CN215855144U - 一种提锂太阳池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种提锂太阳池，涉及提锂技术领域，解决了现有利用太阳池提锂的收率低的问题。提锂太阳池包括：结晶池，被配置为盛放含锂卤水以及碳酸锂混盐析出的场所；成核基体，所述成核基体设置于所述结晶池内，以供碳酸锂混盐晶体附着生长。本实用新型通过在结晶池内布置成核基体，能够诱发非均匀成核，为碳酸锂的成核提供更多的固‑液接触面和附着基体，大大降低成核位垒，使得成核更容易发生，加速下一步晶体的生长，从而提高太阳池中碳酸锂的结晶析出效率。

Description

一种提锂太阳池

技术领域

本实用新型涉及提锂技术领域，尤其涉及一种提锂太阳池。

背景技术

盐梯度太阳池提锂技术是基于碳酸锂溶解度的负温度效应，充分利用太阳能资源来加热升温富锂卤水，促使碳酸锂结晶析出的方法，非常适用于我国青藏高原地区的碳酸盐型锂盐湖，成本低廉，绿色环保，目前已经成功应用于西藏扎布耶盐湖的锂资源产业化开发。

但是，传统盐梯度太阳池技术因单纯依靠太阳能获取热量，结晶池底部析锂层卤水的升温幅度较小，且温度和浓度的空间分布场不均匀，四周和底部的温度较低，中间的温度较高，导致太阳池四周和底部的提锂效果不佳，Li⁺沉淀不完全，导致碳酸锂的收率较低，而在沉锂后排出的尾卤中Li⁺浓度仍然较高，锂损失严重。

实用新型内容

鉴于上述分析，本实用新型旨在提供一种提锂太阳池，解决了现有利用太阳池提取碳酸锂的收率较低的问题。

本实用新型的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种提锂太阳池，包括：

结晶池，被配置为盛放含锂卤水以及碳酸锂混盐析出的场所；

成核基体，成核基体设置于结晶池内，以供碳酸锂混盐晶体附着生长。

进一步地，成核基体包括棉织品、塑料网、金属网、生物质中的一种或多种组合。

进一步地，成核基体为网状结构。

进一步地，成核基体为刺球状结构。

进一步地，刺球状结构由铁丝捆绑制成。

进一步地，刺球状结构为风滚草团。

进一步地，成核基体的数量为多个。

进一步地，成核基体均匀布置在结晶池的底面。

进一步地，成核基体的布置密度由结晶池的中心径向向外，由密变疏。

进一步地，成核基体的高度小于或等于结晶池析锂层的高度。

进一步地，结晶池的池底面积为2000-6000m²，成核基体的表面积为8-500m²，相邻两个成核基体的间距为1-20m。

与现有技术相比，本实用新型至少可实现如下有益效果之一：

a)本实用新型提供的提锂太阳池，在结晶池内设置成核基体，成核基体的存在能够诱发非均匀成核，为碳酸锂的成核提供更多的固-液接触面和附着基体，大大降低成核位垒，使得成核更容易发生，加速下一步晶体的生长，从而提高太阳池中碳酸锂的结晶析出效率，上述提锂太阳池具有效果突出、易于操作、经济环保等特点，适用于野外提锂太阳池的工业化提锂生产。

b)本实用新型提供的提锂太阳池，采用刺球状的风滚草团作为成核基体，更加有利于碳酸锂晶体的生长。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实用新型的目的，而并不认为是对本实用新型的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本实用新型提供的提锂太阳池的结构示意图；

图2为本实用新型中连接杆和紧固件的结构示意图；

图3为本实用新型中铁丝刺球的结构示意图。

附图标记：

1-结晶池；2-析锂层；3-成核件；4-连接杆；5-紧固槽；6-紧固件；7-弹性凸起；8-铁丝刺球；9-支撑框架。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，都属于本申请保护的范围。

本实用新型提供了一种提锂太阳池，主要为野外提锂太阳池，参见图1至图2，其包括：

结晶池1，被配置为盛放含锂卤水以及碳酸锂混盐析出的场所；

成核基体，所述成核基体设置于所述结晶池1内，以供碳酸锂混盐晶体附着生长。

需要说明的是，成核基体的摆放形式可以但不限于沿结晶池1的底面横向、纵向或斜向摆放及通过辅助设施悬挂摆放在结晶池1的内部空间。

实施时，将成核基体置于结晶池1内，作为可供碳酸锂混盐晶体附着生长的成核基体；向结晶池1内灌卤，在卤水表层铺设淡水层，静置数日，制得盐梯度太阳池；待盐梯度太阳池进入稳定升温析锂阶段，监测结晶池1底部的析锂层2(即下对流层)卤水的Li⁺浓度，待碳酸锂基本析出完全后，实施排卤操作，采收晾晒并称重计量池底、边坡以及成核基体上析出的碳酸锂混盐。

