CN204690088U - 粒状锂离子筛吸附剂提锂的装置 - Google Patents

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杨珊珊
周玛丽
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Abstract

粒状锂离子筛吸附剂提锂的装置，包括底座、外壳和液体再分布器，所述的外壳底部固接在所述的底座上，所述的外壳顶部设有出水口，外壳下部设有进水口，并且进水口和出水口处均配有相应的阀门；所述的外壳内部从下到上依次设有液体再分布器和吸附层，所述的液体再分布器的进水端通过外壳进水口与外界加液装置连通，所述的液体再分布器的出水端指向吸附层；所述的吸附层包括双层支撑网和粒状锂离子筛，所述的粒状锂离子筛填充在双层支撑网之间，并且所述的支撑网的孔径小于粒状锂离子筛的粒径。本实用新型的有益效果是：装置成本低，操作方法简单，吸附速率快、吸附容量大、循环使用率高、可连续性操作的吸附装置，可以实现大规模应用。

Description

粒状锂离子筛吸附剂提锂的装置
技术领域
本实用新型涉及一种粒状锂离子筛吸附剂提锂的装置。
背景技术
近年来，随着高新技术的飞速发展，锂资源的用途越来越广泛，尤其是锂离子电池的推广与应用，使锂资源的消费量大幅增加。因此，陆地上的锂资源远不能满足社会对锂资源的需求。海水中储藏有大量的锂资源，储藏量约为陆地的15000倍，锂资源的开采由陆地转向海水成了必然趋势。如何经济高效地将锂从海水中提取出来，是解决锂需求的关键性问题。
目前，从海水提锂的主要方法是溶剂萃取法和吸附法。但由于溶剂萃取法使用的有机萃取剂挥发损失大且污染环境，反萃取腐蚀严重，成本高，不利于工业化。吸附法是目前最有效的海水提锂方法。吸附法大多采用离子筛作为吸附剂，其中锰氧化物离子筛是目前研究最多且性能最好的提锂吸附剂。然而，合成的锰氧化物锂离子筛吸附剂多呈粉状，存在流动性和渗透性差、易流失、难回收、难以柱式操作等缺点，难以实现大规模的工业化应用。近些年，许多研究者对粉状离子筛进行成型改进，比如造粒和成膜。其中，粒状离子筛是由粉状离子筛与高分子聚合物材料通过交联或粘结作用而制得。粒状离子筛具有颗粒增大、强度增加、利于柱式操作、保持粉状离子筛离子交换性能等优势，但由于添加了高分子材料，使造粒后离子筛的吸附量和吸附速率一定程度上降低，且吸附剂在使用过程中的溶损率略有增加。目前，粒状离子筛吸附锂的研究与改进方法较多，有望实现柱式操作吸附锂的应用。
发明内容
针对目前的提取海水中锂的装置多存在流动性和渗透性差、易流失、难回收、难以柱式操作、难以实现大规模的工业化应用的问题，本实用新型提出了一种结构简单、产率高、对环境友好的粒状锂离子筛吸附剂提锂的装置。
本实用新型所述的粒状锂离子筛吸附剂提锂的装置，其特征在于：包括底座、外壳和液体再分布器，所述的外壳底部固接在所述的底座上，所述的外壳顶部设有出水口，外壳下部设有进水口，并且进水口和出水口处均配有相应的阀门；所述的外壳内部从下到上依次设有液体再分布器和吸附层，所述的液体再分布器的进水端通过外壳进水口与外界加液装置连通，所述的液体再分布器的出水端指向吸附层；所述的吸附层包括双层支撑网和粒状锂离子筛，所述的粒状锂离子筛填充在双层支撑网之间，并且所述的支撑网的孔径小于粒状锂离子筛的粒径。
所述的底座为方形。
所述的外壳为空心圆柱筒。
所述的液体再分布器设置于外壳的内底部，并且液体再分布器的尺寸与外壳直径匹配，液体再分布器具有均匀的孔分布。
所述的粒状锂离子筛为以聚氯乙烯、壳聚糖或琼脂糖作为粘结剂的含锰类或含钛类的粒状锂离子筛。
所述的粒状锂离子筛的粒径为1.5～3.0mm。
所述的支撑网的孔径为0.5～1.0mm。
所述底座和外壳材料均为PP或PVC耐酸碱耐腐蚀的塑料。
工作过程：采用本实用新型进行吸附操作时，含锂海水在一定压力的作用下从进水口流入此装置，经液体再分布器以流线速度由底部向上使溶液均匀分散于桶内，流经支撑网之间的吸附剂后从装置上端的出水口流出并收集，形成动态吸附过程。此过程控海水制流入和流出速度及吸附时间。吸附完成后，将进水溶液更换为解吸溶液，进行解吸过程，此过程的操作等同于吸附过程，从出水口流出的解吸溶液即为所需的富锂溶液。
本实用新型的有益效果是：装置成本低，操作方法简单，将吸附剂颗粒以一定填充率置于上、下两层支撑网之间，经砂滤后的含锂海水在一定泵压力的作用下进入此装置。控制含锂海水流入和流出速度，使其稳定流经吸附床与吸附颗粒充分接触，实现动态吸附过程。所述装置是一种吸附速率快、吸附容量大、循环使用率高、可连续性操作的吸附装置，克服了粉状离子筛吸附锂无法大规模应用的难题的同时为粒状离子筛吸附锂的推广提供了可能。
附图说明
图1是本实用新型的结构图(P0代表外壳进水口处的压力；P1代表外壳出水口处的压力)。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本实用新型
参照附图：
实施例1本实用新型所述的粒状锂离子筛吸附剂提锂的装置，包括底座1、外壳2和液体再分布器3，所述的外壳2底部固定在所述的底座1上，所述的外壳2顶部设有出水口21，外壳2下部设有进水口22，并且进水口22和出水口21处均配有相应的阀门；所述的外壳2内部从下到上依次设有液体再分布器3和吸附层4，所述的液体再分布器3的进水端通过外壳2进水口22与外界加液装置连通，所述的液体再分布器3的出水端指向吸附层4；所述的吸附层4包括双层支撑网41和粒状锂离子筛42，所述的粒状锂离子筛42填充在双层支撑网41之间，并且所述的支撑网41的孔径小于粒状锂离子筛42的粒径。
所述的底座1为方形。
所述的外壳2为空心圆柱筒。
所述的液体再分布器3设置于外壳2的内底部，并且液体再分布器3的尺寸与外壳2直径匹配，液体再分布器3具有均匀的孔分布。
所述的粒状锂离子筛42为以聚氯乙烯、壳聚糖或琼脂糖作为粘结剂的含锰类或含钛类的粒状锂离子筛(材料均可从市场购置)。
所述的粒状锂离子筛42的粒径为1.5～3.0mm。
所述的支撑网41的孔径为0.5～1.0mm。
所述的支撑网41通过卡槽类组件与外壳2内壁连接。
所述底座1和外壳2材料均为PP或PVC耐酸碱耐腐蚀的塑料。
工作过程：采用本实用新型进行吸附操作时，含锂海水在一定压力的作用下从进水口22流入此装置，经液体再分布器3以流线速度由底部向上使溶液均匀分散于桶内，流经支撑网4之间的吸附剂后从装置上端的出水口21流出并收集，形成动态吸附过程。此过程控海水制流入和流出速度及吸附时间。吸附完成后，将进水溶液更换为解吸溶液，进行解吸过程，此过程的操作等同于吸附过程，从出水口流出的解吸溶液即为所需的富锂溶液。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对实用新型构思的实现形式的列举，本实用新型的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本实用新型的保护范围也包括本领域技术人员根据本实用新型构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (8)

