CN205627649U - 锂生产用金属间化合物多孔材料膜错流过滤浓缩装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种锂生产用金属间化合物多孔材料膜错流过滤浓缩装置，它包括错流过滤器、料液槽、料液注入管、料液输送管、滤液排放管、浓缩液排放管，错流过滤器内从上至下依次设有上隔板、呈管状的金属间化合物多孔材料膜和下隔板，分为浓缩液腔、料液腔、膜管腔及滤液腔，膜管腔顶部与浓缩液腔连通，底部与料液腔连通，料液输送管一端与料液槽连通，另一端与料液腔连通，料液注入管与料液槽连通，料液输送管上设有料液循环泵，所述滤液排放管与所述滤液腔连通，浓缩液排放管与浓缩液腔连通；与现有技术相比，本实用新型产品组装拆卸简单，维修更换更加容易，防堵塞效果更好，使用寿命长，并且耐酸耐腐蚀，过滤或浓缩效果更好，能量消耗少。

Description

锂生产用金属间化合物多孔材料膜错流过滤浓缩装置

技术领域

本实用新型涉及锂生产领域，尤其涉及一种锂生产用过滤浓缩装置。

背景技术

锂是一种重要的战略性资源物质，是现代高科技产品不可或缺的重要原料。我国探明的锂资源总储量居世界第二位，但锂产量只占全球总产量的5％左右，是锂产品的净进口国。

碳酸锂是生产二次锂盐和金属锂制品的基础材料，因而成为了锂行业中用量最大的锂产品，其他锂产品其本上都是碳酸锂的下游产品。碳酸锂的生产工艺根据原料来源的不同可以分为盐湖卤水提取和矿石提取。目前，国外主要采用盐湖卤水提取工艺生产碳酸锂，我国则主要采用固体矿石提取工艺。虽然我国也在积极开采盐湖锂资源，但由于技术、资源等因素的限制，开发速度相对缓慢。

矿石提取锂主要是采用锂辉石、锂云母等固体锂矿石生产碳酸锂和其他锂产品。从矿石中提取锂资源的历史悠久，技术也较成熟，主要生产工艺有石灰烧结法和硫酸法，其中硫酸法是目前使用的主要方法,生产工艺如下：

而在目前硫酸法生产碳酸锂生产过程中:

除杂后的过滤多采用板框过滤设备，由于滤布孔径大，导致其精度降低，使得过滤后的料液中固含量较高，而后工序没有采用有效手段进行固体杂质拦截，使得产品品质较低，同时由于经过板框过滤设备的料液中还有硫酸等腐蚀性物质，极易腐蚀板框过滤设备的滤芯，导致板框过滤设备的过滤精度大大降低，甚至无法再实现过滤功能，使得板框过滤设备的使用寿命大大降低；