需要说明的是，碳酸锂的成核主要依靠外来的质点、基底或基体的诱发而产生，这种成核方式称为非均匀成核。在实际应用中，溶液过饱和后不能立即成核的主要障碍是生成晶核时要出现液-固界面，为此需要提供界面能。如果碳酸锂的成核依附于已有的界面上(如容器壁、杂质颗粒、成核剂等)形成，则高能量的液-固界面能就被低能量的晶核与成核基体之间的界面所取代，这种界面代换比界面的生成所需要的能量要少得多。

为了增大成核基体的表面积，为结晶提供更多的生长界面，上述成核基体包括支撑框架9以及设于支撑框架9上的成核件3，成核件3上开设网孔。其中，成核件3通过支撑框架9固定设置在结晶池1内，支撑框架9主要用于结构支撑成核件3并将成核件3固定在结晶池1内，成核件3设置在支撑框架9的框架空间，成核件3主要用于晶体的生长，这样，网孔的开设，能够增大成核基体的表面积，晶体不仅能够在成核基体的表面形成，还能够在成核基体内的网孔孔壁上形成，从而能够进一步促进结晶的生成，提高碳酸锂的收得率。

需要说明的是，上述网孔的形状可以为方形孔或圆形孔等，为了提高提锂效果，上述网孔的孔径控制在1mm～10mm。

示例性地，上述成核件3可以为平面状或立体状，例如，成核基体包括棉织品、塑料网、金属网、生物质中的一种或多种组合，其中，这里的生物质主要指植物，包括草本植物和木本植物。更进一步地，成核基体为纱布、塑料网、土工膜、铁丝网等可供晶体附着生长的材质中的一种或多种组合，制成不同的平面结构或刺球状等空间立体结构。

或者，采用秸秆，也可以就地取材，采用野外自然形成的刺球状的植物体作为成核件3，如西藏扎布耶湖区自然形成的风滚草团，或类似于风滚草团的草本或木本植物体。

值得注意的是，通过试验表明，从单位面积析锂量来看，采用风滚草和刺球状立体结构作为成核件3的提锂效果好，而且利用裸露的铁丝捆绑风滚草团和刺球状立体结构的效果更佳。这是因为，碳酸锂晶体是按树枝状方式长大，风滚草团的繁枝具有大比表面积，且利用裸露铁丝捆绑并穿插在风滚草团的内部，形成风滚草团的支持骨架，并且铁丝以放射状伸出风滚草团的外部轮廓周面，避免风滚草团因长期浸泡导致变形缩小，从而保证风滚草团的形状稳定性，使其长期保持稳定的大比表面积，因此，由裸露铁丝穿插捆绑的刺球状立体结构和风滚草更加有利于碳酸锂晶体的生长。

在一个优选实施方式中，如图3所示，刺球状结构的成核件3由铁丝捆绑制成，采用裸露的铁丝制作成放射针状的铁丝刺球8，多个铁丝刺球8通过支撑框架9设置在结晶池1内，支撑框架9采用矩形框架，稳定性好，铁丝刺球8不仅制作方便，便于成型，且成型后稳定性好，而且放射针状的铁丝刺球8与碳酸锂晶体生长方式高度相似，更有助于碳酸锂晶体生长。

对于成核基体的数量，示例性地，结晶池1内均匀布置多个成核基体。这样，通过多个成核基体共同作用，能够进一步提高碳酸锂的收率。

由于传统太阳池析锂层富锂卤水的温度和浓度的空间分布场不均匀，浓度场和温度场的具有如下分布规律：四周及底部较低，中心较高，而导致碳酸锂的结晶析出不完全，造成碳酸锂总体析出率较低。基于浓度场和温度场的分布规律，在结晶池1内非均匀布置多个成核基体，具体而言，成核基体在太阳池中心的布置密度大，由结晶池的中心向四周，成核基体的布置密度逐渐变小，也就是说，由结晶池的中心在空间上径向向外，成核基体的布置密度由密变疏，相对于均匀布置多个成核基体的方案，多个成核基体按照由中心向外逐渐变疏的非均匀布置方式，能够更进一步提高碳酸锂的收率。

可以理解的是，多个成核基体可以单独设置，也可以相互连接构成一个整体。

本实施例中，太阳池的尺寸不受限定，尤其对于野外现场可以构建大尺寸太阳池，能够提高产量，可选的，结晶池的池底面积为2000-6000m²，成核基体的表面积为8-500m²。值得注意的是，多个成核基体的分布密度也会影响结晶效果，因此，相邻两个成核基体的间距控制1-20m。这是因为，将成核基体的间距能够在保证碳酸锂的收率的基础上，尽量减少成核基体的布置个数，简化提锂太阳池的整体结构和制作成本。

