JP2018172775A - リチウムイオン吸脱着工程のための陸上型リチウム回収装置及びこれを用いたリチウム回収方法 - Google Patents
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Abstract
Description
110 取水管
200 複合部
210 ハウジング
220 導管
230 固定ブロック
231 固定ガイド
232 スプリンクラー
240 流量調節手段
241 感知手段
300 洗浄部
310 供給管
400 脱着液部
500 抽出液部
600 圧力調節部
610 主ポンプ
620 予備ポンプ
700 排出部
800 制御部
Claims (27)
- 陸上に配置され、リチウムが溶存したリチウム含有水を供給受けて、前記リチウム含有水中に溶存したリチウムを吸着させ、再び脱着させてリチウム抽出液を排出する複合部と、
前記複合部の一側に配置され、供給管が備えられて前記複合部に淡水を供給し、前記複合部を洗浄する洗浄部と、
前記洗浄部の一側に配置され、脱着液を貯蔵したり、前記供給管を介して脱着液を移送して前記複合部に供給する脱着液部と、
前記複合部の一側に配置され、前記脱着液部から供給された脱着液が複合部を通過して生成されるリチウム抽出液を受け取って貯蔵する抽出液部と、を含む、リチウムイオン吸脱着工程のための陸上型リチウム回収装置。 - リチウムが溶存したリチウム含有水を供給する供給部と、
陸上に配置され、前記リチウム含有水が流入されてリチウム含有水中に溶存したリチウムを吸着させ、再び脱着させてリチウム抽出液を排出する複合部と、
前記複合部の一側に配置され、供給管が備えられて前記複合部に淡水を供給し、前記複合部を洗浄する洗浄部と、
前記洗浄部の一側に配置され、脱着液を貯蔵したり、前記供給管を介して脱着液を移送して前記複合部に供給する脱着液部と、
前記複合部の一側に配置され、前記脱着液部から供給された脱着液が複合部を通過して生成されるリチウム抽出液を受け取って貯蔵する抽出液部と、
前記複合部の一側に配置され、前記複合部内の圧力を調節して前記リチウム含有水の流れを調節する圧力調節部と、
前記圧力調節部と連通されてリチウムが回収されたリチウム含有水を排出する排出部と、
前記複合部のリチウム含有水と、前記洗浄部の淡水と、前記脱着液部の脱着液の流れを制御する制御部と、を含む、リチウムイオン吸脱着工程のための陸上型リチウム回収装置。 - 前記リチウム含有水は、
近海で取水管を用いて直接取水される海水であるか、前記供給部の周囲に配置された原子力発電所または火力発電所の冷却用の海水であることを特徴とする、請求項2に記載のリチウムイオン吸脱着工程のための陸上型リチウム回収装置。 - 前記リチウム含有水は、
前記供給部の周囲の塩湖から取水管を用いて取水される塩水であることを特徴とする、請求項2に記載のリチウムイオン吸脱着工程のための陸上型リチウム回収装置。 - 前記リチウム含有水は、
前記供給部の周囲の地下から排出される地熱水であることを特徴とする、請求項2に記載のリチウムイオン吸脱着工程のための陸上型リチウム回収装置。 - 前記リチウム含有水は、
淡水化設備から排出される濃縮水であることを特徴とする、請求項2に記載のリチウムイオン吸脱着工程のための陸上型リチウム回収装置。 - 前記複合部は、
ハウジングと、
前記ハウジング内側に備えられ、前記供給部と連通される複数の導管と、
前記複数の導管内部に設けられて、前記リチウム含有水と直接接触され、リチウム含有水に溶存したリチウムイオンが吸着されたり、脱着液が流入される場合にも、形態を維持しながら、リチウムイオンが脱着される固定ブロックと、
前記複数の導管の両端に設けられ、リチウム含有水を調節する流量調節手段と、
前記流量調節手段の一側に配置されて、前記固定ブロックの汚染度を測定する感知手段と、を含むことを特徴とする、請求項2に記載のリチウムイオン吸脱着工程のための陸上型リチウム回収装置。 - 前記ハウジングは、
