CN115364672A - 一种用于盐湖提锂的四通道电渗析装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于盐湖提锂的四通道电渗析装置，包括电渗析机构和四个除盐机构，所述电渗析机构包括底板，四个所述除盐机构的外侧均设置有渗析箱，所述渗析箱的底面与所述底板的顶面固定连接，四个所述渗析箱的内侧壁固定嵌入有离子交换膜。本发明通过滑动收纳壳，使滚动轮发生转动，波纹块随着滚动轮的转动而转动，圆弧块受到挤压向离子交换膜方向移动，使震动板对渗析箱的内壁进行击打，使渗析箱及离子交换膜的上附着的钙盐和镁盐脱离，脱离的钙盐和镁盐被收集在收纳壳的内部，使收纳壳向上滑动脱离卤水液面，对过滤网上的钙盐和镁盐进行回收处理，实现了对渗析箱析出钙盐和镁盐清理的效果，使四通道电渗析装置的渗析效率进一步提升。
Description
技术领域
本发明涉及喷涂面料技术领域，具体为一种用于盐湖提锂的四通道电渗析装置。
背景技术
随着新能源的快速发展，新能源电池中的锂元素需求量也越来越高，湖中锂元素的含量十分丰富，电渗析法是一种新兴的盐湖提锂技术，利用电场的作用，强行将离子向电极方向迁移，在离子迁移过程中，采用阳离子交换膜和阴离子交换膜，将盐湖卤水中其他元素去除，最后经过蒸发沉淀制备提升出纯度高的锂元素，电渗析法相较于其他传统的提锂技术，流程更加简便，生产成本更低，锂元素的回收率更高。
现有技术中，如中国专利CN110917882B的“一种用于盐湖提锂的四通道电渗析装置及盐湖提锂方法”，其中，四通道电渗析装置包括第一电渗析循环装置、第二电渗析循环装置、第三电渗析循环装置、第四电渗析循环装置、阳极液循环装置和阴极液循环装置，形成电渗析四通道；其中，盐湖提锂方法包括预处理、四通道电渗析、蒸发沉淀；此装置及方法采用特殊构造的四通道电渗析模块，减小占地面积，药剂投加与碳酸氢锂浓缩两个步骤合二为一，缩短整体盐湖提锂的工艺流程；节省加药成本；有效避免电渗析单元的浓缩液侧硫酸盐结垢问题；蒸发沉淀制备碳酸锂的过程操作简便。
但现有技术中，在电渗析提锂元素过程中，反离子（电荷与离子交换膜内交换集团相反的离子）在卤水内的迁移速度比在提炼液里大，提炼液离子交换膜界面上的离子浓度低于卤水浓度而形成浓度差，迁移的离子不足以补充交换膜界面上的离子缺额，使离子交换膜界面上的水分子解离，由解离出的H-和OH+来承担离子缺额，使溶液中的PH值发生改变，原本处于未饱和状态的卤水中的钙盐和镁盐，由于卤水PH值变化而析出，使沉淀的钙盐和镁盐沉积在电渗析装置的底壁和侧壁，严重时会附着在阳离子交换膜和阴离子交换膜上，对离子交换膜产生阻碍，影响提锂效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于盐湖提锂的四通道电渗析装置，以解决上述背景技术提出的在电渗析提锂元素过程中，反离子（电荷与离子交换膜内交换集团相反的离子）在卤水内的迁移速度比在提炼液里大，提炼液离子交换膜界面上的离子浓度低于卤水浓度而形成浓度差，迁移的离子不足以补充交换膜界面上的离子缺额，使交换膜界面上的水分子解离，由解离出的H-和OH+来承担离子缺额，使溶液中的pH值发生改变，原本处于未饱和状态的卤水中的钙盐和镁盐，由于卤水PH值变化而析出，使沉淀的钙盐和镁盐沉积在电渗析装置的底壁和侧壁，严重时会附着在阳离子交换膜和阴离子交换膜上，对离子交换膜产生阻碍，影响提锂效率的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于盐湖提锂的四通道电渗析装置，包括电渗析机构和四个除盐机构，所述电渗析机构包括底板，四个所述除盐机构的外侧均设置有渗析箱，所述渗析箱的底面与所述底板的顶面固定连接，四个所述渗析箱的内侧壁固定嵌入有离子交换膜；
所述除盐机构包括收纳壳，所述收纳壳的内部设置有震动组件，所述震动组件包括两个滚动轮，所述滚动轮的两侧均设置有转动座，两个转动座之间转动连接有第一转动轴，所述第一转动轴与所述滚动轮之间固定连接，所述滚动轮的外侧壁开设有环槽环槽，所述环槽的内部固定连接有波纹块，所述环槽的内部滑动连接圆弧块，所述圆弧块的侧面固定连接有震动杆，所述震动杆的一端贯穿所述渗析箱的侧壁并固定连接有震动板，所述渗析箱的内壁与所述圆弧块之间固定连接有弹簧，所述渗析箱的两端的内侧壁均开设有第一滑槽，所述滚动轮与所述第一滑槽之间滚动连接，所述收纳壳的底端固定连接有过滤网。
