CN109264835A - 一种连续式电化学元素提取系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种连续式电化学元素提取系统，包括驱动装置、元素提取槽，元素释放槽、多个极板及极板导轨，极板导轨分为导电段和非导电段，在元素提取槽及元素释放槽上方的是导电段且分别提供相反电流，其它部分为非导电段，在极板导轨的导槽内均匀间隔滑动安装多个极板固定杆的顶端，所述的极板固定杆由导电材料制成，在极板固定杆的底端固装极板，极板依次进入元素提取槽、元素释放槽，在极板的表面涂覆能够吸附待提取元素的材料，多个极板固定杆通过链条连接，在链条与极板固定杆之间安装绝缘卡扣，链条连接链条驱动装置。本发明解决了当前元素提取过程中不能连续工作的问题，极大的提高了提取的工作效率，同时也降低了环境污染。

Description

一种连续式电化学元素提取系统
技术领域
本发明属于电化学领域，涉及元素的提取，尤其是一种连续式电化学元素提取系统。
背景技术
目前，元素的电化学提取装置多采用摇椅式，需要反复调换电极或者电解质溶液，无法实现连续操作，提取效率低，处理量小。如CN202181336U公开了一种盐湖卤水镁锂分离及富集锂的装置，包括具有被阴离子交换膜分隔成两个空间的电渗析槽的电渗析装置，以及阴极和阳极，所述的阴极和阳极分别设置于分隔成的两个空间内；所述的阴极为涂覆有离子筛的导电基体，阳极为涂覆有嵌锂态离子筛的导电基体。用阴离子交换膜将电渗析装置的电渗析槽垂直隔成锂盐室和卤水室两个区域，卤水室内充入盐湖卤水，锂盐室内充入不含Mg2+的支持电解质溶液，如NaCl、KCl、NH4Cl、Na2SO4、K2SO4、NaNO3、KNO3溶液。将涂覆有离子筛的导电基体置于卤水室中作为阴极；将涂覆有嵌锂态离子筛的导电基体置于锂盐室中作为阳极，在外电势的驱动下，使卤水室卤水中的Li+嵌入到离子筛中形成嵌锂态离子筛，同时锂盐室中的嵌锂态离子筛将Li+释放到导电溶液后，恢复为离子筛；实现卤水室中的Li+与Mg2+及其他阳离子的分离，同时锂在锂盐室中富集，得到富锂溶液。经过上述操作，卤水室卤水中的Li+嵌入到离子筛中形成嵌锂态离子筛，同时锂盐室中的嵌锂态离子筛将Li+释放到导电溶液后，恢复为离子筛；在完成一个周期的操作后，通过调换电极或者电解质溶液来实现连续循环工作。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种连续式电化学元素提取系统，解决了当前元素提取过程中不能连续工作的问题，极大的提高了提取的工作效率。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：
一种连续式电化学元素提取系统，包括驱动装置、元素提取槽，元素释放槽、多个极板及极板导轨，极板导轨分为导电段和非导电段，在元素提取槽及元素释放槽上方的是导电段且分别提供相反电流，其它部分为非导电段，在极板导轨的导槽内均匀间隔滑动安装多个极板固定杆的顶端，所述的极板固定杆由导电材料制成，在极板固定杆的底端固装极板，极板依次进入元素提取槽、元素释放槽，在极板的表面涂覆能够吸附待提取元素的材料，多个极板固定杆通过链条连接，在链条与极板固定杆之间安装绝缘卡扣，链条连接链条驱动装置。
而且，在极板固定杆的顶端固装一导电横轴，在导电横轴的两端对称固装两轴承，极板通过两轴承在极板导轨内滑动。
而且，在极板导轨的两侧导槽内对称嵌装两绝缘条，在导电段内绝缘条上方安装导电钢板，两轴承在导电钢板上行走，在非导电段不安装导电钢板，两轴承在绝缘条上行走。
而且，所述的链条驱动装置包括电机、链轮，电机的输出轴通过联轴器连接链轮，链轮啮合连接链条，链条通过支架及固定在支架上的传动链轮支撑。
而且，在元素提取槽与元素释放槽之间极板导轨的一侧安装极板清洗槽。
而且，所述极板清洗槽包括接水箱、盖板及两挡水板，在接水箱的左右两侧对称固装两挡水板，在两挡水板的顶部固装一盖板，在盖板及两挡水板的内侧面均匀安装多个喷水头，多个喷水头朝向极板，多个喷水头通过分支水管连接进水管，在进水管安装进水泵，接水箱连接排水管，在排水管安装排水泵。
而且，在进水管与排水管之间安装水循环过滤装置。
本发明的优点和积极效果是：
1、本发明解决了当前元素提取过程中不能连续工作的问题，极大的提高了提取的工作效率，同时也降低了环境污染。
2、本发明包括多个极板，解决了传统元素提取装置提取量小，无法实现工业应用的问题。
附图说明
图1为本系统的结构示意图；
图2为清洗槽的结构示意图；
图3为极板与极板导轨的连接示意图(非导电段)；
图4为极板与极板导轨的连接示意图(导电段)。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
