CN117004833B - 一种具有超滤功能的盐湖卤水提锂系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种具有超滤功能的盐湖卤水提锂系统，包括超滤装置、提锂装置以及产水收集箱，超滤装置上连接有浓水管和产水管，提锂装置和浓水管一端连接，产水管一端和产水收集箱连接；提锂装置内开设有提锂腔，提锂腔通过第一通道和提锂装置顶壁连通，提锂腔内设有提锂机构。本发明可自动通过液面高度调节沉淀剂的添加量，防止沉淀剂添加过少影响提锂质量，防止沉淀剂添加过多造成浪费；自动对滤网顶壁的锂结晶进行推出收集，联动性高，设计巧妙，能够实现自动分离固液混合物，无需人工分离。
Description
技术领域
本发明涉及盐湖提锂技术领域，具体涉及一种具有超滤功能的盐湖卤水提锂系统。
背景技术
锂具有诸多优良的物理化学性质，其功能和用途十分广泛，锂产品最初主要应用于军事上，随着新能源、冶金、航天航空以及玻璃制造等行业的快速发展，人们对锂的需求量逐年攀升，提锂工艺技术的发展也日益受到重视，地壳中锂的含量仅为0.0065％左右，其中少部分存在于岩石矿床中，而约80％的锂资源蕴含于盐湖卤水中，同时沉淀法是最常见的盐湖提锂方法，该原理是将盐湖卤水蒸发浓缩，经脱硼、除钙、除镁去除杂质后，在母液中加入混合物沉淀剂或盐析剂使锂以沉淀物的形式分离，沉淀法提取金属锂在工业上应用较早，该工艺成熟、操作简单、可靠性高。
但是传统盐湖卤水提锂工艺无论是加入沉淀剂还是分离固液，都是人工操作，因此有必要设计一款能够自动进行盐湖卤水提锂以提高提锂效率。
发明内容
针对上述技术问题，本发明旨在提供一种具有超滤功能的盐湖卤水提锂系统，为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案来实现：
一种具有超滤功能的盐湖卤水提锂系统，包括超滤装置、提锂装置以及产水收集箱，超滤装置上连接有浓水管和产水管，提锂装置和浓水管一端连接，产水管一端和产水收集箱连接；
提锂装置内开设有提锂腔，提锂腔通过第一通道和提锂装置顶壁连通，提锂腔内设有提锂机构。
有益地，所述提锂机构包括位移板、气缸、滤网、沉淀剂自动添加机构以及加热系统，加热系统设于所述提锂腔顶壁，位移板以及滤网滑动连接于提锂腔内壁，气缸镶嵌于提锂腔顶壁，滤网固接于气缸的活塞杆下端，滤网上开设有通孔，位移板上开设有出水孔，位移板底壁设有电阀门，电阀门位于出水孔下方；
提锂腔顶壁开设有第二通道以及两个以上第三通道，第二通道呈弯曲状，所有第三通道顶壁均和第二通道连通，沉淀剂自动添加机构包括浮块、顶杆、传动球、连接线、限位片、挡板以及第二自动复位弹性转轴；
浮块滑动连接于提锂腔侧壁，浮块和提锂腔顶壁相抵，顶杆固接于浮块顶壁，顶杆上端穿过通孔延伸至第二通道内，限位片固接于第二通道内壁，两个以上传动球通过连接线进行串联，所有传动球均位于第二通道内，最下方传动球和限位片顶壁相抵，两个以上挡板通过第二自动复位弹性转轴转动连接于提锂腔顶壁，每个挡板对其中一个第三通道底壁进行封堵，第三通道后壁通过第一自动复位弹性转轴转动连接有转片，转片上固接有压片，转片延伸至第二通道内，第三通道侧壁滑动连接有滑片，滑片底壁固接有开板杆。
有益地，所述滤网底壁固接有连接杆，连接杆下端穿过位移板延伸至位移板下方，连接杆一侧壁设有两个以上第一传动齿组，各个第一传动齿组之间预留有间隔，连接杆另一侧壁设有两个以上第二传动齿组，各个第二传动齿组之间预留有间隔，所述提锂腔后壁转动连接有第一直齿轮和第二直齿轮，提锂腔后壁滑动连接有楔形块，楔形块上固接有直齿条，第一直齿轮以及第二直齿轮分别和直齿条啮合，所述位移板底壁固接有楔形板，楔形板和楔形块相抵。
有益地，所述提锂腔侧壁通过第四通道和所述提锂装置外侧壁连通，提锂装置外侧壁转动连接有盖板，盖板对第四通道进行封堵；
