CN112280994A - 一种适于冬季采集锂铷的恒温吸附设备及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于湿法冶金的吸附分离领域，具体涉及一种适于冬季采集锂铷的恒温吸附设备及方法。该设备至少包括卤水收集系统、恒温吸附系统和加热系统，所述的卤水收集系统入口连通有采集源，出口与恒温吸附系统连通；加热系统分别与所述卤水收集系统和恒温吸附系统连通；所述的卤水收集系统包括潜污泵、除盐除渣分卤仓和卤水箱；潜污泵一端与采集源连通；潜污泵另一端与除盐除渣分卤仓连通；卤水箱设置在除盐除渣分卤仓下方，且相互连通；所述除盐除渣分卤仓包括仓体、转筒分卤过滤器和连接板。本发明解决了冬季气温地，盐湖卤水容易盐析水芒硝堵塞管路无法提锂铷作业的问题。
Description
技术领域
本发明属于湿法冶金的吸附分离领域，具体涉及一种适于冬季采集锂铷的恒温吸附设备及方法。
背景技术
对于现有从盐湖卤水中提取锂铷的技术及设备，一般需要固定的生产场地，并且盐湖卤水容易盐析水芒硝堵塞管路无法作业。传统上，冬季是盐湖地区在盐田内进行除硝作业的季节，一般不会提取卤水进行锂铷提取的工作；故此，能在冬季通过吸附系统在恒温状态下的控制对锂铷采集的生产有重要意义。
发明内容
本发明的目的为了解决上述问题，本发明提供一种适于冬季采集锂铷的恒温吸附设备及方法。本发明解决了冬季气温地，盐湖卤水容易盐析水芒硝堵塞管路无法提锂铷作业的问题。
本发明的技术方案是：一种适于冬季采集锂铷的恒温吸附设备，至少包括卤水收集系统、恒温吸附系统和加热系统，所述的卤水收集系统入口连通有采集源，出口与恒温吸附系统连通；加热系统分别与所述卤水收集系统和恒温吸附系统连通；
所述的卤水收集系统包括潜污泵、除盐除渣分卤仓和卤水箱；潜污泵一端与采集源连通；潜污泵另一端与除盐除渣分卤仓连通；卤水箱设置在除盐除渣分卤仓下方，且相互连通；
所述除盐除渣分卤仓包括仓体、转筒分卤过滤器和连接板，所述的转筒分卤过滤器设置在仓体内部上端，通过连接板固定连接在仓体上；仓体一侧设置有卤水喷射口、冲洗喷射口和出渣口，卤水喷射口、冲洗喷射口和出渣口均与转筒分卤过滤器连通，并位于转筒分卤过滤器开口端。
所述的转筒分卤过滤器包括：筒状滤网、筒状壳体、基座和电机，所述的筒状滤网和筒状壳体均为漏斗形，筒状滤网对应设置在筒状壳体内，筒状滤网与筒状壳体之间有一定间隙；筒状壳体水平放置，开口端紧贴仓体，小头端固定连接有传动轴；传动轴穿过基座上的轴承座，通过传动皮带与固定在基座一侧的电机转动连接，基座固定在连接板上，筒状壳体通过连接板固定在仓体上；筒状壳体上设置有多个卤水出口。
所述除盐除渣分卤仓与卤水箱为一体结构，通过倾斜设置的隔板隔开，隔板一端与仓体固定连接，另一端悬空，通过固定在仓体上支撑杆支撑。
所述的恒温吸附系统包括：第一增压泵、恒温吸附室和三通；卤水箱通过第一增压泵与恒温吸附室连通；恒温吸附室通过三通分别与除盐除渣分卤仓的冲洗喷射口和加热系统的盘管连通；所述的三通通过第二增压泵与冲洗喷射口连通。
所述加热系统包括：盘管、温度感应器和变频加热器，所述盘管设置在所述卤水收集系统的卤水箱中，所述盘管通过三通与所述恒温吸附系统的恒温吸附室连通，所述变频加热器设置在恒温吸附室内。
所述的卤水箱内设置有液位计，所述的潜污泵与所述除盐除渣分卤仓通过卤水喷射口连通。