采用传统的蒸发浓缩设备进行浓缩，不仅设备组装复杂，维护、修理不方便，设备使用寿命不长，而且耗时长、效率低，对能量的消耗较大，生产成本较高，同时易对环境造成污染，不利于企业的可持续健康发展。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种组装维修简单方便、使用寿命更长、过滤或浓缩效果更好、耐酸耐腐蚀的锂生产用金属间化合物多孔材料膜错流过滤浓缩装置。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种锂生产用金属间化合物多孔材料膜错流过滤浓缩装置，它包括错流过滤器、可盛装锂盐提取液的料液槽、可向料液槽注入锂盐提取液的料液注入管、料液输送管、滤液排放管、浓缩液排放管，所述错流过滤器内从上至下依次设有上隔板、呈管状的金属间化合物多孔材料膜和下隔板，并将所述错流过滤器的内腔分为位于上隔板上方的浓缩液腔、位于下隔板下方的料液腔、位于金属间化合物多孔材料膜内部的膜管腔以及位于金属间化合物多孔材料膜外部四周的滤液腔，所述金属间化合物多孔材料膜的上下两端分别与上隔板、下隔板固定连接，且所述膜管腔的顶部与所述浓缩液腔连通，底部与所述料液腔连通，所述料液输送管一端与所述料液槽连通，另一端与所述料液腔连通，所述料液注入管与所述料液槽连通，所述料液输送管上设有可将料液槽内的锂盐提取液抽吸至料液腔的料液循环泵，所述滤液排放管与所述滤液腔连通，所述浓缩液排放管与所述浓缩液腔连通。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型产品采用金属间化合物多孔材料膜对锂盐提取液进行错流过滤或浓缩，不但组装拆卸简单，维修更换更加容易，而且通过错流可实现金属间化合物多孔材料膜的自清洗功能，防堵塞效果更好，大大延长错流过滤器的使用寿命，并且金属间化合物多孔材料膜不但耐酸耐腐蚀，而且过滤或浓缩效果更好，尤其适用于锂盐提取液，当本实用新型产品对锂盐提取液进行过滤时，金属间化合物多孔材料膜为微滤膜，过滤后锂盐存在于滤液中，过滤精度更高，得到的锂盐滤液中固含量更低、纯度更高；当本实用新型产品对锂盐提取液进行浓缩时，金属间化合物多孔材料膜为纳滤膜，过滤浓缩后锂盐被截留在浓缩液中，无需采用传统的蒸发浓缩设备，用时短、效率高、能量消耗低，节约生产成本，不易对环境造成污染，有利于企业的可持续健康发展。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

作为本实用新型的一种优选实施方式，所述金属间化合物多孔材料膜为铝钛金属间化合物多孔材料膜或铝镍金属间化合物多孔材料膜。

采用上述优选方案的有益效果是：不但耐酸耐腐蚀性能更好，而且过滤或浓缩效果更好，更加适用于锂盐提取液。

作为本实用新型的另一种优选实施方式，所述料液输送管上设有调节锂盐提取液流速的料液调速阀。

采用上述优选方案的有益效果是：可以通过控制锂盐提取液的在料液输送管中的流速来控制锂盐提取液进入料液腔的流量和流速，使错流过滤器能够根据实际需要更好的实现锂盐提取液的错流过滤或浓缩。

作为本实用新型的另一种优选实施方式，所述浓缩液排放管上设有调节浓缩液流速的浓缩液调速阀。

采用上述优选方案的有益效果是：可以通过控制浓缩液在浓缩液排放管中的流速来控制浓缩液排出的流速，根据实际需要更好的满足用户的需求。

作为本实用新型的另一种优选实施方式，它还包括设有沉降腔的浓密机，所述浓缩液排放管与所述沉降腔连通，所述浓密机上设有可打开或关闭的浓缩液出口，所述浓缩液出口与所述沉降腔的底部连通。

采用上述优选方案的有益效果是：当本实用新型产品对锂盐提取液进行浓缩时，金属间化合物多孔材料膜为纳滤膜，过滤浓缩后锂盐被截留在浓缩液中，可以通过浓密机的沉降分离对锂盐浓缩液进行二次浓缩，沉降腔底部二次浓缩后的锂盐浓缩液可以从浓缩液出口排出，浓缩效果更好，得到的锂盐浓缩液纯度更高。

