40)、淋洗出料总管(39)、解吸出料总管(38)、反冲出料总管(42)和料顶水出料总管(41)，所述的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。所述的进料支管包括锂钠分离进料支管(23)、淋洗进料支管(22)、解吸进料支管(21)、反冲进料支管(25)和料顶水进料支管(24)，分别同所述的锂钠分离进料总管(35)、淋洗进料总管(34)、解吸进料总管(33)、反冲进料总管(37)和料顶水进料总管(36)一一对应连通；所述的出料支管包括锂钠分离出料支管(28)、淋洗出料支管(27)、解吸出料支管(26)、反冲出料支管(30)和料顶水出料支管(29)，分别同所述的锂钠分离出料总管(40)、淋洗出料总管(39)、解吸出料总管(38)、反冲出料总管(42)和料顶水出料总管(41)一一对应连通。所述的每个进料支管、出料支管和串联管路上分别设有控制阀(31)，用于周期性控制各树脂柱组间同步实现锂钠分离、淋洗、解吸、反冲、料顶水过程。所述的控制阀(31)为电磁阀或气动阀，通过PLC程序控制，用于周期性控制所述的进料支管、出料支管和串联管路的启闭。所述的树脂为具有大孔结构的锂钠分离专用树脂。一种锂钠分离的连续离子交换方法，包括下述步骤：步骤一：将多个树脂柱(32)依次串联连接，形成流向相同且可循环运转的五组树脂柱组，依次为锂钠分离组、淋洗组、解吸组、反冲组和料顶水组；步骤二：将需要处理的料液通入锂钠分离组中，将淋洗液输入至淋洗组，将解吸液输入至解吸组，将反冲液输入至反冲组，将锂钠分离后的料液输入到料顶水组，分别同时进行锂钠分离、淋洗、解吸、反冲和料顶水五个工序；步骤三：当步骤二结束后，通过切换树脂柱上的控制阀(31)使完成锂钠分离的树脂柱进入淋洗工序，完成淋洗的树脂柱进入解吸工序，完成解吸的树脂柱进入反冲工序，完成反冲的树脂柱进入料顶水工序，完成料顶水的树脂进入锂钠分离工序，每一树脂柱都顺序依次完成五个工序，如此周而复始地进行。所述需要处理的料液从锂钠分离组的上部进液，所述淋洗液从淋洗组上部进液，所述解吸液从所述解吸组上部进液，所述反冲液从反冲组下部进液，所述料顶水组料液从所述料顶水组下部进液。所述锂钠分离组中的进料速率为0.1-25BV/h；所述淋洗组中的淋洗液的处理速率为0.1-10BV/h；所述解吸组中的解吸液处理速率为0.1-20BV/h；其中所述控制阀周期切换的时间为5-960min。所述锂钠分离组组中的进料速率为为0.5-10BV/h；所述淋洗组中的淋洗液的处理速率为0.5-5BV/h；所述解吸组中的解吸液处理速率为0.5-10BV/h；其中所述控制阀周期切换的时间为15-720min。所述锂钠分离组组中的进料速率为0.5-5BV/h；所述淋洗组中的淋洗液的处理速率为0.5-3BV/h；所述解吸组中的解吸液处理速率为0.5-5BV/h；其中所述控制阀周期切换的时间为30-300min。所述的淋洗液和反冲液包括淡水、自来水、脱盐水、超纯水、RO水；所述的解吸液包括甲酸、乙酸、蚁酸、草酸；盐酸、磷酸、硫酸、亚硫酸、硝酸等；氢氧化钠、氢氧化锂、氢氧化钙、氢氧化钾、氢氧化镁、氢氧化钙、氧化钙、氧化锂、氧化钠、过氧化钠、氨水、氧化镁、碳酸钠、碳酸钙、碳酸镁等；二甲胺、三甲胺、三乙烯二胺、吡啶、N-甲基吗啉、正丁基锂等。本专利技术采用连续离子交换系统，采用连续离子交换法从盐湖氯化镁卤水中除硼，树脂在连续离子交换系统装置中位置不动，通过自动控制阀的切换，使不同区域树脂同时实现周期性锂钠分离、淋洗、解吸、反冲、料顶水，自动控制阀为电磁阀或气动阀，采用PLC程序控制。具体地，本专利技术的方法可以通过下述技术措施来实现：锂钠分离组：n1柱运行，盐湖卤水从树脂柱上部进入，下部流出；淋洗组：n2柱运行，淋洗液从树脂柱上部进入，下部流出。解吸组：n3柱运行，解吸液从树脂柱上部进入，下部流出。反冲组：n4柱运行，反冲液从树脂柱下部进入，上部流出。料顶水组：n5柱运行，卤水吸附除硼部分流出液从树脂柱下部进入，上部流出。