CN116411167A - 一种提锂装置和提锂方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种提锂装置和提锂方法。该提锂装置包括机架和传动网带，传动网带具有透水孔，传动网带用于承载吸附剂；机架沿传动网带前进方向上依次设置有吸附区和脱附区，吸附区的传动网带上方设有卤水喷淋装置，脱附区的传动网带上方设有解吸液喷淋装置，脱附区的传动网带下方设有锂提取液收集装置；吸附区的传动网带在竖直方向上折叠成多层结构，吸附区的传动网带的输入端远离卤水喷淋装置，吸附区的传动网带的输出端靠近卤水喷淋装置；和/或脱附区的传动网带在竖直方向上折叠成多层结构，脱附区的传动网带的输入端远离解吸液喷淋装置，脱附区的传动网带的输出端靠近解吸液喷淋装置。该装置通过分层反应大大提高吸附剂的利用率和锂的提取率。
Description
技术领域
本申请涉及盐水(含卤水)或海水提锂工艺的技术领域，具体涉及一种提锂装置和提锂方法。
背景技术
锂在电子、冶金、化工、医药等领域有着重要应用。自然界中锂主要存在于锂矿石和盐湖卤水、海水和地热水中，其中，盐湖卤水的锂含量最高，占世界锂储量的66％和锂储量基础的80％以上。
现有的卤水提锂方法包括沉淀法、煅烧浸出法、溶剂萃取法、膜分离法、吸附法等，其中，吸附法具有工艺简单、环境友好等特点。然而现有的吸附法存在生产设备多、工艺复杂、吸附剂的利用率低、生产成本高以及锂的提取率低的问题，降低了资源的利用率，不利于新能源产业的发展。
发明内容
为解决上述问题，本申请提供了一种提锂装置，该提锂装置通过分层反应大大提高了吸附剂的利用率，从而提升锂的提取率，并且该装置设备简单、自动化程度高，生产成本低，有利于其在卤水提锂中的应用。
本申请第一方面提供了一种提锂装置，所述提锂装置包括机架和安装在所述机架上的传动网带，所述传动网带具有透水孔，所述传动网带用于承载吸附剂；所述机架在沿所述传动网带前进方向上依次设置有吸附区和脱附区，所述吸附区的传动网带上方设有卤水喷淋装置，所述脱附区的传动网带上方设有解吸液喷淋装置，所述脱附区的传动网带下方设有锂提取液收集装置；
所述吸附区的传动网带在竖直方向上折叠成多层结构，所述吸附区的传动网带的输入端远离所述卤水喷淋装置，所述吸附区的传动网带的输出端靠近所述卤水喷淋装置；
和/或所述脱附区的传动网带在竖直方向上折叠成多层结构，所述脱附区的传动网带的输入端远离所述解吸液喷淋装置，所述脱附区的传动网带的输出端靠近所述解吸液喷淋装置。
可选地，所述吸附区中，所述多层结构的层数为2～8层。
可选地，所述脱附区中，所述多层结构的层数为2～8层。
可选地，所述传动网带的内部具有能使液体弯折流动的折流机构，所述吸附剂填充在所述传动网带内部。
可选地，所述提锂装置还包括可拆卸固定于所述传动网带表面的可透水滤网。
可选地，所述卤水喷淋装置设有喷嘴，所述喷嘴包括散水式喷嘴和射流式喷嘴。
可选地，所述解吸液喷淋装置设有喷嘴，所述喷嘴包括散水式喷嘴和射流式喷嘴。
可选地，所述吸附区的传动网带下方设有卤水收集装置。
可选地，所述机架在沿所述传动网带前进方向上还设有淋洗区，所述淋洗区位于所述吸附区和所述脱附区之间，所述淋洗区的传动网带上方设有清洗液喷淋装置。
可选地，所述淋洗区的传动网带下方设有清洗液收集装置。
可选地，所述机架还设有再生区，所述再生区中传动网带的输入端与所述脱附区中传动网带的输出端相对应，所述再生区中传动网带的输出端与所述吸附区中传动网带的输入端相对应，所述再生区的传动网带上方设有再生液喷淋装置。
可选地，所述再生区的传动网带下方设有再生液收集装置。
本申请第一方面提供的提锂装置通过分层反应可以有效提高吸附剂的吸附和/或解吸效率，缩短提锂时间，并且该装置的组成简单，占地面积小，自动化程度高，有利于广泛应用。
本申请第二方面提供了一种提锂方法，所述方法采用如第一方面所述的提锂装置，该方法包括：使所述传动网带运动，所述吸附剂在所述吸附区与卤水接触得到含锂吸附剂，所述含锂吸附剂在所述脱附区与解吸液接触，得到锂提取液。
可选的，每克所述吸附剂每小时吸附锂离子的质量大于或等于9mg。
可选的，每克所述含锂吸附剂每小时解吸锂离子的质量大于或等于9mg。