作为本实用新型的另一种优选实施方式，所述浓密机上还设有一端与所述沉降腔的上部相连通的溢流管，所述溢流管的另一端与所述料液槽连通。

采用上述优选方案的有益效果是：当本实用新型产品对锂盐提取液进行浓缩时，金属间化合物多孔材料膜为纳滤膜，过滤浓缩后锂盐被截留在浓缩液中，浓密机的沉降腔可以通过沉降分离对锂盐浓缩液进行二次浓缩，沉降腔底部二次浓缩后的锂盐浓缩液可以从浓缩液出口排出，得到纯度更高的锂盐浓缩液，而沉降腔上部的浓缩液上清液可以从溢流管流入料液槽，再次与锂盐提取液一起进入料液腔，重新进行浓缩，形成循环，避免锂盐的浪费；当本实用新型产品对锂盐提取液进行过滤时，金属间化合物多孔材料膜为微滤膜，过滤后锂盐存在于滤液中，浓密机的沉降腔可以通过沉降分离对浓缩液(含有固体杂质和少量锂盐)进行二次分离，沉降腔底部进行二次分离后的浓缩液(含有固体杂质)可以从浓缩液出口排出，而沉降腔上部的浓缩液上清液(含有锂盐)可以从溢流管流入料液槽，再次与锂盐提取液一起进入料液腔，重新进行过滤，形成循环，对锂盐进行最大限度的回收，避免浪费，节约成本。

作为本实用新型的另一种优选实施方式，它还包括反冲罐、滤液输送管和滤液反冲管，所述滤液输送管一端与所述滤液腔连通，另一端与所述反冲罐连通，所述滤液排放管通过与所述反冲罐连通从而与所述滤液腔连通，所述滤液反冲管一端与所述滤液腔连通，另一端与所述反冲罐连通，所述滤液反冲管上设有可将反冲罐内的滤液抽吸至滤液腔的反冲泵和可使滤液在反冲时流过或堵住的反冲控制阀。

采用上述优选方案的有益效果是：可以根据实际需要，对错流过滤器进行反冲洗，更加有效的避免错流过滤器发生堵塞，延长其使用寿命。

作为本实用新型的另一种优选实施方式，它还包括滤液存储槽，所述滤液排放管远离所述滤液腔的一端与所述滤液存储槽连通，所述滤液存储槽上设有可打开或关闭的滤液出口，所述滤液出口与所述滤液存储槽连通。

采用上述优选方案的有益效果是：当本实用新型产品对锂盐提取液进行浓缩时，金属间化合物多孔材料膜为纳滤膜，过滤浓缩后锂盐被截留在浓缩液中，滤液为清水，滤液存储槽更加方便滤液的取用，有利于清水的回收利用，节约水资源；当本实用新型产品对锂盐提取液进行过滤时，金属间化合物多孔材料膜为微滤膜，过滤后锂盐存在于滤液中，滤液存储槽更加方便滤液的取用，有利于进行下一步工艺操作。

作为本实用新型的另一种优选实施方式，所述金属间化合物多孔材料膜的厚度为1-3mm，孔径为1-5μm，孔隙率为30％-45％。

采用上述优选方案的有益效果是：更加适用于对锂盐提取液进行过滤，此时，过滤后锂盐存在于滤液中，锂盐滤液中固含量更低、纯度更高。

作为本实用新型的另一种优选实施方式，所述金属间化合物多孔材料膜的厚度为0.1-1mm，孔径为0.1-1nm，孔隙率为35％-45％。

采用上述优选方案的有益效果是：更加适用于对锂盐提取液进行浓缩，此时，过滤浓缩后锂盐被截留在浓缩液中，浓缩效果更好，得到的锂盐浓缩液纯度更高。

附图说明

图1为本实用新型产品的结构示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、错流过滤器，2、金属间化合物多孔材料膜，3、料液注入管，4、滤液排放管,5、浓缩液排放管，6、料液槽，7、料液输送管，8、料液循环泵，9、料液调速阀，10、浓密机，11、浓缩液调速阀，12、浓缩液出口，13、溢流管，14、反冲罐，15、滤液输送管，16、滤液反冲管，17、反冲泵，18、反冲控制阀，19、滤液存储槽，20、滤液出口,21、上隔板，22、下隔板。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