提锂装置内开设有传动腔，提锂腔侧壁通过第五通道以及第六通道和传动腔侧壁连通，提锂腔后壁转动连接有第一转轮，第一转轮上固接有两个以上传动叶，一个以上传动叶位于出水孔下方，传动腔后壁转动连接有第二转轮，第二转轮通过传动带和第一转轮连接，第二转轮上固接有传动板，传动板前壁转动连接有传动轮，传动腔底壁转动连接滑动连接有往复板，往复板上开设有传动通道，传动轮滑动连接于传动通道内壁，往复板上固接有延伸杆，延伸杆上固接有出料刮片，出料刮片延伸至第五通道内。
有益地，所述提锂装置外侧壁固接有出料导向板，出料导向板倾斜设置。
有益地，所述第二通道顶壁通过两个以上加液孔和所述提锂装置顶壁连通。
有益地，每个所述加液孔位于其中一个所述第三通道上方。
有益地，所述浮块是空心结构，浮块由塑料制成。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是本发明一种具有超滤功能的盐湖卤水提锂系统的结构示意图；
图2是本发明图1中提锂装置的放大图；
图3是本发明图2中A处的放大图；
图4是本发明图2中B处的放大图；
图5是本发明图2中滤网的俯视图。
附图标记：1、超滤装置；2、浓水管；3、产水管；4、提锂装置；5、提锂腔；6、第一通道；7、第二通道；8、第三通道；9、第四通道；10、传动腔；11、第五通道；12、第六通道；13、位移板；14、楔形板；15、出水孔；16、电阀门；17、气缸；18、滤网；19、通孔；20、连接杆；21、第一传动齿组；22、第二传动齿组；23、第一直齿轮；24、第二直齿轮；25、直齿条；26、楔形块；27、盖板；28、出料导向板；29、第一转轮；30、传动叶；31、传动带；32、第二转轮；33、传动板；34、传动轮；35、往复板；36、传动通道；37、延伸杆；38、出料刮片；39、浮块；40、顶杆；41、传动球；42、连接线；43、限位片；44、转片；45、压片；46、第一自动复位弹性转轴；47、滑片；48、开板杆；49、挡板；50、第二自动复位弹性转轴；51、加液孔；52、产水收集箱。
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。
本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。
本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限制，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1-图5所示，一种具有超滤功能的盐湖卤水提锂系统，包括超滤装置1、提锂装置4以及产水收集箱52，超滤装置1上连接有浓水管2和产水管3，提锂装置4和浓水管2一端连接，产水管3一端和产水收集箱52连接；
提锂装置4内开设有提锂腔5，提锂腔5通过第一通道6和提锂装置4顶壁连通，提锂腔5内设有提锂机构。
实施例一：
把盐湖卤水放入超滤装置1内进行超滤，超滤后的浓水通过浓水管2进入提锂装置4内进行提锂，超滤后的产水进入产水收集箱52内进行收集备用，提锂机构能够对浓水进行析出锂结晶，且能够把锂结晶和液体进行分离，提高提锂便携性和效率。
根据本发明的一种可选的实施方式中，所述提锂机构包括位移板13、气缸17、滤网18、沉淀剂自动添加机构以及加热系统，加热系统设于所述提锂腔5顶壁，位移板13以及滤网18滑动连接于提锂腔5内壁，气缸17镶嵌于提锂腔5顶壁，滤网18固接于气缸17的活塞杆下端，滤网18上开设有通孔19，位移板13上开设有出水孔15，位移板13底壁设有电阀门16，电阀门16位于出水孔15下方；
