从盐湖氯化镁卤水中除硼的连续离子交换装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种从盐湖氯化镁卤水中除硼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卤水吸附除硼组、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】

本专利技术涉及一种连续离子交换装置，具体涉及一种从盐湖氯化镁卤水中除硼的连续离子交换装置，本专利技术还涉及利用该装置从盐湖氯化镁卤水中除硼的连续离子交换方法。
技术介绍
盐湖卤水提取钾盐后副产大量的卤水，即氯化镁溶液，是生产金属镁的重要原料。每生产一吨氯化钾，就产生10吨的水氯镁石(含有六个结晶水的氯化镁)。水氯镁石是化工原料，可以生产很多种下游产品，如氧化镁、高纯度镁产品、光氯石等。如以盐湖卤水提取的氯化镁作原料电解生产金属镁，由于电解原液中常含有硼化物，在阴极可分解析出硼，使阴极钝化生成硼化镁，造成电解出的镁珠分散，严重降低电流效率。如电解质中含约IOppm的硼，便会使电流效率降低到50-60%。 盐湖氯化镁卤水中硼含量约在20-350ppm左右。电解生产金属镁时，如果硼含量高于lppm，就会影响电解的效率和最终产品的质量，因此电解生产金属镁过程中需要去除氯化镁卤水中的硼离子。目前对卤水除硼后，采用电解方法生产水氯镁石，在国内还未见工业化应用。卤水除硼的研究中使用较多的方法主要有两种。一种为树脂吸附法，即利用螯合树脂吸附法除去氯化镁中的硼。《XSC-700树脂对盐湖卤水中硼的吸附》(中南大学学报(自然科学版)，2011年6月第42卷第6期)曾经报道过使用XSC-700螯合树脂吸附法除硼，但是该方法只是在实验室规模进行了相关的实验，并没有规模化的工业化应用和相应的装置进行介绍。另外一种为萃取法，即利用萃取剂煤油和酒精等有机溶剂进行萃取和反萃取除硼。《卤水萃取除硼》(《轻金属》1995年第7期)有相应的报道，但萃取法工艺流程复杂，生产成本非常高，除硼后的卤水中硼含量为20-300ppm，还需要结合其他的除硼方法才能达到氯化镁卤水电解法生产金属镁的原料要求。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是提供一种设备简单、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硼杂质浓度低的从盐湖氯化镁卤水中除硼的工业化装置和方法。将螯合树脂吸附法除硼工艺和连续离子交换装置结合起来，既解决盐湖氯化镁卤水除硼的工艺问题，又可以通过连续离子交换装置提高树脂的利用效率和利用率，降低物料消耗和产品的生产成本，从而实现从盐湖卤水中除硼后工业化生产氯化镁。为实现上述专利技术目的，本专利技术提供了一种从盐湖氯化镁卤水中除硼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，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、循环运转的卤水吸附除硼组、淋洗组、解吸组、反冲组、料顶水组。所述的卤水吸附除硼组包括有卤水吸附除硼组第一级树脂柱、卤水吸附除硼组第二级树脂柱和卤水吸附除硼组第三级树脂柱，它们通过串联管路连接，其中，卤水吸附除硼组第一级树脂柱上端安装有卤水吸附除硼组进料口，卤水吸附除硼组第三级树脂柱下端安装有卤水吸附除硼组出料口；所述的淋洗组包括有淋洗组第一级树脂柱和淋洗组第二级树脂柱，它们通过串联管路连接，其中，淋洗组第一级树脂柱上端安装有淋洗组进料口，淋洗组第二级树脂柱下端安装有淋洗组出料口；所述的解吸组包括有解吸组第一级树脂柱、解吸组第二级树脂柱和解吸组第三级树脂柱，它们通过串联管路连接，其中，解吸组第一级树脂柱上端安装有解吸组进料口，解吸组第三级树脂柱下端安装有解吸组出料口；所述的反冲组包括有反冲组树脂柱，其中，反冲组树脂柱下端安装有反冲组进料口，反冲组树脂柱上端安装有反冲组出料口；所述的料顶水组包括有料顶水组树脂柱，其中，料顶水组树脂柱下端安装有料顶水组进料口，料顶水组树脂柱上端安装有料顶水组出料口。所述的进料总管包括卤水进料总管、淋洗进料总管、解吸进料总管、反冲进料总管和料顶水进料总管，所述出料总管包括卤水出料总管、淋洗出料总管、解吸出料总管、反冲出料总管和料顶水出料总管，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卤水进料支管、淋洗进料支管、解吸进料支管、反冲进料支管和料顶水进料支管，分别同所述的卤水进料总管、淋洗进料总管、解吸进料总管、反冲进料总管和料顶水进料总管一一对应连通；所述的出料支管包括卤水出料支管、淋洗出料支管、解吸出料支管、反冲出料支管和料顶水出料支管，分别同所述的卤水出料总管、淋洗出料总管、解吸出料总管、反冲出料总管和料顶水出料总管一一对应连通。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，用于周期性控制各树脂柱组间同步实现卤水吸附除硼、淋洗、解吸、反冲、料顶水过程。所述的树脂为具有大孔结构的螯合树脂。所述的控制阀为电磁阀或气动阀，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。