从结构稳定的角度考虑，相邻两个成核基体通过连接件固定连接。这样，将多个成核基体相互连接构成一个整体，能够减少在梯度盐太阳池形成过程中和排卤过程中成核基体发生晃动，保证整个系统的稳定性，更加有利于碳酸锂结晶。

对于连接件的结构，具体来说，其包括两根连接杆4，连接杆4靠近成核基体的一端与成核基体转动连接，两个连接杆4通过相互配合的外螺纹和内螺纹配合连接。在实际应用中，对于成分不同的成卤，相邻两个成核基体的间距需要进行适当调整，连接件采用上述结构，通过调整外螺纹内螺纹的配合长度，能够调整相邻两个成核基体的间距，从而提高上述提锂太阳池的适用性。需要说明的是，现有技术中，通常外螺纹与内螺纹之间的配合连接是用于固定连接，而本实用新型的外螺纹与内螺纹之间的配合连接主要是用于距离的调节。

值得注意的是，当相邻两个成核基体的间距调整完毕后，需要将两根连接杆4固定连接，避免在提锂过程中两者发生转动，导致相邻两个成核基体的间距发生变化，因此，上述连接管的外管壁开设两条紧固槽5，上述连接件还包括紧固件6，紧固件6的一端与结晶池1底面固定连接，紧固件6的另一端设有U型件，U型件的内壁设有两个弹性凸起7，弹性凸起7插入紧固槽5中，这样，通过紧固件6，将弹性凸起7插入紧固槽5中，能够将连接杆4与结晶池1底面固定连接，从而避免连接杆4发生转动；此外，连接杆4通过紧固件6与结晶池1底面固定连接，还能够对连接杆4进行支撑，减少两根连接杆4的外螺纹和内螺纹连接处在重力的作用下发生变形。

为了实现提锂太阳池内的稳定结晶状态，上述成核基体通过固定件(例如，角铁)固定在结晶池1的底面上。这样，通过固定件能够将成核基体稳定地固定在结晶池1的底面上，从而能够为结晶提供稳定的析锂环境。

值得注意的是，析锂的过程主要是在析锂层2中进行，因此，成核基体的高度需要小于或等于析锂层2的高度，也就是说，成核基体仅需要设置在析锂层2中即可。

利用本实施例的提锂太阳池提取碳酸锂，包括如下步骤：

步骤A：将成核基体置于结晶池内；

步骤B：向结晶池内灌卤，在卤水表层铺设淡水层，静置数日，制得盐梯度太阳池；

步骤C：待盐梯度太阳池进入稳定升温析锂阶段，监测太阳池底部析锂层(下对流层)卤水的Li⁺浓度，碳酸锂在结晶池内和成核基体上形成结晶析出，待碳酸锂基本析出完全后方可实施排卤操作，采收晾晒并称重计量池底、边坡以及成核基体上析出的碳酸锂混盐。

与现有技术相比，本实用新型提供的提锂太阳池，采用立体结晶法进行提锂，在结晶池1内设置成核基体，成核基体的存在能够诱发非均匀成核，为碳酸锂的成核提供更多的固-液接触面和附着基体，大大降低成核位垒，使得碳酸锂的成核更容易发生，加速下一步碳酸锂晶体的生长，从而提高太阳池中碳酸锂的结晶析出效率，上述提锂太阳池具有效果突出、易于操作、经济环保等特点，适用于野外提锂太阳池的工业化提锂生产。

以上所述仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种提锂太阳池，其特征在于，包括：

结晶池，被配置为盛放含锂卤水以及碳酸锂混盐析出的场所；

成核基体，所述成核基体设置于所述结晶池内，以供碳酸锂混盐晶体附着生长。

2.根据权利要求1所述的提锂太阳池，其特征在于，所述成核基体为网状结构。

3.根据权利要求1所述的提锂太阳池，其特征在于，所述成核基体为刺球状结构。

4.根据权利要求3所述的提锂太阳池，其特征在于，所述刺球状结构由铁丝捆绑制成。

5.根据权利要求3所述的提锂太阳池，其特征在于，所述刺球状结构为风滚草团。

6.根据权利要求1至5任一项所述的提锂太阳池，其特征在于，所述成核基体的数量为多个。

7.根据权利要求6所述的提锂太阳池，其特征在于，所述成核基体均匀布置在所述结晶池的底面。

8.根据权利要求6所述的提锂太阳池，其特征在于，所述成核基体的布置密度由所述结晶池的中心径向向外，由密变疏。

9.根据权利要求6所述的提锂太阳池，其特征在于，所述结晶池的池底面积为2000-6000m²，所述成核基体的表面积为8-500m²，相邻两个所述成核基体的间距为1-20m。

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