提锂腔5顶壁开设有第二通道7以及两个以上第三通道8，第二通道7呈弯曲状，所有第三通道8顶壁均和第二通道7连通，沉淀剂自动添加机构包括浮块39、顶杆40、传动球41、连接线42、限位片43、挡板49以及第二自动复位弹性转轴50，浮块39滑动连接于提锂腔5侧壁，浮块39和提锂腔5顶壁相抵，顶杆40固接于浮块39顶壁，顶杆40上端穿过通孔19延伸至第二通道7内，限位片43固接于第二通道7内壁，两个以上传动球41通过连接线42进行串联，所有传动球41均位于第二通道7内，最下方传动球41和限位片43顶壁相抵，两个以上挡板49通过第二自动复位弹性转轴50转动连接于提锂腔5顶壁，每个挡板49对其中一个第三通道8底壁进行封堵，第三通道8后壁通过第一自动复位弹性转轴46转动连接有转片44，转片44上固接有压片45，转片44延伸至第二通道7内，第三通道8侧壁滑动连接有滑片47，滑片47底壁固接有开板杆48。
根据本发明的一种可选的实施方式中，所述滤网18底壁固接有连接杆20，连接杆20下端穿过位移板13延伸至位移板13下方，连接杆20一侧壁设有两个以上第一传动齿组21，各个第一传动齿组21之间预留有间隔，连接杆20另一侧壁设有两个以上第二传动齿组22，各个第二传动齿组22之间预留有间隔，所述提锂腔5后壁转动连接有第一直齿轮23和第二直齿轮24，提锂腔5后壁滑动连接有楔形块26，楔形块26上固接有直齿条25，第一直齿轮23以及第二直齿轮24分别和直齿条25啮合，所述位移板13底壁固接有楔形板14，楔形板14和楔形块26相抵。
根据本发明的一种可选的实施方式中，所述提锂腔5侧壁通过第四通道9和所述提锂装置4外侧壁连通，提锂装置4外侧壁转动连接有盖板27，盖板27对第四通道9进行封堵；
提锂装置4内开设有传动腔10，提锂腔5侧壁通过第五通道11以及第六通道12和传动腔10侧壁连通，提锂腔5后壁转动连接有第一转轮29，第一转轮29上固接有两个以上传动叶30，一个以上传动叶30位于出水孔15下方，传动腔10后壁转动连接有第二转轮32，第二转轮32通过传动带31和第一转轮29连接，第二转轮32上固接有传动板33，传动板33前壁转动连接有传动轮34，传动腔10底壁转动连接滑动连接有往复板35，往复板35上开设有传动通道36，传动轮34滑动连接于传动通道36内壁，往复板35上固接有延伸杆37，延伸杆37上固接有出料刮片38，出料刮片38延伸至第五通道11内。
根据本发明的一种可选的实施方式中，所述提锂装置4外侧壁固接有出料导向板28，出料导向板28倾斜设置。
根据本发明的一种可选的实施方式中，所述第二通道7顶壁通过两个以上加液孔51和所述提锂装置4顶壁连通。
根据本发明的一种可选的实施方式中，每个所述加液孔51位于其中一个所述第三通道8上方。
根据本发明的一种可选的实施方式中，所述浮块39是空心结构，浮块39由塑料制成。
实施例二：把盐湖卤水放入超滤装置1内进行超滤，超滤后的浓水通过浓水管2进入提锂装置4内进行提锂，超滤后的产水进入产水收集箱52内进行收集备用。
浓水依次进入第一通道6和提锂腔5，浓水在提锂腔5内穿过滤网18落至位移板13顶壁，随着浓水的进入，位移板13上的液面逐渐上升，浮力带动浮块39和顶杆40上移，顶杆40上移会推动传动球41上移，从而使进入第二通道7水平段内的传动球41增加，传动球41会推动转片44围绕着第一自动复位弹性转轴46进行逆时针转动，从而使压片45推动滑片47下移，滑片47带动开板杆48下移，开板杆48下端向下顶开挡板49，挡板49围绕着第二自动复位弹性转轴50顺时针转动，从而使第三通道8底壁连通提锂腔5顶壁，第三通道8内的沉淀剂会在重力作用下落至位移板13上的浓水内，位移板13上的液面越高，顶杆40推动传动球41位移的距离越多，传动球41推动转片44的个数也越多，对浓水添加的沉淀剂也就越多。