可选的，所述吸附剂包括锰系锂离子筛和钛系锂离子筛中的一种或多种。
可选的，所述吸附剂的平均粒径为200μm～1mm。
可选的，所述解吸液包括无机酸溶液。
可选的，所述解吸液还包括高铁酸钾。
可选的，所述解吸液还包括次氯酸盐。
可选的，所述解吸液包括次氯酸盐、高铁酸钾和无机酸；所述次氯酸盐的浓度为1g/L～10g/L，所述高铁酸钾的浓度为1g/L～10g/L；所述无机酸的浓度为 3g/L～20g/L。
附图说明
图1为本申请一实施例提供的提锂装置的结构示意图；
图2为本申请一实施例提供的提锂装置的结构示意图；
图3为本申请一实施例提供的提锂装置的结构示意图；
图4为本申请一实施例提供的提锂装置的结构示意图；
图5为本申请一实施例提供的提锂装置的结构示意图；
图6为本申请一实施例提供的提锂装置的结构示意图；
图7为本申请一实施例提供的提锂装置的结构示意图；
图8为本申请一实施方式提供的提锂装置的局部结构示意图；
图9为本申请一实施例提供的传动网带结构示意图；
图10为本申请对比例1提供的传动网带结构示意图。
图中，传动网带1、可透水滤网11、折流机构12、机架2、吸附区21、卤水喷淋装置211、卤水收集装置212、脱附区22、解吸液喷淋装置221、锂提取液收集装置222、淋洗区23、清洗液喷淋装置231、清洗液收集装置232、再生区24、再生液喷淋装置241、再生液收集装置242。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
目前，现有的吸附法提取锂的工艺为保证吸附剂与卤水充分接触，基本采用柱分离法或搅拌法，柱分离法是将卤水通入充填有吸附剂的吸附柱中、再对吸附柱进行冲洗和脱附处理，搅拌法是将卤水与吸附剂一同搅拌、再将吸附剂过滤、对吸附剂进行冲洗和脱附。以上方法所需要的设备多、工艺复杂、生产成本较高，并且吸附剂的利用率低，对卤水中锂的提取液较为有限，资源消耗过大，不利于产业化发展。因此本申请提供了一种提锂装置，该提锂装置通过将传动网带设计为多层结构使吸附剂能够重复利用，从而提高吸附剂的利用率和锂的提取率，大大降低了产品的成本，有利于提锂工艺的产业化发展。
请参阅图1，图1为本申请一实施例提供的提锂装置的结构示意图，本申请的提锂装置包括机架2和安装在机架2上的传动网带1，传动网带用于承载吸附剂。机架2包括吸附区21和脱附区22，吸附区21的传动网带上方设有卤水喷淋装置211，卤水由卤水喷淋装置211流出并喷淋至吸附区21的传动网带时，卤水与传动网带中的吸附剂接触，吸附剂在吸附区21吸附卤水中的锂离子得到吸附有锂离子的吸附剂，即含锂吸附剂，含锂吸附剂随着传动网带的运动到达脱附区22；脱附区22的传动网带上方设有解吸液喷淋装置221，脱附区22的传动网带下方设有锂提取液收集装置222，解吸液由解吸液喷淋装置流出并喷淋至脱附区的传动网带时，解吸液与传动网带中的含锂吸附剂接触，含锂吸附剂中的锂离子在解吸液作用下脱出，得到锂提取液，传动网带1开设有多个透水孔，锂提取液可由传动网带1的透水孔向下流动，并进入传动网带下的锂提取液收集装置222，从而完成卤水提锂的工序。
本申请一些实施方式中，吸附区21的传动网带下方还设有卤水收集装置212，卤水收集装置用于收容吸附区中传动网带流出的吸附后液，收集得到的吸附后液可以返回卤水收集装置进行二次提取，也可以进行其他物质的回收，以提高资源的利用率。本申请一些实施方式中，脱附区中传动网带的输出端与吸附区中传动网带的输入端相对应，含锂吸附剂在脱附区中脱去锂离子后又可重新吸附锂离子，即还原为吸附剂，还原后的吸附剂可以随着传动网带的运动移动到提锂装置的吸附区，从而实现循环使用。