一种连续式电化学元素提取系统，包括驱动装置1、元素提取槽9，元素释放槽3、多个极板7及极板导轨4，极板导轨由多段导轨围成前后两侧低，左右两侧高的矩形框，元素提取槽与元素释放槽均位于极板导轨的低段下方。在极板导轨的导槽内均匀间隔滑动安装多个极板固定杆6的顶端，在极板固定杆的底端固装极板，在极板上涂覆能够将待提取元素嵌入其晶格的材料(如果是提取锂离子，在极板上涂覆锰酸锂或镍钼锰酸锂)。多个极板固定杆通过链条2连接，在链条与极板固定杆之间安装绝缘卡扣19。链条连接驱动装置，通过驱动装置驱动链条进而控制极板移动。
所述的驱动装置包括电机、链轮，电机的输出轴通过联轴器连接链轮，链轮啮合连接链条，链条通过支架8及固定在支架上的传动链轮支撑。
极板经过元素提取槽，在元素提取槽内盛装有待提取阳离子溶液(含锂卤水)，外部电源通过极板导轨给极板传输负电流，提取槽内的阳离子(锂离子)吸附到极板的表面。随后极板由链条带动移出元素提取槽，进入到元素释放槽，在元素释放槽内盛装能够与提取的阳离子(锂离子)结合成盐的溶液(稀盐酸或稀硫酸或稀硝酸)，外部电源通过导轨给极板传输正电流，极板上的阳离子(锂离子)从极板脱离进入到元素释放槽的溶液中。
在元素提取槽与元素释放槽之间极板导轨的一侧安装清洗槽5，所述清洗槽包括接水箱15、盖板10及两挡水板14，在接水箱的左右两侧对称固装两挡水板，在两挡水板的顶部固装一盖板，在盖板及两挡水板的内侧面均匀安装多个喷水头12，多个喷水头朝向极板。极板从元素提取槽出来还未进入元素释放槽之前先经过清洗槽将极板清洗一下，将极板上附着的元素提取槽内的溶液洗掉，避免污染元素释放槽内溶液。多个喷水头通过分支水管11连接进水管13，在进水管安装进水泵，接水箱连接排水管，在排水管安装排水泵。在进水管与排水管之间可以安装水循环过滤装置，使清洗水可以循环使用。
所述的极板固定杆由导电材料制成，在极板固定杆的顶端固装一导电横轴17，在导电横轴的两端对称固装两轴承16，极板通过两轴承在极板导轨内滑动，在极板导轨的两侧导槽内对称嵌装两绝缘条18。所述极板导轨分为导电段和非导电段，在元素提取槽及元素释放槽上方的是导电段，其它部分为非导电段，在导电段内安装导电弹性钢板20，该导电弹性钢板弯成与极板导轨相同的形状，两轴承在导电弹性钢板上行走，进而将电流传输到极板上，在非导电段不安装导电弹性钢板。导电弹性钢板从导轨引出，在导轨外连接电源，为元素提取槽上方的极板提供负电，为元素释放槽上方的极板提供正电。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种连续式电化学元素提取系统，其特征在于：包括驱动装置、元素提取槽，元素释放槽、多个极板及极板导轨，极板导轨分为导电段和非导电段，在元素提取槽及元素释放槽上方的是导电段且分别提供相反电流，其它部分为非导电段，在极板导轨的导槽内均匀间隔滑动安装多个极板固定杆的顶端，所述的极板固定杆由导电材料制成，在极板固定杆的底端固装极板，极板依次进入元素提取槽、元素释放槽，在极板的表面涂覆能够吸附待提取元素的材料，多个极板固定杆通过链条连接，在链条与极板固定杆之间安装绝缘卡扣，链条连接链条驱动装置。
2.根据权利要求1所述的连续式电化学元素提取系统，其特征在于：在极板固定杆的顶端固装一导电横轴，在导电横轴的两端对称固装两轴承，极板通过两轴承在极板导轨内滑动。
3.根据权利要求1所述的连续式电化学元素提取系统，其特征在于：在极板导轨的两侧导槽内对称嵌装两绝缘条，在导电段内绝缘条上方安装导电钢板，两轴承在导电钢板上行走，在非导电段不安装导电钢板，两轴承在绝缘条上行走。
4.根据权利要求1所述的连续式电化学元素提取系统，其特征在于：所述的链条驱动装置包括电机、链轮，电机的输出轴通过联轴器连接链轮，链轮啮合连接链条，链条通过支架及固定在支架上的传动链轮支撑。
5.根据权利要求1所述的连续式电化学元素提取系统，其特征在于：在元素提取槽与元素释放槽之间极板导轨的一侧安装极板清洗槽。
6.根据权利要求5所述的连续式电化学元素提取系统，其特征在于：所述极板清洗槽包括接水箱、盖板及两挡水板，在接水箱的左右两侧对称固装两挡水板，在两挡水板的顶部固装一盖板，在盖板及两挡水板的内侧面均匀安装多个喷水头，多个喷水头朝向极板，多个喷水头通过分支水管连接进水管，在进水管安装进水泵，接水箱连接排水管，在排水管安装排水泵。
7.根据权利要求6所述的连续式电化学元素提取系统，其特征在于：在进水管与排水管之间安装水循环过滤装置。
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