一种适于冬季采集锂铷的恒温吸附方法，该方法具体过程如下：潜污泵作为卤水采集的动力源，从采集源汲取卤水输入到除盐除渣分卤仓，通过转筒分卤过滤器离心分离除去卤水中的固体水芒硝；通过转筒分卤过滤器回收的卤水收集在卤水箱中，卤水在所述卤水箱中经过所述盘管的热交换、对卤水进行预加热，当卤水液位达到液位计设定液位的上限时，所述液位计控制所述潜污泵停止工作，当卤水液位低于所述液位计设定液位的下限时，所述液位计控制所述潜污泵启动工作；所述卤水箱设置在所述除盐除渣分卤仓正下方，由于重力作用卤水由所述转筒分卤过滤器除去水芒硝后落入所述卤水箱中收集，通过所述卤水箱中的盘管预加热，达到一定温度后，卤水在第一增压泵作用下，从所述卤水箱直接进入恒温吸附室内，卤水在所述恒温吸附室内经过变频加热器作用、对卤水进行加热，保证恒温吸附室的温度控制在恒温吸附作业要求范围内，所述恒温吸附室内的恒温卤水在增压泵动力牵引下完成恒温吸附提取锂铷作业；完成提取锂铷作业的卤水在三通控制下，进入所述盘管，通过盘管将余热交换给所述卤水箱中的卤水，余热交换后的卤水从盘管外排，完成采集提取锂铷作业。
本发明的有益效果是：
1、本发明提供的适于冬季采集锂铷的恒温吸附设备，其采用的除盐除渣分卤仓，解决了冬季气温地，盐湖卤水容易盐析水芒硝堵塞管路无法作业的问题。
2、本发明提供的适于冬季采集锂铷的恒温吸附设备，其采用的盘管回收余热预加热卤水，使得恒温吸附系统的温升效率高，节约能耗，提高了采集效率。
3、本发明提供的适于冬季采集锂铷的恒温吸附设备，其在采集的过程中，环保不污染环境，为一种绿色采集设备。
4、本发明提供的适于冬季采集锂铷的恒温吸附设备，其为撬装式设备，便于运输、组装，对场地要求简单，解决了生产场地与收集源距离远、运输成本高的问题。
附图说明
下面将结合具体实施例及附图对本发明做进一步详细说明：
图1为本发明的总流程示意图；
图2为本发明的结构示意图；
图3为转筒分卤过滤器结构图；
图中，1、采集源；2、潜污泵；3、卤水喷口；4、除盐除渣分卤仓；4.1、隔板；4.2、支撑杆；5、卤水箱；6、第一增压泵；7、恒温吸附室；8、三通；9、盘管；11、第二增压泵；12、冲洗喷射口；13、液位计；14、温度感应器；15、变频加热器；16、电机；17、传动皮带；18、传动轴；19、筒状滤网；20、筒状壳体；21、卤水出口；22、出渣口；23、连接板；24、撬装平台。
具体实施方式
下面结合附图1、附图2及附图3对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或者多个其它元件或其组合的存在或添加。
实施例1
如图2所示，一种适于冬季采集锂铷的恒温吸附设备，至少包括卤水收集系统、恒温吸附系统和加热系统，所述的卤水收集系统入口连通有采集源1，出口与恒温吸附系统连通；加热系统分别与所述卤水收集系统和恒温吸附系统连通；
所述的卤水收集系统包括潜污泵2、除盐除渣分卤仓4和卤水箱5；潜污泵2一端与采集源1连通；潜污泵2另一端与除盐除渣分卤仓4连通；卤水箱5设置在除盐除渣分卤仓4下方，且相互连通；
如图3所示，所述除盐除渣分卤仓4包括仓体、转筒分卤过滤器10和连接板23，所述的转筒分卤过滤器10设置在仓体内部上端，通过连接板23固定连接在仓体上；仓体一侧设置有卤水喷射口3、冲洗喷射口12和出渣口22，卤水喷射口3、冲洗喷射口12和出渣口22均与转筒分卤过滤器10连通，并位于转筒分卤过滤器10开口端。
本发明设置的除盐除渣分卤仓，解决了冬季卤水温度过低，卤水中盐析出硝的问题，这里的硝是十水硫酸钠，也叫水芒硝。出硝的时候，即可脱除卤水中的无用组分，同时能提高卤水中锂铷的浓度，提高恒温吸附系统的工作效率。其中，所述加热系统预加热所述卤水收集系统的卤水箱，使卤水箱中的卤水温度达到室温的温度。
实施例2
在实施例1的基础上，如图2所示，进一步，所述的恒温吸附系统包括：第一增压泵6、恒温吸附室7和三通8；卤水箱5通过第一增压泵6与恒温吸附室7连通；恒温吸附室7通过三通8分别与除盐除渣分卤仓4的冲洗喷射口12和加热系统的盘管9连通；所述的三通8通过第二增压泵11与冲洗喷射口12连通。恒温吸附室为现有技术，这里不做详细说明。