本申请为提高吸附剂的利用率，使吸附剂能够充分地吸附卤水中的锂离子或使解吸液能够充分洗脱含锂吸附剂中的锂离子，提锂装置中的传动网带采用特殊的多层结构。在一些实施方式中，吸附区的传动网带在竖直方向上折叠成多层结构，请参阅图2，图2为本申请一实施例提供的提锂装置的结构示意图，图2中，吸附区21的传动网带在竖直方向上折叠成多层结构，吸附区21中的传动网带包括相对的输入端和输出端，吸附区21中传动网带的输入端远离卤水喷淋装置211，吸附区21中传动网带的输出端靠近卤水喷淋装置211，传动网带折叠的层数为3层，即多层结构为3层。将吸附区中传动网带的三层结构自下而上分别命名为第一吸附层、第二吸附层和第三吸附层，第一吸附层的输入端即为传动网带在吸附区21的输入端，第一吸附层的输出端对应第二吸附层的输入端，第二吸附层的输出端对应第三吸附层的输入端，第三吸附层的输出端为传动网带在吸附区21的输出端。在提锂装置的运作过程中，传动网带在吸附区逐层向上运动，卤水由卤水喷淋装置211流出，并向下流动，从而实现逆流分级的吸附，大大提高对卤水中锂的提取率。为便于解释本发明的原理，下文会分别以卤水和吸附剂两个角度进行说明，需要注意的是，下文的解释是以图2 中提锂装置的结构来说明，但以下说明并不具体限定吸附区中的传动网带多层结构的层数，吸附区中传动网带折叠的层数只要大于或等于2层即可实现本申请的技术效果，对于形成不同层数的多层结构的传动网带，下文中的第一吸附层可以理解为吸附区中最远离卤水喷淋装置的传动网带，第三吸附层可以理解为吸附区中最靠近卤水喷淋装置的传动网带。
对于吸附剂来说，第一吸附层的输入端为吸附区中传动网带的输入端，第三吸附层的输出端为吸附区中传动网带的输出端，可以理解为，第一吸附层中吸附剂吸附的锂离子最少，第三吸附层中吸附剂吸附的锂离子最多，故第一吸附层中的吸附剂对锂离子的吸附能力最强、吸附容量最高，第二吸附层中的吸附剂吸附能力和吸附容量小于第一吸附层的吸附剂，第三吸附层中的吸附剂吸附能力和吸附容量小于第二吸附层的吸附剂。由于第一吸附层至第三吸附层中吸附剂的吸附容量逐渐降低，第一吸附层至第三吸附层的吸附剂对相同浓度的卤水吸附效率会越来越差，因此要保持较高的吸附效率，就要提高卤水的浓度。
对于卤水来说，卤水最先流到吸附区中最靠近卤水喷淋装置的传动网带，即第三吸附层，第三吸附层中的吸附剂吸附卤水中的锂离子，使卤水中锂离子的浓度降低，第三吸附层中的卤水在重力的作用下向下流动，并由传动网带的透水孔流出，再流到第二吸附层，卤水经第二吸附层的吸附剂吸附后锂离子的浓度再次降低，卤水再流到第一吸附层进行吸附，卤水在第一吸附层完成吸附后，卤水中的锂已能够较大程度地提取出，剩余的吸附后液则由第一吸附层流出并流入卤水收集装置中。可以理解的，在提锂过程中，第三吸附层中卤水的浓度大于第二吸附层中卤水的浓度大于第一吸附层中卤水的浓度。
在提锂装置的运作过程中，第一吸附层中的吸附剂吸收能力最强，第一吸附层中的吸附剂所吸收的卤水是经过前两个吸附层吸附后的卤水，卤水中锂离子的浓度较低，故吸附剂能够充分的提取出卤水中的锂离子，大大降低吸附后液中锂离子的浓度；第一吸附层中的吸附剂会随着传动网带的运动移动至第二吸附层，第二吸附层中卤水的浓度较第一吸附层更高，故吸附剂可以继续吸附锂离子，第二吸附层的吸附剂吸附卤水中的锂离子后随传动网带继续运动至第三吸附层并对第三吸附层的卤水进行吸附，第三吸附层的吸附剂吸附完成后即随着传动网带运动离开吸附区。
由此可以看出，本申请的提锂装置通过将吸附区的传动网带设置为多层结构，可以实现吸附剂的多次吸附，从而大大提高吸附剂的利用率，使吸附剂尽可能多的吸附出卤水中的锂离子，从而提高对卤水中锂的提取率。
本申请一些实施方式中，吸附区中传动网带的多层结构的层数为2层～8层。吸附区中，多层结构的层数具体可以但不限于为2层、3层、4层、5层、6层、 7层或8层。吸附区中传动网带层数为2层的结构示意图如图1所示，吸附区中传动网带层数为3层的结构示意图如图2、图4、图5、图6和图7所示。控制吸附区中传动网带的层数在上述范围时，吸附区中的吸附剂吸附锂离子的效率高，且设备可以高效地运转，设备制作的成本也较低。本申请一些实施方式中，吸附区中，多层网带的层数为3层～6层。需要注意的是，本申请中，吸附区中的传动网带指的是位于卤水喷淋装置和卤水收集装置之间的传动网带，由于传动网带是一体化的循环结构，为清楚的表示提锂装置的结构，本申请的附图在机架下方区域也绘制了传动网带，该区域的传动网带仅表示传动网带为整体结构，可进行往复运动，但该区域并非提锂装置的工作区，即该区域的传动网带并不计入多层结构。