开启气缸17，气缸17上的活塞杆伸长，控制滤网18、连接杆20下移，连接杆20下移时，首先会使第一直齿轮23和其中一个第二传动齿组22啮合，第二传动齿组22带动第一直齿轮23顺时针转动，第一直齿轮23带动直齿条25和楔形块26左移，楔形板14在重力作用下沿着楔形块26斜面下移，连接杆20继续下移，第二传动齿组22和第一直齿轮23脱离啮合时，恰好其中一个第一传动齿组21和第二直齿轮24啮合，第一传动齿组21带动第二直齿轮24逆时针转动，第二直齿轮24带动直齿条25右移复位，楔形块26推动楔形板14上移复位，如此反复，使直齿条25以及楔形块26左右往复移动，位移板13上下往复移动，从而使浓水产生波动，增加浓水和沉淀剂的混合程度。楔形块26的作用能够支撑楔形板14和位移板13，防止浓水过重时导致位移板13下移，影响浮块39对液面高度的判断，影响沉淀剂添加量。
由于位移板13首次移动时是向下移动，传动球41不会推动过多转片44转动从而添加过多沉淀剂，滤网18和位移板13顶壁相抵后气缸17停止运行，开启加热系统，对浓水进行加热蒸发浓缩，锂会以沉淀物的形式分离，结晶析出后锂会堆积在位移板13上方，启动气缸17使活塞杆缩短复位，滤网18上移复位，滤网18把锂结晶和剩下的液体分离，锂结晶在滤网18顶壁，液体在位移板13顶壁，打开电阀门16排出液体，液体落在传动叶30上带动第一转轮29转动，第一转轮29带动传动带31、第二转轮32、传动板33、传动轮34转动，传动轮34通过传动通道36带动往复板35、延伸杆37、出料刮片38左右往复移动，从而使出料刮片38对滤网18顶壁的锂结晶往左推动，锂结晶进入第四通道9后推开盖板27，从而落在出料导向板28上，经过出料导向板28的导向落入锂结晶收集装置内进行收集，完成初步提锂过程。
排液完毕后，浮块39、顶杆40、传动球41下移复位，转片44在第一自动复位弹性转轴46复位功能下反转复位，挡板49在第二自动复位弹性转轴50复位功能下反转复位，推动开板杆48和滑片47上移复位。
下一次进行提锂操作时，可通过加液孔51对没有沉淀剂的第三通道8进行添加沉淀剂。
本实施例通过浮力带动浮块39、顶杆40、传动球41运动，从而自动通过液面高度调节沉淀剂的添加量，防止沉淀剂添加过少影响提锂质量，防止沉淀剂添加过多造成浪费；通过气缸17控制滤网18上下移动带动锂结晶的同时，能够带动位移板13上下往复移动从而使浓水产生不规则波动，使浓水和沉淀剂混合，加强锂结晶的析出程度；通过排液时液体的流动力带动传动叶30转动，从而使出料刮片38往复移动，从而对滤网18顶壁的锂结晶进行推出收集，联动性高，设计巧妙，能够实现自动分离固液混合物，无需人工分离。
本发明没有详细描述结构的部件、模块、机构以及装置等均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (7)
1.一种具有超滤功能的盐湖卤水提锂系统，其特征是，包括超滤装置(1)、提锂装置(4)以及产水收集箱(52)，超滤装置(1)上连接有浓水管(2)和产水管(3)，提锂装置(4)和浓水管(2)一端连接，产水管(3)一端和产水收集箱(52)连接；
提锂装置(4)内开设有提锂腔(5)，提锂腔(5)通过第一通道(6)和提锂装置(4)顶壁连通，提锂腔(5)内设有提锂机构；
所述提锂机构包括位移板(13)、气缸(17)、滤网(18)、沉淀剂自动添加机构以及加热系统，加热系统设于所述提锂腔(5)顶壁，位移板(13)以及滤网(18)滑动连接于提锂腔(5)内壁，气缸(17)镶嵌于提锂腔(5)顶壁，滤网(18)固接于气缸(17)的活塞杆下端，滤网(18)上开设有通孔(19)，位移板(13)上开设有出水孔(15)，位移板(13)底壁设有电阀门(16)，电阀门(16)位于出水孔(15)下方；