优选的，所述收纳壳背离所述震动组件一端设置有驱动组件，所述驱动组件包括固定板，所述固定板与所述收纳壳内壁之间固定连接，所述固定板的顶面固定连接有电机，所述电机的输出端固定连接有第一锥形齿轮。
优选的，所述第一锥形齿轮的两侧均啮合有第二锥形齿轮，两个所述第二锥形齿轮相背离一侧均固定连接有连接轴，两个所述连接轴的一端贯穿所述渗析箱的内壁并固定连接有定位轮，所述渗析箱两端的内侧壁均开设有第二滑槽，所述定位轮与所述第二滑槽之间滑动连接。
优选的，两个所述第二滑槽的内侧壁均固定连接有定位板，所述定位板与所述定位轮之间相互啮合，所述固定板的顶面位于所述电机的外侧位置固定连接有密封壳，所述第一锥形齿轮的侧面转动连接有第二转动轴，所述第二转动轴的一侧与收纳壳的内侧壁之间固定连接。
优选的，所述收纳壳的顶端设置有活动盖组件，所述活动盖组件包括顶盖框，所述顶盖框与所述收纳壳之间固定连接，所述顶盖框的内部设置有转动板，所述转动板的两个侧面均固定连接有转动柱。
优选的，所述转动板通过所述转动柱与所述顶盖框之间转动连接，所述转动板的两端的外侧壁中心位置处均固定连接有限位柱，所述顶盖框的两个内侧壁位于所述限位柱位置处均开设有限位槽，所述限位柱在所述限位槽内部滑动连接。
优选的，所述渗析箱的外侧壁固定连接有两个接线柱，所述底板的底面四个拐角位置处均固定连接有万向轮，所述底板的顶面位于四个所述渗析箱的外侧均固定连接有蓄电池。
优选的，所述弹簧的外表面涂抹有防锈剂，所述震动板的侧壁固定连接有橡胶板。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明中，通过滑动收纳壳，使滚动轮发生转动，波纹块随着滚动轮的转动而转动，波纹块最高点与圆弧块接触，圆弧块受到挤压向离子交换膜方向移动，使震动板对渗析箱的内壁进行击打，使渗析箱及离子交换膜的上附着的钙盐和镁盐脱离，脱离的钙盐和镁盐被收集在收纳壳的内部，使收纳壳向上滑动脱离卤水液面，将过滤网内部的卤水过滤之后，再对过滤网上的钙盐和镁盐进行回收处理，实现了对渗析箱析出钙盐和镁盐清理的效果，解决了持续进行电渗析的反离子析出沉积影响离子交换膜的渗析的问题，使四通道电渗析装置的渗析效率进一步提升。
2、本发明中，通过电机的输出端带动第一锥形齿轮转动，第一锥形齿轮带动两个第二锥形齿轮转动，使两个第二锥形齿轮带动两个定位轮转动，两个定位轮转动并与不同侧面上定位板啮合，使两个定位轮分别在两个定位板表面上升，使定位轮带动收纳壳上升，实现了除盐机构的上下移动的效果，除盐机构没进行一次上下移动即可对渗析箱内析出的盐进行一次清理，通过电机可以对渗析箱内盐进行多次清理，提升了离子交换膜的通透性。
3、本发明中，当收纳壳向上升时，卤水在转动板的表面流速向下，使转动板被卤水的水流带动向下移动，使多个转动板均处于竖直开启状态，当收纳壳下降时，卤水在转动板的表面流速向上，使转动板被卤水的水流带动向上移动，使多个转动板均处于水平闭合状态，在上升的过程中，活动盖组件处于开启状态，使盐可以进入到收纳壳内部，在收纳壳下降过程中，转动板对收纳壳进行封闭，避免了过滤网表面未清理的盐再次从活动盖组件进入卤水中造成离子交换膜再次堵塞的问题。
附图说明
图1为本发明一种用于盐湖提锂的四通道电渗析装置的整体结构示意图；
图2为本发明一种用于盐湖提锂的四通道电渗析装置的除盐机构结构示意图；
图3为本发明一种用于盐湖提锂的四通道电渗析装置的除盐机构内部结构示意图；
图4为本发明一种用于盐湖提锂的四通道电渗析装置的驱动组件结构示意图；
图5为本发明一种用于盐湖提锂的四通道电渗析装置的驱动组件内部结构示意图；
图6为本发明一种用于盐湖提锂的四通道电渗析装置的活动盖组件结构示意图；
图7为本发明一种用于盐湖提锂的四通道电渗析装置的震动组件结构示意图。
图中：