本申请一些实施方式中，吸附区中多层网带的层间距为0.05m～0.3m。控制多层网带的层间距在0.05m～0.3m时，卤水在层间的流速适中，有利于卤水均匀地渗入吸附剂中，并且设备也可以高效地运转。
本申请实施方式中，吸附剂在吸附区吸附锂离子后得到含锂吸附剂，含锂吸附剂随着传动网带进入脱附区，解吸液与含锂吸附剂接触使含锂吸附剂中的锂离子脱出，锂离子进入到解吸液中，得到锂提取液，锂提取液通过传动网带的透水孔流入锂提取液收集装置中。为提高含锂吸附剂在脱附区的解吸效率，本申请一些实施方式中，脱附区中的传动网带在竖直方向上折叠成多层结构。请参阅图3，图3为本申请一实施例提供的提锂装置的结构示意图，图3中，脱附区22的传动网带在竖直方向上折叠成多层结构，脱附区22的传动网带包括相对的输入端和输出端，脱附区中传动网带的输入端远离解吸液喷淋装置221，脱附区中传动网带的输出端靠近解吸液喷淋装置221，脱附区中传动网带多层结构的层数为3层，自下而上分别命名为第一脱附层、第二脱附层和第三脱附层，第一脱附层的输入端即为脱附区中传动网带的输入端，第一脱附层的输出端对应第二脱附层的输入端，第二脱附层的输出端对应第三脱附层的输入端，第三脱附层的输出端为脱附区中传动网带输出端，相邻脱附层的运动方向相反。在提锂装置的运作过程中，传动网带在脱附区逐层向上运动，解吸液由解吸液喷淋装置流出，并向下流动，从而实现逆流分级的脱附，大大提高吸附剂中锂的脱附率。为便于解释脱附过程的原理，下文会分别以解吸液和含锂吸附剂两个角度进行说明，需要注意的是，下文的解释是以图3中提锂装置的结构来说明，但以下说明并不具体限定脱附区中的传动网带多层结构的层数，脱附区中传动网带折叠的层数只要大于或等于2层即可实现本申请的技术效果，对于形成不同层数的多层结构的传动网带，下文中的第一脱附层可以理解为脱附区中最远离解吸液喷淋装置的传动网带，第三脱附层可以理解为脱附区中最靠近解吸液喷淋装置的传动网带。
对于含锂吸附剂来说，第一脱附层的输入端为脱附区中传动网带的输入端，第三脱附层的输出端为脱附区中传动网带的输出端，可以理解为，第一脱附层中含锂吸附剂吸附的锂离子最多，第三脱附层中含锂吸附剂吸附的锂离子最少，故第一脱附层的含锂吸附剂中的锂离子最容易脱出，含锂吸附剂的解吸能力最强，第二脱附层的含锂吸附剂的解吸能力小于第一脱附层的含锂吸附剂，第三脱附层的含锂吸附剂的解吸能力小于第二脱附层的含锂吸附剂。由于第一脱附层至第三脱附层中含锂吸附剂的解吸能力逐渐降低，第一脱附层至第三脱附层的含锂吸附剂对相同浓度的解吸液解吸效率会越来越差，因此要保持较高的解吸效率，就要提高解吸液的浓度。
对于解吸液来说，解吸液先流到脱附区中最靠近解吸液喷淋装置的传动网带，即第三脱附层，第三脱附层中的解吸液置换出含锂吸附剂的锂离子，解吸液中氢离子的浓度降低，锂离子的浓度升高；第三脱附层中的解吸液在重力的作用下向下流动，并由传动网带的透水孔流出，再流到第二脱附层，解吸液在第二脱附层与含锂吸附剂相作用，解吸液中氢离子的浓度进一步降低，锂离子的浓度再次升高；解吸液再流到第一脱附层，第一脱附层的含锂吸附剂在解吸液作用下发生脱附，第一脱附层的解吸液脱附完成后得到锂提取液，锂提取液经传动网带的透水孔流入锂提取液收集装置中。可以理解的，在提锂过程中，第三脱附层中解吸液的氢离子浓度大于第二脱附层解吸液的氢离子浓度大于第一脱附层解吸液的氢离子浓度。
在提锂装置的运作过程中，第一脱附层中的含锂吸附剂由于锂含量高，锂离子易于脱出，第一脱附层中的解吸液是经过前两个脱附区作用后的解吸液，解吸液中氢离子的浓度较低，解吸液可以初步的提取出含锂吸附剂中的锂离子；第一吸附层中的含锂吸附剂会随着传动网带的运动移动至第二吸附层，第二吸附层的解吸液中氢离子的浓度较第一吸附层更高，故含锂吸附剂中的锂离子进一步的被置换出，含锂吸附剂的解吸能力降低，第二吸附层中的含锂吸附剂会随着传动网带的运动移动至第三吸附层，第三脱附层的含锂吸附剂的解吸能力最弱，但第三吸附层的解吸液氢离子浓度最大，解吸液对含锂吸附剂中锂离子的置换能力最强，从而大大降低含锂吸附剂中锂的残留，实现对锂的充分提取，第三吸附层的含锂吸附剂脱附完成后实现再生，吸附剂随着传动网带运动离开吸附区。