如图3所示，所述的转筒分卤过滤器10包括：筒状滤网19、筒状壳体20、基座和电机16，所述的筒状滤网19和筒状壳体20均为漏斗形，筒状滤网19对应设置在筒状壳体20内，筒状滤网19与筒状壳体20之间有一定间隙；筒状壳体20水平放置，开口端紧贴仓体，小头端固定连接有传动轴18；传动轴18穿过基座上的轴承座，通过传动皮带17与固定在基座一侧的电机16转动连接，基座固定在连接板23上，筒状壳体20通过连接板23固定在仓体上；筒状壳体20上设置有多个卤水出口21。
所述潜污泵2将采集源1中的卤水通过卤水喷射口3喷射入所述的转筒分卤过滤器10的转筒分卤过滤器转筒壳体20内侧的筒状滤网19上，电机16带动传动皮带17，传动皮带17带动传动轴18使转筒分卤过滤器转筒壳体20转动，冬季的含有水芒硝的卤水通过筒状滤网19截留，截留的水芒硝通过出渣口22外排、分离，过滤下的卤水通过转筒分卤过滤器转筒壳体卤水出口21收集到卤水箱5中；当筒状滤网19上出现水芒硝板结时，出渣口22有大量的卤水外泄，关闭潜污泵2，三通8使冲洗喷射口12与恒温吸附室7连接，恒温吸附作业后尾液在第二增压泵11作用下、通过冲洗喷射口12将热恒温吸附作业后尾液喷射到筒状滤网19上，溶解板结的水芒硝，当液位计13显示液位稳定后，关闭第二增压泵11、同时通过调控三通8恒温吸附室15与盘管9连通，开启潜污泵2正常恒温吸附作业。
优选的是，所述除盐除渣分卤仓4内所述转筒分卤过滤器10的转筒转速范围控制在每分钟20-1000转。
如图2所示，所述除盐除渣分卤仓4与卤水箱5为一体结构，通过倾斜设置的隔板4.1隔开，隔板4.1一端与仓体固定连接，另一端悬空，通过固定在仓体上支撑杆4.2支撑。隔板起到缓冲的作用。
所述加热系统包括：盘管9、温度感应器14和变频加热器15，所述盘管9设置在所述卤水收集系统的卤水箱5中，所述盘管9通过三通8与所述恒温吸附系统的恒温吸附室7连通，所述变频加热器15设置在恒温吸附室7内。
所述加热系统通过所述盘管9预加热卤水箱5中的卤水，回收吸附作业后的卤水尾液预热，为所述恒温吸附系统的恒温作业降低了能耗，提高了所述恒温吸附系统的恒温加热的效率，降低了采集成本。所述加热系统通过变频加热器15加热恒温吸附室7，使其保持恒温吸附作业温度。解决了恒温吸附系统温度不稳定和高能耗的问题；所述变频加热器15作为启动热源，使恒温吸附平台启动运行，恒温吸附平台运行时尾液排放的余热通过所述盘管9对卤水预加热，当所述温度感应器14反映的温度达到所述恒温吸附系统设置的温度上限时，所述温度感应器14控制所述变频加热器15关闭，当尾液提供给所述盘管9的热量不充足时，所述温度感应器`4反映的温度低于所述恒温吸附系统设置的温度下限时，所述温度感应器14控制所述变频加热器15启动，对所述恒温吸附系统的恒温吸附室7进行加热，即保证了所述恒温吸附系统的温度控制在一定的范围内，实现了对所述恒温系统的温度控制。
优选的是，所述的卤水箱5内设置有液位计13，所述的潜污泵2与所述除盐除渣分卤仓4通过卤水喷射口3连通。
本发明设置了潜污泵、除盐除渣分卤仓、转筒分卤过滤器、液位计、卤水箱、恒温吸附室、温度感应器、第一增压泵、三通、盘管、变频加热器、第二增压泵，解决了冬季卤水应用困难，能耗高，甚或不能正常作业等问题，以及恒温吸附系统卤水运行中余热回收的问题；