1、电渗析机构；11、底板；12、蓄电池；13、渗析箱；14、接线柱；15、离子交换膜；16、万向轮；2、除盐机构；21、过滤网；22、收纳壳；23、震动组件；230、第一滑槽；231、滚动轮；232、转动座；233、环槽；234、震动杆；235、震动板；236、圆弧块；237、弹簧；238、波纹块；239、第一转动轴；24、驱动组件；240、第二滑槽；241、固定板；242、密封壳；243、第一锥形齿轮；244、第二锥形齿轮；245、第二转动轴；246、连接轴；247、定位轮；248、电机；249、定位板；25、活动盖组件；251、顶盖框；252、转动板；253、转动柱；254、限位柱；255、限位槽。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施条例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照图1-7所示：一种用于盐湖提锂的四通道电渗析装置，包括电渗析机构1和四个除盐机构2，电渗析机构1包括底板11，四个除盐机构2的外侧均设置有渗析箱13，渗析箱13的底面与底板11的顶面固定连接，四个渗析箱13的内侧壁固定嵌入有离子交换膜15，四个渗析箱13为电渗析四个通道的反应容器，四个渗析箱13依次排序，分别将卤水经过阳离子渗析，溶液提纯，阴离子渗析，溶液提纯，得到含有锂化物的目标溶液，经过后续蒸发沉淀处理，即可得到碳酸锂等固体锂的化合物，使用时，将盐湖卤水倒入至第一个电渗析通道的渗析箱13内部，将蓄电池12的正负极与渗析箱13外部的两个接线柱14连接后，将离子交换膜15即可将卤水中的阳离子进行渗析处理，以到达提纯锂元素的目的，随之渗析处理的持续进行的，卤水中会不断有钙盐和镁盐析出沉淀，附着在渗析箱13的内壁和离子交换膜15的表面；
除盐机构2包括收纳壳22，收纳壳22的内部设置有震动组件23，震动组件23包括两个滚动轮231，滚动轮231的两侧均设置有转动座232，两个转动座232之间转动连接有第一转动轴239，第一转动轴239与滚动轮231之间固定连接，滚动轮231的外侧壁开设有环槽233，环槽233的内部固定连接有波纹块238，环槽233的内部滑动连接圆弧块236，圆弧块236的侧面固定连接有震动杆234，震动杆234的一端贯穿渗析箱13的侧壁并固定连接有震动板235，渗析箱13的内壁与圆弧块236之间固定连接有弹簧237，渗析箱13的两端的内侧壁均开设有第一滑槽230，滚动轮231与第一滑槽230之间滚动连接，收纳壳22的底端固定连接有过滤网21，当渗析箱13内部的盐析出时，将收纳壳22向上移动，收纳壳22两侧的两个滚动轮231在两个第一滑槽230内部滚动，收纳壳22上下滑动时，滚动轮231发生转动，波纹块238为波浪形环形块，波纹块238随着滚动轮231的转动而转动，环槽233的内部有圆弧块236在滑动，由于圆弧块236与渗析箱13的内壁之间固定弹簧237，弹簧237对圆弧块236的弹力使圆弧块236始终保持与波纹块238之间紧密接触，当波纹块238转动至最高点与圆弧块236接触时，圆弧块236受到波纹块238挤压向离子交换膜15方向移动，使圆弧块236带动震动杆234移动，使震动杆234带动震动板235靠近渗析箱13的内壁并对渗析箱13的内壁进行击打，使渗析箱13及离子交换膜15的上附着的钙盐和镁盐脱离，并且当收纳壳22持续向上移动的过程中，脱离的钙盐和镁盐被收集在收纳壳22的内部，过滤网21的内部密布有多个过滤孔，使卤水和溶液等液体能通过过滤网21，钙盐和镁盐等固体停留在过滤网21顶面，使收纳壳22向上滑动脱离卤水液面，将过滤网21内部的卤水过滤之后，再对过滤网21上的钙盐和镁盐进行回收处理，清理完成之后，将收纳壳22向下滑动至渗析箱13的底壁，当下一次卤水中有盐析出时，在滑动收纳壳22对盐进行处理。