提锂腔(5)顶壁开设有第二通道(7)以及两个以上第三通道(8)，第二通道(7)呈弯曲状，所有第三通道(8)顶壁均和第二通道(7)连通，沉淀剂自动添加机构包括浮块(39)、顶杆(40)、传动球(41)、连接线(42)、限位片(43)、挡板(49)以及第二自动复位弹性转轴(50)，浮块(39)滑动连接于提锂腔(5)侧壁，浮块(39)和提锂腔(5)顶壁相抵，顶杆(40)固接于浮块(39)顶壁，顶杆(40)上端穿过通孔(19)延伸至第二通道(7)内，限位片(43)固接于第二通道(7)内壁，两个以上传动球(41)通过连接线(42)进行串联，所有传动球(41)均位于第二通道(7)内，最下方传动球(41)和限位片(43)顶壁相抵，两个以上挡板(49)通过第二自动复位弹性转轴(50)转动连接于提锂腔(5)顶壁，每个挡板(49)对其中一个第三通道(8)底壁进行封堵，第三通道(8)后壁通过第一自动复位弹性转轴(46)转动连接有转片(44)，转片(44)上固接有压片(45)，转片(44)延伸至第二通道(7)内，第三通道(8)侧壁滑动连接有滑片(47)，滑片(47)底壁固接有开板杆(48)。
2.根据权利要求1所述的一种具有超滤功能的盐湖卤水提锂系统，其特征是，所述滤网(18)底壁固接有连接杆(20)，连接杆(20)下端穿过位移板(13)延伸至位移板(13)下方，连接杆(20)一侧壁设有两个以上第一传动齿组(21)，各个第一传动齿组(21)之间预留有间隔，连接杆(20)另一侧壁设有两个以上第二传动齿组(22)，各个第二传动齿组(22)之间预留有间隔，所述提锂腔(5)后壁转动连接有第一直齿轮(23)和第二直齿轮(24)，提锂腔(5)后壁滑动连接有楔形块(26)，楔形块(26)上固接有直齿条(25)，第一直齿轮(23)以及第二直齿轮(24)分别和直齿条(25)啮合，所述位移板(13)底壁固接有楔形板(14)，楔形板(14)和楔形块(26)相抵。
3.根据权利要求2所述的一种具有超滤功能的盐湖卤水提锂系统，其特征是，所述提锂腔(5)侧壁通过第四通道(9)和所述提锂装置(4)外侧壁连通，提锂装置(4)外侧壁转动连接有盖板(27)，盖板(27)对第四通道(9)进行封堵；
提锂装置(4)内开设有传动腔(10)，提锂腔(5)侧壁通过第五通道(11)以及第六通道(12)和传动腔(10)侧壁连通，提锂腔(5)后壁转动连接有第一转轮(29)，第一转轮(29)上固接有两个以上传动叶(30)，一个以上传动叶(30)位于出水孔(15)下方，传动腔(10)后壁转动连接有第二转轮(32)，第二转轮(32)通过传动带(31)和第一转轮(29)连接，第二转轮(32)上固接有传动板(33)，传动板(33)前壁转动连接有传动轮(34)，传动腔(10)底壁滑动连接有往复板(35)，往复板(35)上开设有传动通道(36)，传动轮(34)滑动连接于传动通道(36)内壁，往复板(35)上固接有延伸杆(37)，延伸杆(37)上固接有出料刮片(38)，出料刮片(38)延伸至第五通道(11)内。
4.根据权利要求3所述的一种具有超滤功能的盐湖卤水提锂系统，其特征是，所述提锂装置(4)外侧壁固接有出料导向板(28)，出料导向板(28)倾斜设置。
5.根据权利要求4所述的一种具有超滤功能的盐湖卤水提锂系统，其特征是，所述第二通道(7)顶壁通过两个以上加液孔(51)和所述提锂装置(4)顶壁连通。
6.根据权利要求5所述的一种具有超滤功能的盐湖卤水提锂系统，其特征是，每个所述加液孔(51)位于其中一个所述第三通道(8)上方。
7.根据权利要求5所述的一种具有超滤功能的盐湖卤水提锂系统，其特征是，所述浮块(39)是空心结构，浮块(39)由塑料制成。
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