实施例

如图1所示，一种锂生产用金属间化合物多孔材料膜错流过滤浓缩装置，它包括错流过滤器1、可盛装锂盐提取液的料液槽6、可向料液槽6注入锂盐提取液的料液注入管3、料液输送管7、滤液排放管4、浓缩液排放管5，所述错流过滤器1内从上至下依次设有上隔板21、呈管状的金属间化合物多孔材料膜2和下隔板22，并将所述错流过滤器1的内腔分为位于上隔板21上方的浓缩液腔、位于下隔板22下方的料液腔、位于金属间化合物多孔材料膜2内部的膜管腔以及位于金属间化合物多孔材料膜2外部四周的滤液腔，所述金属间化合物多孔材料膜2最好采用铝钛金属间化合物多孔材料膜或铝镍金属间化合物多孔材料膜，所述金属间化合物多孔材料膜2的上下两端分别与上隔板21、下隔板22固定连接，且所述膜管腔的顶部与所述浓缩液腔连通，底部与所述料液腔连通，所述料液输送管7一端与所述料液槽6连通，另一端与所述料液腔连通，所述料液注入管3与所述料液槽6连通，所述料液输送管7上设有可将料液槽6内的锂盐提取液抽吸至料液腔的料液循环泵8，所述料液输送管7上还可以设置调节锂盐提取液流速的料液调速阀9，所述滤液排放管4与所述滤液腔连通，所述浓缩液排放管5与所述浓缩液腔连通，所述浓缩液排放管5上可以设置调节浓缩液流速的浓缩液调速阀11。

本实用新型产品采用金属间化合物多孔材料膜2对锂盐提取液进行错流过滤或浓缩，不但组装拆卸简单，维修更换更加容易，而且通过错流可实现金属间化合物多孔材料膜2的自清洗功能，防堵塞效果更好，大大延长错流过滤器1的使用寿命，并且金属间化合物多孔材料膜2不但耐酸耐腐蚀，而且过滤或浓缩效果更好，尤其适用于锂盐提取液，当本实用新型产品对锂盐提取液进行过滤时，金属间化合物多孔材料膜2为微滤膜，其厚度最好为1-3mm、孔径最好为1-5μm、孔隙率最好为30％-45％，过滤后锂盐存在于滤液中，过滤精度更高，得到的锂盐滤液中固含量更低、纯度更高；当本实用新型产品对锂盐提取液进行浓缩时，金属间化合物多孔材料膜2为纳滤膜或反渗透膜，其厚度最好为0.1-1mm，孔径最好为0.1-1nm，孔隙率最好为35％-45％，过滤浓缩后锂盐被截留在浓缩液中，无需采用传统的蒸发浓缩设备，用时短、效率高、能量消耗低，节约生产成本，不易对环境造成污染，有利于企业的可持续健康发展。

如图1所示，本实用新型产品可以增设设有沉降腔的浓密机10，所述浓缩液排放管5与所述沉降腔连通，所述浓密机10上设有可打开或关闭的浓缩液出口12，所述浓缩液出口12与所述沉降腔的底部连通，所述浓密机10上最好还设置有一端与所述沉降腔的上部相连通的溢流管13，所述溢流管13的另一端与所述料液槽6连通；

还可以增设反冲罐14、滤液输送管15和滤液反冲管16，所述滤液输送管15一端与所述滤液腔连通，另一端与所述反冲罐14连通，所述滤液排放管4通过与所述反冲罐14连通从而与所述滤液腔连通，所述滤液反冲管16一端与所述滤液腔连通，另一端与所述反冲罐14连通，所述滤液反冲管16上设有可将反冲罐14内的滤液抽吸至滤液腔的反冲泵17和可使滤液在反冲时流过或堵住的反冲控制阀18；