如图1和图2所示，本发明一种适于冬季采集锂铷的恒温吸附方法具体过程如下：潜污泵作为卤水采集的动力源，从采集源汲取卤水输入到除盐除渣分卤仓，通过转筒分卤过滤器离心分离除去卤水中的固体水芒硝；通过转筒分卤过滤器回收的卤水收集在卤水箱中，卤水在所述卤水箱中经过所述盘管的热交换、对卤水进行预加热，当卤水液位达到液位计设定液位的上限时，所述液位计控制所述潜污泵停止工作，当卤水液位低于所述液位计设定液位的下限时，所述液位计控制所述潜污泵启动工作；所述卤水箱设置在所述除盐除渣分卤仓正下方，由于重力作用卤水由所述转筒分卤过滤器除去水芒硝后落入所述卤水箱中收集，通过所述卤水箱中的盘管预加热，达到一定温度后，卤水在第一增压泵作用下，从所述卤水箱直接进入恒温吸附室内，卤水在所述恒温吸附室内经过变频加热器作用、对卤水进行加热，保证恒温吸附室的温度控制在恒温吸附作业要求范围内，所述恒温吸附室内的恒温卤水在增压泵动力牵引下完成恒温吸附提取锂铷作业；完成提取锂铷作业的卤水在三通控制下，进入所述盘管，通过盘管将余热交换给所述卤水箱中的卤水，余热交换后的卤水从盘管外排，完成采集提取锂铷作业。
所述盘管外排的卤水与作业当地的卤水在成分上的区别，就是被提取了锂铷元素，另外就是有一定的温差，对环境没有物质污染和影响。
实施例3
在实施例2的基础上，所述卤水箱、所述除盐除渣分卤仓、所述恒温吸附室的外衬保温材料，保温材料包括：聚乙烯、丙纶、聚苯乙烯、聚氨酯等高分子材料的发泡体。
优选的是，所述卤水收集系统与所述恒温吸附系统均固定在撬装平台24上。在撬装平台上运行维护，尽可能节省人工操作程序实现短程控制。以此来解决建厂问题、生产成本高、场地需固定、运输成本高以及需配置多人进行设备运行管理问题。
本发明适于冬季采集锂铷的恒温吸附另一种方法是：在所述卤水箱中注入清水，所述卤水箱中的清水在第一增压泵作用下流入所述恒温吸附室，开启所述变频加热器加热所述恒温吸附室，所述恒温吸附室中的吸附柱材质导热性良好，在加热所述恒温吸附室的同时，加热吸附柱中的清水，加热清水在三通控制下，通过述第二增压泵的作用下、经过所述冲洗喷射口流入除盐除渣分卤仓中，此时所述转筒分卤过滤器不工作，加热清水经过所述转筒分卤过滤器转筒壳体卤水出口进入所述卤水箱，清水在恒温吸附系统中循环，当卤水箱中的清水达到正常恒温吸附作业的温度上限时，开启潜污泵、转筒分卤过滤器，所述潜污泵将采集源中的卤水泵入工作状态的转筒分卤过滤器；工作状态的转筒分卤过滤器通过开启的电机，电机带动传动皮带、传动皮带作用传动轴带动转筒分卤过滤器转筒壳体工作，转动的筒分卤过滤器转筒壳通过筒状滤网分离水芒硝和卤水；分离出水芒硝的卤水收集在卤水箱中，经过预加热，在第一增压泵作业下通过恒温吸附室，吸附作业后的尾液通过三通控制流入所述卤水箱中的所述盘管进行热交换以达到加热所述卤水箱中的卤水的目的。
以上实施例没有具体描述的部分都属于本技术领域的公知部件和常用结构或常用手段，此处不再一一详细说明。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种适于冬季采集锂铷的恒温吸附设备，其特征是：至少包括卤水收集系统、恒温吸附系统和加热系统，所述的卤水收集系统入口连通有采集源（1），出口与恒温吸附系统连通；加热系统分别与所述卤水收集系统和恒温吸附系统连通；
所述的卤水收集系统包括潜污泵（2）、除盐除渣分卤仓（4）和卤水箱（5）；潜污泵（2）一端与采集源（1）连通；潜污泵（2）另一端与除盐除渣分卤仓（4）连通；卤水箱（5）设置在除盐除渣分卤仓（4）下方，且相互连通；
所述除盐除渣分卤仓（4）包括仓体、转筒分卤过滤器（10）和连接板（23），所述的转筒分卤过滤器（10）设置在仓体内部上端，通过连接板（23）固定连接在仓体上；仓体一侧设置有卤水喷射口（3）、冲洗喷射口（12）和出渣口（22），卤水喷射口（3）、冲洗喷射口（12）和出渣口（22）均与转筒分卤过滤器（10）连通，并位于转筒分卤过滤器（10）开口端。