如图3、图4和图5所示，收纳壳22背离震动组件23一端设置有驱动组件24，驱动组件24包括固定板241，固定板241与收纳壳22内壁之间固定连接，固定板241的顶面固定连接有电机248，电机248的输出端固定连接有第一锥形齿轮243。第一锥形齿轮243的两侧均啮合有第二锥形齿轮244，两个第二锥形齿轮244相背离一侧均固定连接有连接轴246，两个连接轴246的一端贯穿渗析箱13的内壁并固定连接有定位轮247，渗析箱13两端的内侧壁均开设有第二滑槽240，定位轮247与所述第二滑槽240之间滑动连接。两个第二滑槽240的内侧壁均固定连接有定位板249，定位板249与定位轮247之间相互啮合，固定板241的顶面位于电机248的外侧位置固定连接有密封壳242，第一锥形齿轮243的侧面转动连接有第二转动轴245，第二转动轴245的一侧与收纳壳22的内侧壁之间固定连接，当收纳壳22需要在渗析箱13内部上升或下降时，启动电机248，电机248的外部固定有密封壳242，避免卤水进入电机248的内部造成电机248的损坏，电机248的输出端带动第一锥形齿轮243转动，第一锥形齿轮243带动两个第二锥形齿轮244转动，两个第二锥形齿轮244的转动方向相反，转动速度相等，在两个第二滑槽240内部两个不同的内部分别安装定位板249，使两个反向转动的第二锥形齿轮244带动两个定位轮247转动，两个定位轮247转动并与不同侧面上定位板249啮合，使两个定位轮247分别在两个定位板249表面上升，使定位轮247带动收纳壳22上升，实现了除盐机构2的上下移动的效果，便于后续的除盐清理。
如图3和图6所示，收纳壳22的顶端设置有活动盖组件25，活动盖组件25包括顶盖框251，顶盖框251与收纳壳22之间固定连接，顶盖框251的内部设置有转动板252，转动板252的两个侧面均固定连接有转动柱253。转动板252通过转动柱253与顶盖框251之间转动连接，转动板252的两端的外侧壁中心位置处均固定连接有限位柱254，顶盖框251的两个内侧壁位于限位柱254位置处均开设有限位槽255，限位柱254在限位槽255内部滑动连接，收纳壳22的顶端固定连接活动盖组件25，当收纳壳22向上升时，卤水在转动板252的表面流速向下，使转动板252被卤水的水流带动向下移动，使转动板252向下转动，使多个转动板252均处于竖直状态，使收纳壳22在上升的过程中卤水中的盐能够通过活动盖组件25进入到收纳壳22内部，当收纳壳22下降时，卤水在转动板252的表面流速向上，使转动板252被卤水的水流带动向上移动，使转动板252向上转动，使多个转动板252均处于水平状态，并对收纳壳22进行密封，避免了过滤网21表面盐未清理而放置渗析箱13内部，盐再次从活动盖组件25通过进入卤水中的问题。
如图1和图7所示，渗析箱13的外侧壁固定连接有两个接线柱14，底板11的底面四个拐角位置处均固定连接有万向轮16，底板11的顶面位于四个渗析箱13的外侧均固定连接有蓄电池12。弹簧237的外表面涂抹有防锈剂，震动板235的侧壁固定连接有橡胶板，四个渗析箱13均对应一个通道的电渗析过程，当渗析箱13进行电渗析时，将渗析箱13的两侧通过接线柱14与蓄电池12连通，以便于进行电渗析过程。
本装置的使用方法及工作原理：将四个渗析箱13与四个蓄电池12接通，将盐湖中卤水倒入第一电渗析通道的渗析箱13中，通过电流后离子交换膜15对卤水中目标离子进行渗析，当卤水中有盐析出时，启动电机248，电机248带动第一锥形齿轮243转动，第一锥形齿轮243带动两个第二锥形齿轮244转动，第二锥形齿轮244带动定位轮247转动，定位轮247与定位板249啮合，使定位轮247带动收纳壳22上下移动，使滚动轮231转动，当波纹块238转动至最高点与圆弧块236接触时，圆弧块236挤压并带动震动杆234移动，震动杆234带动震动板235移动，震动板235左右移动并对渗析箱13侧壁进行击打，使渗析箱13及离子交换膜15的上附着的钙盐和镁盐脱离，钙盐和镁盐掉落在收纳壳22内部，将收纳壳22至卤水液面上方，停止电机248并对过滤网21上盐进行清理，清理结束后启动电机248反向转动，使除盐机构2进入卤水内部，以便于下一次盐类析出时进行清理。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种用于盐湖提锂的四通道电渗析装置，包括电渗析机构（1）和四个除盐机构（2），其特征在于：所述电渗析机构（1）包括底板（11），四个所述除盐机构（2）的外侧均设置有渗析箱（13），所述渗析箱（13）的底面与所述底板（11）的顶面固定连接，四个所述渗析箱（13）的内侧壁固定嵌入有离子交换膜（15）；