更具体地，系统中共n个树脂柱，在同一时间段内，n1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可以实现锂钠分离的连续离子交换装置，包括树脂、用于装载树脂的树脂柱、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，其特征在于：所述树脂柱分为五组，每组至少包含一个树脂柱，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、循环运转的锂钠分离组、淋洗组、解吸组、反冲组、料顶水组。

【技术特征摘要】
1.一种可以实现锂钠分离的连续离子交换装置，包括树脂、用于装载树脂的树脂柱、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，其特征在于：所述树脂柱分为五组，每组至少包含一个树脂柱，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、循环运转的锂钠分离组、淋洗组、解吸组、反冲组、料顶水组。2.根据权利要求1所述的锂钠分离的连续离子交换装置，其特征在于：所述的锂钠分离组包括有锂钠分离组第一级树脂柱(13)、锂钠分离组第二级树脂柱(14)和锂钠分离组第三级树脂柱(15),它们通过串联管路(43)连接，其中，锂钠分离第一级树脂柱(13)上端安装有锂钠分离组进料口(3)，锂钠分离组第三级树脂柱(15)下端安装有锂钠分离组出料口(4)；所述的淋洗组包括有淋洗组第一级树脂柱(11)和淋洗组第二级树脂柱(12),它们通过串联管路(43)连接，其中，淋洗组第一级树脂柱(11)上端安装有淋洗组进料口(1)，淋洗组第二级树脂柱(12)下端安装有淋洗组出料口(2)；所述的解吸组包括有解吸组第一级树脂柱(18)、解吸组第二级树脂柱(19)和解吸组第三级树脂柱(20),它们通过串联管路(43)连接，其中，解吸组第一级树脂柱(18)上端安装有解吸组进料口(9)，解吸组第三级树脂柱(20)下端安装有解吸组出料口(10)；所述的反冲组包括有反冲组树脂柱(17)，其中，反冲组树脂柱(17)下端安装有反冲组进料口(7)，反冲组树脂柱(17)上端安装有反冲组出料口(8)；所述的料顶水组包括有料顶水组树脂柱(16)，其中，料顶水组树脂柱(16)下端安装有料顶水组进料口(5)，料顶水组树脂柱(16)上端安装有料顶水组出料口(6)。3.根据权利要求1所述的锂钠分离的连续离子交换装置，其特征在于：所述的进料总管包括锂钠分离进料总管(35)、淋洗进料总管(34)、解吸进料总管(33)、反冲进料总管(37)和料顶水进料总管(36)，所述出料总管包括锂钠分离出料总管(40)、淋洗出料总管(39)、解吸出料总管(38)、反冲出料总管(42)和料顶水出料总管(41)，所述的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。4.根据权利要求3所述的锂钠分离的连续离子交换装置，其特征在于：所述的进料支管包括锂钠分离进料支管(23)、淋洗进料支管(22)、解吸进料支管(21)、反冲进料支管(25)和料顶水进料支管(24)，分别同所述的锂钠分离进料总管(35)、淋洗进料总管(34)、解吸进料总管(33)、反冲进料总管(37)和料顶水进料总管(36)一一对应连通；所述的出料支管包括锂钠分离出料支管(28)、淋洗出料支管(27)、解吸出料支管(26)、反冲出料支管(30)和料顶水出料支管(29)，分别同所述的锂钠分离出料总管(40)、淋洗出料总管(39)、解吸出料总管(38)、反冲出料总管(42)和料顶水出料总管(41)一一对应连通。5.根据权利要求4所述的锂钠分离的连续离子交换装置，其特征在于：所述的每个进...

【专利技术属性】
技术研发人员：李岁党，寇晓康，余佳，
申请(专利权)人：西安蓝晓科技新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61