一种从盐湖氯化镁卤水中除硼的连续离子交换方法，包括下述步骤步骤一将多个树脂柱依次串联连接，形成流向相同且可循环运转的五组树脂柱组，依次为卤水吸附除硼组、淋洗组、解吸组、反冲组和料顶水组；步骤二 将盐湖卤水输入卤水吸附除硼组中，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，将卤水吸附除硼后产品输入到料顶水组，分别同时进行吸附除硼、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使完成吸附除硼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吸附除硼工序，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。所述盐湖卤水从卤水吸附除硼组的上部进液，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。所述卤水吸附除硼组中的盐湖卤水的处理速率为5-40BV/h ；所述淋洗组中的淋洗液的处理速率为l-10BV/h ；所述解吸组中的解吸液处理速率为l-20BV/h ； 其中所述控制阀周期切换的时间为15_960min。优选的所述卤水吸附除硼组中的盐湖卤水的处理速率为5-15BV/h ；所述淋洗组中的淋洗液的处理速率为2-8BV/h ；所述解吸组中的解吸液处理速率为l-10BV/h ；其中所述控制阀周期切换的时间为40_720min。更优选的所述卤水吸附除硼组中的盐湖卤水的处理速率为5-10BV/h ；所述淋洗组中的淋洗液的处理速率为2_5BV/h ；所述解吸组中的解吸液处理速率为2-5BV/h ；其中所述控制阀周期切换的时间为60_300min。再优选的所述卤水吸附除硼组中的盐湖卤水的温度为5_90°C ；所述淋洗组中的淋洗液温度为5_90°C ；所述解吸组中的解吸液温度为5_90°C。再优选的所述卤水吸附除硼组中的盐湖卤水的温度为10_50°C ；所述淋洗组中的淋洗液温度为20-35V ；所述解吸组中的解吸液温度为10-30 V。再优选的所述卤水吸附除硼组中的盐湖卤水的温度为20_35°C ；所述淋洗组中的淋洗液温度为25-30V ；所述解吸组中的解吸液温度为20-25 V。所述的淋洗液和反冲液为去离子水；所述的解吸液为盐酸溶液、硫酸溶液、磷酸溶液、硝酸溶液、醋酸中的一种。本专利技术的方法采用连续离子交换装置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种从盐湖氯化镁卤水中除硼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，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、循环运转的卤水吸附除硼组、淋洗组、解吸组、反冲组、料顶水组。2.根据权利要求I所述的从盐湖氯化镁卤水中除硼的连续离子交换装置，其特征在于所述的卤水吸附除硼组包括有卤水吸附除硼组第一级树脂柱(13)、卤水吸附除硼组第二级树脂柱(14)和卤水吸附除硼组第三级树脂柱(15)，它们通过串联管路(43)连接，其中，卤水吸附除硼组第一级树脂柱(13)上端安装有卤水吸附除硼组进料口(3)，卤水吸附除硼组第三级树脂柱(15)下端安装有卤水吸附除硼组出料口(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I所述的从盐湖氯化镁卤水中除硼的连续离子交换装置，其特征在于所述的进料总管包括卤水进料总管(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)，所述出料总管包括卤水出料总管(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所述的从盐湖氯化镁卤水中除硼的连续离子交换装置，其特征在于所述的进料支管包括卤水进料支管(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)，分别同所述的卤水进料总管(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)——对应连通； 所述的出料支管包括卤水出料支管(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 )，分别同所述的卤水出料总管(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)——对应连通。5.根据权利要求I或4所述的从盐湖氯化镁卤水中除硼的连续离子交换装置，其特征在于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卤水吸附除硼、淋洗、解吸、反冲、料顶水过程。6.根据权利要求I所述的从盐湖氯化镁卤水中除硼的连续离子交换装置，其特征在于 所述的树脂为具有大孔结构的螯合树脂。7.根据权利要求5所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：寇晓康，郭福民，王程，王日升，陈绍添，王刚，刘琼，
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：