还可以增设滤液存储槽19，所述滤液排放管4远离所述滤液腔的一端与所述滤液存储槽19连通，所述滤液存储槽19上设有可打开或关闭的滤液出口20，所述滤液出口20与所述滤液存储槽19连通。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种锂生产用金属间化合物多孔材料膜错流过滤浓缩装置，其特征在于，它包括错流过滤器(1)、可盛装锂盐提取液的料液槽(6)、可向料液槽(6)注入锂盐提取液的料液注入管(3)、料液输送管(7)、滤液排放管(4)、浓缩液排放管(5)，所述错流过滤器(1)内从上至下依次设有上隔板(21)、呈管状的金属间化合物多孔材料膜(2)和下隔板(22)，并将所述错流过滤器(1)的内腔分为位于上隔板(21)上方的浓缩液腔、位于下隔板(22)下方的料液腔、位于金属间化合物多孔材料膜(2)内部的膜管腔以及位于金属间化合物多孔材料膜(2)外部四周的滤液腔，所述金属间化合物多孔材料膜(2)的上下两端分别与上隔板(21)、下隔板(22)固定连接，且所述膜管腔的顶部与所述浓缩液腔连通，底部与所述料液腔连通，所述料液输送管(7)一端与所述料液槽(6)连通，另一端与所述料液腔连通，所述料液注入管(3)与所述料液槽(6)连通，所述料液输送管(7)上设有可将料液槽(6)内的锂盐提取液抽吸至料液腔的料液循环泵(8)，所述滤液排放管(4)与所述滤液腔连通，所述浓缩液排放管(5)与所述浓缩液腔连通。

2.根据权利要求1所述的锂生产用金属间化合物多孔材料膜错流过滤浓缩装置，其特征在于，所述金属间化合物多孔材料膜(2)为铝钛金属间化合物多孔材料膜或铝镍金属间化合物多孔材料膜。

3.根据权利要求1所述的锂生产用金属间化合物多孔材料膜错流过滤浓缩装置，其特征在于，所述料液输送管(7)上设有调节锂盐提取液流速的料液调速阀(9)。

4.根据权利要求1所述的锂生产用金属间化合物多孔材料膜错流过滤浓缩装置，其特征在于，所述浓缩液排放管(5)上设有调节浓缩液流速的浓缩液调速阀(11)。

5.根据权利要求1所述的锂生产用金属间化合物多孔材料膜错流过滤浓缩装置，其特征在于，它还包括设有沉降腔的浓密机(10)，所述浓缩液排放管(5)与所述沉降腔连通，所述浓密机(10)上设有可打开或关闭的浓缩液出口(12)，所述浓缩液出口(12)与所述沉降腔的底部连通。

6.根据权利要求5所述的锂生产用金属间化合物多孔材料膜错流过滤浓缩装置，其特征在于，所述浓密机(10)上还设有一端与所述沉降腔的上部相连通的溢流管(13)，所述溢流管(13)的另一端与所述料液槽(6)连通。

7.根据权利要求1所述的锂生产用金属间化合物多孔材料膜错流过滤浓缩装置，其特征在于，它还包括反冲罐(14)、滤液输送管(15)和滤液反冲管(16)，所述滤液输送管(15)一端与所述滤液腔连通，另一端与所述反冲罐(14)连通，所述滤液排放管(4)通过与所述反冲罐(14)连通从而与所述滤液腔连通，所述滤液反冲管(16)一端与所述滤液腔连通，另一端与所述反冲罐(14)连通，所述滤液反冲管(16)上设有可将反冲罐(14)内的滤液抽吸至滤液腔的反冲泵(17)和可使滤液在反冲时流过或堵住的反冲控制阀(18)。

8.根据权利要求1所述的锂生产用金属间化合物多孔材料膜错流过滤浓缩装置，其特征在于，它还包括滤液存储槽(19)，所述滤液排放管(4)远离所述滤液腔的一端与所述滤液存储槽(19)连通，所述滤液存储槽(19)上设有可打开或关闭的滤液出口(20)，所述滤液出口(20)与所述滤液存储槽(19)连通。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的锂生产用金属间化合物多孔材料膜错流过滤浓缩装置，其特征在于，所述金属间化合物多孔材料膜(2)的厚度为1-3mm，孔径为1-5μm，孔隙率为30％-45％。

10.根据权利要求1-8中任一项所述的锂生产用金属间化合物多孔材料膜错流过滤浓缩装置，其特征在于，所述金属间化合物多孔材料膜(2)的厚度为0.1-1mm，孔径为0.1-1nm，孔隙率为35％-45％。