由此可以看出，本申请的提锂装置通过将脱附区的传动网带设置为多层结构，可以实现含锂吸附剂的多次脱附，从而大大提高对解吸液和吸附剂的利用率，使含锂吸附剂中锂离子尽可能的脱出至解吸液中，从而实现对含锂吸附剂中锂离子的充分提取，提高锂提取液中锂离子浓度；并且该结构还可以减少解吸液和吸附剂的用量，缩短脱附时间，降低生产成本。
本申请一些实施方式中，脱附区中的传动网带在竖直方向上折叠成多层结构，多层结构的层数为2～8层。脱附区中，传动网带的层数具体可以但不限于为2层、3层、4层、5层、6层、7层或8层。控制脱附区中传动网带的层数在上述范围时，脱附区中的含锂吸附剂脱附锂离子的效率高，且设备可以低能耗且高效地运转，设备制作的成本也较低。本申请一些实施方式中，脱附区中传动网带的层数为3层～6层。需要注意的是，本申请中，脱附区中的传动网带指的是位于解吸液喷淋装置和锂提取液收集装置之间的传动网带。
本申请一些实施方式中，脱附区中多层网带的层间距为0.05m～0.3m。控制脱附区中多层网带的层间距在0.05m～0.3m时，解吸液在层间的流速适中，有利于解吸液均匀地渗入含锂吸附剂中，并且设备也可以高效地运转。
本申请一些实施方式中，吸附区的传动网带在竖直方向上折叠成多层结构，吸附区的传动网带的输入端远离卤水喷淋装置，吸附区的传动网带的输出端靠近卤水喷淋装置，并且脱附区的传动网带在竖直方向上折叠成多层结构，脱附区的传动网带的输入端远离解吸液喷淋装置，脱附区的传动网带的输出端靠近解吸液喷淋装置。请参阅图4，图4为本申请一实施例提供的提锂装置的结构示意图，图4中，传动网带在吸附区21和脱附区20均为多层结构，传动网带在吸附区和脱附区均为多层结构时，传动网带中的吸附剂在吸附区可以充分地吸附卤水中的锂离子，所得的含锂吸附剂具有较高的锂含量，含锂吸附剂在脱附区中也可以实现锂离子的充分解吸和吸附剂的充分再生，从而提高吸附剂的利用率，使整个提锂工艺具有高的吸附和解吸效率，降低生产成本，提高对卤水中锂的提取率。
本申请一些实施方式中，机架在沿传动网带前进方向上还设有淋洗区，淋洗区位于吸附区和脱附区之间，淋洗区的传动网带上方设有清洗液喷淋装置。本申请一些实施方式中，淋洗区的传动网带下方设有清洗液收集装置。本申请一些实施方式中，清洗液包括水。在提锂装置的运转过程中，吸附剂与卤水接触，卤水中的一些杂质也会附着在吸附剂表面，设置淋洗区可以在提取含锂吸附剂中的锂之前除去吸附剂中的杂质，从而降低后续脱附工艺所得锂提取液中的杂质含量。请参阅图5，图5为本申请一实施例提供的提锂装置的结构示意图，图5中，机架在沿传动网带前进方向上依次设置有吸附区21、淋洗区23和脱附区22，淋洗区23的传动网带上方设有清洗液喷淋装置231，淋洗区23的传动网带下方设有清洗液收集装置232。
本申请一些实施方式中，淋洗区包括沿传动网带前进方向上依次设置的多个淋洗段，各淋洗段中的传动网带的上方分别设置有清洗液喷淋装置，各淋洗段中的传动网带的下方分别设置有清洗液收集装置，在相邻的淋洗段中，位于下游处的淋洗段中的清洗液收集装置与位于上游处的淋洗段中的清洗液喷淋装置相连通，即上游处的淋洗段所用的清洗液为下游处的淋洗段淋洗后的回收液。在一些实施例中，淋洗区包括沿传动网带运动方向上依次设置的第一淋洗段、第二淋洗段和第三淋洗段，第三淋洗段靠近脱附区，第三淋洗段采用清水作为清洗液，第三淋洗段的清洗液收集装置收集得到第一清洗液，第一清洗液流入第二淋洗段的清洗液喷淋装置中，第二淋洗段采用第一清洗液作为清洗液，第二淋洗段的清洗液收集装置收集得到第二清洗液，第二清洗液流入第一淋洗段的清洗液喷淋装置中，第一淋洗段采用第二清洗液作为清洗液，在该梯度设计下，含锂吸附剂在沿传动网带的前进方向上，所接触的清洗液中水的纯度越来越高，清洗效果越来越好，从而有效地除去含锂吸附剂中的杂质，并且能够节约用水。