2.根据权利要求1所述的一种适于冬季采集锂铷的恒温吸附设备，其特征是：所述的转筒分卤过滤器（10）包括：筒状滤网（19）、筒状壳体（20）、基座和电机（16），所述的筒状滤网（19）和筒状壳体（20）均为漏斗形，筒状滤网（19）对应设置在筒状壳体（20）内，筒状滤网（19）与筒状壳体（20）之间有一定间隙；筒状壳体（20）水平放置，开口端紧贴仓体，小头端固定连接有传动轴（18）；传动轴（18）穿过基座上的轴承座，通过传动皮带（17）与固定在基座一侧的电机（16）转动连接，基座固定在连接板（23）上，筒状壳体（20）通过连接板（23）固定在仓体上；筒状壳体（20）上设置有多个卤水出口（21）。
3.根据权利要求1所述的一种适于冬季采集锂铷的恒温吸附设备，其特征是：所述除盐除渣分卤仓（4）与卤水箱（5）为一体结构，通过倾斜设置的隔板（4.1）隔开，隔板（4.1）一端与仓体固定连接，另一端悬空，通过固定在仓体上支撑杆（4.2）支撑。
4.根据权利要求1所述的一种适于冬季采集锂铷的恒温吸附设备，其特征是：所述的恒温吸附系统包括：第一增压泵（6）、恒温吸附室（7）和三通（8）；卤水箱（5）通过第一增压泵（6）与恒温吸附室（7）连通；恒温吸附室（7）通过三通（8）分别与除盐除渣分卤仓（4）的冲洗喷射口（12）和加热系统的盘管（9）连通；所述的三通（8）通过第二增压泵（11）与冲洗喷射口（12）连通。
5.根据权利要求1所述的一种适于冬季采集锂铷的恒温吸附设备，其特征是：所述加热系统包括：盘管（9）、温度感应器（14）和变频加热器（15），所述盘管（9）设置在所述卤水收集系统的卤水箱（5）中，所述盘管（9）通过三通（8）与所述恒温吸附系统的恒温吸附室（7）连通，所述变频加热器（15）设置在恒温吸附室（7）内。
6.根据权利要求1所述的一种适于冬季采集锂铷的恒温吸附设备，其特征是：所述的卤水箱（5）内设置有液位计（13），所述的潜污泵（2）与所述除盐除渣分卤仓（4）通过卤水喷射口（3）连通。
7.一种适于冬季采集锂铷的恒温吸附方法，其特征是：该方法具体过程如下：潜污泵作为卤水采集的动力源，从采集源汲取卤水输入到除盐除渣分卤仓，通过转筒分卤过滤器离心分离除去卤水中的固体水芒硝；通过转筒分卤过滤器回收的卤水收集在卤水箱中，卤水在所述卤水箱中经过所述盘管的热交换、对卤水进行预加热，当卤水液位达到液位计设定液位的上限时，所述液位计控制所述潜污泵停止工作，当卤水液位低于所述液位计设定液位的下限时，所述液位计控制所述潜污泵启动工作；所述卤水箱设置在所述除盐除渣分卤仓正下方，由于重力作用卤水由所述转筒分卤过滤器除去水芒硝后落入所述卤水箱中收集，通过所述卤水箱中的盘管预加热，达到一定温度后，卤水在第一增压泵作用下，从所述卤水箱直接进入恒温吸附室内，卤水在所述恒温吸附室内经过变频加热器作用、对卤水进行加热，保证恒温吸附室的温度控制在恒温吸附作业要求范围内，所述恒温吸附室内的恒温卤水在增压泵动力牵引下完成恒温吸附提取锂铷作业；完成提取锂铷作业的卤水在三通控制下，进入所述盘管，通过盘管将余热交换给所述卤水箱中的卤水，余热交换后的卤水从盘管外排，完成采集提取锂铷作业。
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- 2020-11-11 CN CN202011253567.1A patent/CN112280994B/zh active Active
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