1.粒状锂离子筛吸附剂提锂的装置，其特征在于：包括底座、外壳和液体再分布器，所述的外壳底部固接在所述的底座上，所述的外壳顶部设有出水口，外壳下部设有进水口，并且进水口和出水口处均配有相应的阀门；所述的外壳内部从下到上依次设有液体再分布器和吸附层，所述的液体再分布器的进水端通过外壳进水口与外界加液装置连通，所述的液体再分布器的出水端指向吸附层；所述的吸附层包括双层支撑网和粒状锂离子筛，所述的粒状锂离子筛填充在双层支撑网之间，并且所述的支撑网的孔径小于粒状锂离子筛的粒径。
2.如权利要求1所述的粒状锂离子筛吸附剂提锂的装置，其特征在于：所述的底座为方形。
3.如权利要求1所述的粒状锂离子筛吸附剂提锂的装置，其特征在于：所述的外壳为空心圆柱筒。
4.如权利要求1所述的粒状锂离子筛吸附剂提锂的装置，其特征在于：所述的液体再分布器设置于外壳的内底部，并且液体再分布器的尺寸与外壳直径匹配，液体再分布器具有均匀的孔分布。
5.如权利要求1或3所述的粒状锂离子筛吸附剂提锂的装置，其特征在于：所述的粒状锂离子筛为以聚氯乙烯、壳聚糖或琼脂糖作为粘结剂的含锰类或含钛类的粒状锂离子筛。
6.如权利要求1或4所述的粒状锂离子筛吸附剂提锂的装置，其特征在于：所述的粒状锂离子筛的粒径为1.5～3.0mm。
7.如权利要求1所述的粒状锂离子筛吸附剂提锂的装置，其特征在于：所述的支撑网的孔径为0.5～1.0mm。
8.如权利要求7所述的粒状锂离子筛吸附剂提锂的装置，其特征在于：所述的支撑网通过卡槽类组件与外壳内壁连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN108201875A (zh) * 2018-01-03 2018-06-26 江苏理工学院 一种尖晶石型锰氧化物锂离子筛H1.6Mn1.6O4的制备方法
CN115196712A (zh) * 2022-07-06 2022-10-18 中石化炼化工程（集团）股份有限公司 一种用于油田水提锂装置的吸脱附塔

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