本申请一些实施方式中，工作区还包括再生区，再生区中传动网带的输入端与脱附区中传动网带的输出端相对应，再生区中传动网带的输出端与吸附区中传动网带的输入端相对应，再生区的传动网带上方设有再生液喷淋装置。含锂吸附剂在脱附区中与解吸液喷淋装置接触，解吸液中的氢离子置换出含锂吸附剂中的锂离子，从而实现提锂，吸附剂随着传动网带离开吸附区后，吸附剂中会残留有较多的氢离子，吸附剂的酸度过高会影响吸附剂对卤水的吸附效果，不利于对吸附剂的重复利用，本申请通过在吸附区的输出端设置再生区可以稀释或中和吸附剂中的氢离子，有助于吸附剂的再生，保证吸附剂可以充分吸附锂离子，实现有效利用。本申请一些实施方式中，再生区的传动网带下方还设有再生液收集装置。本申请一些实施方式中，再生液包括水或碱溶液中的至少一种。
本申请一些实施方式中，再生区设置在脱附区之后，即再生区位于脱附区远离吸附区的一侧。请参阅图6，图6为本申请一实施例提供的提锂装置的结构示意图，图6中，机架在沿传动网带前进方向上依次设置有吸附区21、淋洗区 23、脱附区22和再生区24，再生区24的传动网带上方设有再生液喷淋装置241，再生区24的传动网带下方设有再生液收集装置242。本申请一些实施方式中，再生区设置在吸附区之前，即再生区位于吸附区远离脱附区的一侧。请参阅图7，图7为本申请一实施例提供的提锂装置的结构示意图，图7中，机架在沿传动网带前进方向上依次设置有再生区24、吸附区21、淋洗区23和脱附区22，再生区24的传动网带上方设有再生液喷淋装置241，再生区24的传动网带下方设有再生液收集装置242。
本申请一些实施方式中，提锂装置还包括可拆卸固定于传动网带表面的可透水滤网，可透水滤网用于将吸附剂固定在传动网带表面。在一些实施例中，可透水滤网覆盖传动网带的上下表面，吸附剂填充在可透水滤网中。在一些实施例中，可透水滤网为网袋结构，吸附剂盛放在可透水滤网中，再将可透水滤网固定在传动网带表面。请参阅图8，图8为本申请一实施方式提供的提锂装置的局部结构示意图，图8中，传动网带1表面设置有多个可透水滤网11，可透水滤网内放置有吸附剂，当传动网带运动时，可透水滤网11会随着传动网带1 一起移动，进而使吸附剂依次经过吸附区和脱附区，完成整个提锂流程；当吸附剂完成一次吸附和脱附后，可将可透水滤网由传动网带表面拆下以更换新的吸附剂，也可以不进行拆卸，使吸附剂再次进行吸附和脱附。
本申请一些实施方式中，传动网带的内部具有能使液体弯折流动的折流机构，吸附剂填充在传动网带内部。请参阅图9，图9为本申请一实施例提供的传动网带结构示意图，图9中，传动网带1的内部设有折流机构12，吸附剂可填充在折流机构12中，提锂装置运作时，液体(卤水、清洗液或解吸液中的任意一种)自上而下流动，通过传动网带表面的透水孔流入传动网带内部，并由折流机构12的入口进入折流机构，液体在折流机构中弯折流动，从而增加液体与吸附剂的接触时间，提高吸附区对卤水中锂离子的提取率、淋洗区对含锂吸附剂中杂质的清除率、脱附区中锂离子的提取率以及再生区对吸附剂中氢离子的中和率。在一些实施例中，为避免折流机构中的吸附剂掉出传动网带，折流机构的入口处和出口处设有可透水滤网，可透水滤网可以拦截吸附剂，使吸附剂留存在折流机构中。
本申请提供的提锂装置通过将吸附区和/或脱附区的传动网带设计成多层结构，使吸附剂吸附锂离子和/或含锂吸附剂脱附锂离子的效率大大提升，从而缩短提锂工艺的时间，并且该装置组成简单，设备占地面积小，有利于广泛应用。
本申请还提供了一种提锂方法，该提锂方法采用了本申请的提锂装置，该方法包括：
使传动网带运动，吸附剂在吸附区中与卤水接触得到含锂吸附剂，含锂吸附剂在脱附区中与解吸液接触，得到锂提取液；
本申请一些实施方式中，每克吸附剂每小时吸附锂离子的质量大于或等于 9mg，即吸附剂吸附锂离子的速率大于或等于9mg/g/h，吸附剂吸附锂离子的速率具体可以但不限于为9mg/g/h、12mg/g/h、15mg/g/h、20mg/g/h、30mg/g/h或 50mg/g/h。吸附剂吸附锂离子的速率越大，吸附剂从卤水吸附锂离子的时间越短，则单位时间内可处理的卤水量越多，锂的提取量越大，越有利于提高生产效率。本申请一些实施方式中，每克含锂吸附剂每小时解吸锂离子的质量大于或等于 9mg，即含锂吸附剂解吸锂离子的速率大于或等于9mg/g/h。含锂吸附剂解吸锂离子的速率具体可以但不限于为9mg/g/h、12mg/g/h、15mg/g/h、20mg/g/h、30mg/g/h或50mg/g/h。含锂吸附剂解吸锂离子的速率越大，含锂吸附剂中锂离子脱出的时间越短，则单位时间内可得到的锂提取液越多，锂的提取量越大，越有利于提高生产效率。