所述除盐机构（2）包括收纳壳（22），所述收纳壳（22）的内部设置有震动组件（23），所述震动组件（23）包括两个滚动轮（231），所述滚动轮（231）的两侧均设置有转动座（232），两个转动座（232）之间转动连接有第一转动轴（239），所述第一转动轴（239）与所述滚动轮（231）之间固定连接，所述滚动轮（231）的外侧壁开设有环槽（233），所述环槽（233）的内部固定连接有波纹块（238），所述环槽（233）的内部滑动连接圆弧块（236），所述圆弧块（236）的侧面固定连接有震动杆（234），所述震动杆（234）的一端贯穿所述渗析箱（13）的侧壁并固定连接有震动板（235），所述渗析箱（13）的内壁与所述圆弧块（236）之间固定连接有弹簧（237），所述渗析箱（13）的两端的内侧壁均开设有第一滑槽（230），所述滚动轮（231）与所述第一滑槽（230）之间滚动连接，所述收纳壳（22）的底端固定连接有过滤网（21）。
2.根据权利要求1所述的一种用于盐湖提锂的四通道电渗析装置，其特征在于：所述收纳壳（22）背离所述震动组件（23）的一端设置有驱动组件（24），所述驱动组件（24）包括固定板（241），所述固定板（241）与所述收纳壳（22）的内壁之间固定连接，所述固定板（241）的顶面固定连接有电机（248），所述电机（248）的输出端固定连接有第一锥形齿轮（243）。
3.根据权利要求2所述的一种用于盐湖提锂的四通道电渗析装置，其特征在于：所述第一锥形齿轮（243）的两侧均啮合有第二锥形齿轮（244），两个所述第二锥形齿轮（244）相背离的一侧均固定连接有连接轴（246），两个所述连接轴（246）的一端贯穿所述渗析箱（13）的内壁并固定连接有定位轮（247），所述渗析箱（13）两端的内侧壁均开设有第二滑槽（240），所述定位轮（247）与所述第二滑槽（240）之间滑动连接。
4.根据权利要求3所述的一种用于盐湖提锂的四通道电渗析装置，其特征在于：两个所述第二滑槽（240）的内侧壁均固定连接有定位板（249），所述定位板（249）与所述定位轮（247）之间相互啮合，所述固定板（241）的顶面位于所述电机（248）的外侧位置固定连接有密封壳（242），所述第一锥形齿轮（243）的侧面转动连接有第二转动轴（245），所述第二转动轴（245）的一侧与收纳壳（22）的内侧壁之间固定连接。
5.根据权利要求1所述的一种用于盐湖提锂的四通道电渗析装置，其特征在于：所述收纳壳（22）的顶端设置有活动盖组件（25），所述活动盖组件（25）包括顶盖框（251），所述顶盖框（251）与所述收纳壳（22）之间固定连接，所述顶盖框（251）的内部设置有转动板（252），所述转动板（252）的两个侧面均固定连接有转动柱（253）。
6.根据权利要求5所述的一种用于盐湖提锂的四通道电渗析装置，其特征在于：所述转动板（252）通过所述转动柱（253）与所述顶盖框（251）之间转动连接，所述转动板（252）的两端的外侧壁中心位置处均固定连接有限位柱（254），所述顶盖框（251）的两个内侧壁位于所述限位柱（254）位置处均开设有限位槽（255），所述限位柱（254）在所述限位槽（255）内部滑动连接。
7.根据权利要求1所述的一种用于盐湖提锂的四通道电渗析装置，其特征在于：所述渗析箱（13）的外侧壁固定连接有两个接线柱（14），所述底板（11）的底面四个拐角位置处均固定连接有万向轮（16），所述底板（11）的顶面位于四个所述渗析箱（13）的外侧均固定连接有蓄电池（12）。
8.根据权利要求1所述的一种用于盐湖提锂的四通道电渗析装置，其特征在于：所述弹簧（237）的外表面涂抹有防锈剂，所述震动板（235）的侧壁固定连接有橡胶板。
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