本申请一些实施方式中，吸附剂包括锰系锂离子筛和钛系锂离子筛中的一种或多种。锰系锂离子筛和钛系锂离子筛的吸附和解吸的速率高，吸附剂吸附和脱附的时间短，有利于缩短生产时间。本申请一些实施例中，吸附剂包括偏钛酸型锂离子筛吸附剂。本申请一些实施例中，吸附剂包括尖晶石型锰氧化物，尖晶石型锰氧化物对锂离子具有良好的选择性，有利于降低锂提取液中杂质的含量，提高锂的提取率。
本申请实施方式中，解吸液包括酸溶液，酸溶液可以是有机酸溶液，也可以是无机酸溶液。本申请一些实施方式中，解吸液包括无机酸，无机酸包括硫酸、盐酸、硝酸中的一种或多种。本申请一些实施方式中，无机酸在解吸液中浓度为3g/L～20g/L。无机酸在解吸液中浓度具体可以但不限于为3g/L、5g/L、 8g/L、10g/L、13g/L、15g/L或20g/L。
本申请一些实施例中，吸附剂包括锰系锂离子筛，解吸液包括酸溶液和高铁酸钾，高铁酸钾具有强氧化性，可以抑制锰系锂离子筛中四价锰离子的歧化反应，降低锰的溶损，提高吸附剂的循环性能和使用寿命。本申请一些实施方式中，高铁酸钾在解吸液中浓度为1g/L～10g/L。高铁酸钾在解吸液中浓度具体可以但不限于为1g/L、3g/L、5g/L、7g/L或10g/L。本申请一些实施方式中，吸附剂包括锰系锂离子筛，解吸液包括酸溶液和次氯酸盐，在解吸液中添加次氯酸盐也能够降低锰系锂离子筛的溶损。本申请一些实施方式中，次氯酸盐在解吸液中浓度为1g/L～10g/L。次氯酸盐在解吸液中浓度具体可以但不限于为1g/L、 3g/L、5g/L、7g/L或10g/L。本申请一些实施方式中，吸附剂包括锰系锂离子筛，解吸液包括酸溶液、次氯酸盐和高铁酸钾。本申请一些实施方式中，吸附剂在提锂装置中完成一次吸附和解吸后，吸附剂溶损率小于0.05％。在提锂过程中，解吸液中的高铁酸钾会进入锂提取液中，高铁酸钾产生的铁杂质可通过调整锂提取液的PH值使铁离子沉淀为氢氧化铁从而除去，并不会影响后续的提锂工艺。
下面通过具体实施例对本申请实施方式进行进一步地说明。
实施例1
一种提锂工艺，该提锂工艺所用的提锂装置的结构如图5所示，提锂工艺所用的吸附剂包括尖晶石型二氧化锰吸附剂，所用的解吸液中各组分的浓度分别为：7g/L的硫酸，4g/L的高铁酸钾，5g/L的次氯酸钠。
实施例2
实施例2与实施例1的区别在于，提锂装置的结构不同，实施例2所用的提锂装置的结构如图2所示。
实施例3
实施例3与实施例1的区别在于，提锂装置的结构不同，实施例3所用的提锂装置的结构如图3所示。
实施例4
实施例4与实施例1的区别在于，解吸液的成分不同，实施例4的解吸液中各组分的浓度分别为：7g/L的硫酸，5g/L的次氯酸钠。
对比例1
对比例1与实施例1的区别在于，提锂装置的结构不同，对比文件1的提锂装置吸附区和脱附区均为单层结构，对比例1所用的提锂装置的结构如图10 所示，图10为本申请对比例1提供的传动网带结构示意图。
效果实施例
为验证本申请提锂装置和提锂工艺的效果，本申请还提供了效果实施例，效果实施例是采用以下成分的卤水进行测试，卤水的具体成分请参阅表1。
表1卤水中各离子的浓度
| 元素/离子 | 含量(％) |
| B | 0.0133 |
| Ca | 0.2970 |
| Li | 0.0138 |
| Mg | 7.0719 |
| Na | 0.2325 |
| K | 0.6241 |
| 氯离子(Cl-) | 22.7497 |
| 硫酸根(SO4 2-) | 0.0577 |
将上述卤水按照以下流程进行提锂：
打开卤水喷淋装置，卤水经吸附剂吸附后得到含锂吸附剂，将含锂吸附剂在淋洗区用水淋洗，再输入脱附区中，含锂吸附剂在解吸液作用下脱出锂离子，得到锂提取液。
对锂提取液中锂元素和锰元素的含量进行测定，测试结果请参阅表2。
表2锂提取液中锂元素和锰元素的含量
由表2可以看出，实施例1的提锂装置吸附区和脱附区的传动网带均为多层结构，所得的锂提取液中锂的含量大于实施例2和实施例3的锂提取液中锂的含量。实施例2的提锂装置吸附区的传动网带为多层结构，脱附区的传动网带为单层结构，其锂提取液中锂的含量大于对比例1的锂提取液中锂的含量。实施例3的提锂装置脱附区的传动网带为多层结构，吸附区的传动网带为单层结构，其锂提取液中锂的含量大于对比例1的锂提取液中锂的含量。由此可以得出，本申请提供的提锂装置可以有效地提高对卤水中锂的提取率。
由实施例4和实施例1可以看出，实施例1在解吸液中添加适量的高铁酸钾，可以降低锰吸附剂的溶损，从而提高吸附剂的循环性能，有利于减少吸附剂的更换次数，简化工艺流程，实现高度的自动化提锂。
以上所述实施例仅表达了本发明的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请设计构思的前提下，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。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (13)
1.一种提锂装置，其特征在于，所述提锂装置包括机架和安装在所述机架上的传动网带，所述传动网带具有透水孔，所述传动网带用于承载吸附剂；所述机架在沿所述传动网带前进方向上依次设置有吸附区和脱附区，所述吸附区的传动网带上方设有卤水喷淋装置，所述脱附区的传动网带上方设有解吸液喷淋装置，所述脱附区的传动网带下方设有锂提取液收集装置；
所述吸附区的传动网带在竖直方向上折叠成多层结构，所述吸附区的传动网带的输入端远离所述卤水喷淋装置，所述吸附区的传动网带的输出端靠近所述卤水喷淋装置；
和/或所述脱附区的传动网带在竖直方向上折叠成多层结构，所述脱附区的传动网带的输入端远离所述解吸液喷淋装置，所述脱附区的传动网带的输出端靠近所述解吸液喷淋装置。
2.如权利要求1所述的提锂装置，其特征在于，所述吸附区中，所述多层结构的层数为2～8层；和/或所述脱附区中，所述多层结构的层数为2～8层。
3.如权利要求1所述的提锂装置，其特征在于，所述传动网带的内部具有能使液体弯折流动的折流机构，所述吸附剂填充在所述传动网带内部。
4.如权利要求1所述的提锂装置，其特征在于，所述提锂装置还包括可拆卸固定于所述传动网带表面的可透水滤网。
5.如权利要求1所述的提锂装置，其特征在于，所述机架在沿所述传动网带前进方向上还设有淋洗区，所述淋洗区位于所述吸附区和所述脱附区之间，所述淋洗区的传动网带上方设有清洗液喷淋装置。
6.如权利要求1所述的提锂装置，其特征在于，所述机架还设有再生区，所述再生区中传动网带的输入端与所述脱附区中传动网带的输出端相对应，所述再生区中传动网带的输出端与所述吸附区中传动网带的输入端相对应，所述再生区的传动网带上方设有再生液喷淋装置。
7.一种提锂方法，其特征在于，所述方法采用如权利要求1-6任一项所述的提锂装置，所述方法包括：使所述传动网带运动，所述吸附剂在所述吸附区与卤水接触得到含锂吸附剂，所述含锂吸附剂在所述脱附区与解吸液接触，得到锂提取液。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，每克所述吸附剂每小时吸附锂离子的质量大于或等于9mg；每克所述含锂吸附剂每小时解吸锂离子的质量大于或等于9mg。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述吸附剂包括锰系锂离子筛和钛系锂离子筛中的一种或多种。
10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述解吸液包括酸溶液。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述解吸液还包括高铁酸钾。
12.如权利要求10或11所述的方法，其特征在于，所述解吸液还包括次氯酸盐。
13.如权利要求7-10任一项所述的方法，其特征在于，所述解吸液包括次氯酸盐、高铁酸钾和无机酸；所述次氯酸盐的浓度为1g/L～10g/L，所述高铁酸钾的浓度为1g/L～10g/L；所述无机酸的浓度为3g/L～20g/L。
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