一面が開放され得るように備えられて、前記固定ブロックの汚染状態を確認することができ、前記固定ブロックを分離して、入れ替えできることを特徴とする、請求項7に記載のリチウムイオン吸脱着工程のための陸上型リチウム回収装置。 - 前記複数の導管は、
互いに分離されて備えられ、導管内に設けられる固定ブロックが、前記リチウム含有水によって汚染された場合には、入れ替えできることを特徴とする、請求項7に記載のリチウムイオン吸脱着工程のための陸上型リチウム回収装置。 - 前記複数の導管は、
内側にスプリンクラーが配置されることを特徴とする、請求項7に記載のリチウムイオン吸脱着工程のための陸上型リチウム回収装置。 - 前記流量調節手段は、
前記リチウム含有水の流量変動による圧力差を感知して、圧力差を一定のレベルに維持し、あらかじめ指定された流量に調節する自動調節バルブであることを特徴とする、請求項7に記載のリチウムイオン吸脱着工程のための陸上型リチウム回収装置。 - 前記固定ブロックは、
リチウムマンガン酸化物をハニカム形状ブロックまたは多孔質ブロックに成形するが、脱着液によってリチウムが溶出(extraction)されたイオンふるい型(ion−sieve)マンガン酸化物吸着剤であることを特徴とする、請求項7に記載のリチウムイオン吸脱着工程のための陸上型リチウム回収装置。 - 前記固定ブロックは、
前記複数の導管に設けられた固定ガイドに挿入されて固定されることを特徴とする、請求項7に記載のリチウムイオン吸脱着工程のための陸上型リチウム回収装置。 - 前記固定ブロックは、
前記複数の導管内で一定の間隔を置いて互いに離隔されて設けられることを特徴とする、請求項7に記載のリチウムイオン吸脱着工程のための陸上型リチウム回収装置。 - 前記固定ブロックは、
固定ブロック間の離隔距離が各固定ブロックの長さの1/2以下であることを特徴とする、請求項14に記載のリチウムイオン吸脱着工程のための陸上型リチウム回収装置。 - 前記圧力調節部は、
主ポンプと予備ポンプに分離されて備えられることを特徴とする、請求項2に記載のリチウムイオン吸脱着工程のための陸上型リチウム回収装置。 - 前記脱着液部は、
前記複合部に備えられた固定ブロックからリチウムイオンがすべて溶出されるまで脱着液を供給して、
前記脱着液を複合部から脱着液部へ連続的に循環させることを特徴とする、請求項2に記載のリチウムイオン吸脱着工程のための陸上型リチウム回収装置。 - 前記抽出液部は、
前記脱着液部から供給される脱着液を複合部に供給し、リチウムイオンを脱着させて、リチウム抽出液を形成するが、
前記リチウム抽出液があらかじめ選定された基準濃度を超える場合には、前記リチウム抽出液を回収して貯蔵することを特徴とする、請求項2に記載のリチウムイオン吸脱着工程のための陸上型リチウム回収装置。 - 前記排出部は、
シールピット(seal pit)で備えられて、重力による流体の流れによってリチウムが回収されたリチウム含有水を排出することを特徴とする、請求項2に記載のリチウムイオン吸脱着工程のための陸上型リチウム回収装置。 - (a)リチウムマンガン酸化物を成形して固定ブロックを製造するステップと、
(b)前記固定ブロックを複数の導管内部に配置するステップと、
(c)前記複数の導管内部に脱着液を導入して、前記リチウムマンガン酸化物のリチウムを溶出させて排出し、イオンふるい型マンガン酸化物吸着剤を形成するステップと、
(d)リチウムを含有する脱着液を回収して、前記複数の導管に循環させるステップと、
(e)前記固定ブロックが、イオンふるい型マンガン酸化物吸着剤に変化したか否かを判断するステップと、
(f)前記固定ブロックが、マンガン酸化物吸着剤に変化した場合には、リチウム含有水を取水して前記複数の導管内部に導入して、リチウム含有水中の溶存リチウムイオンを固定ブロックに吸着させるステップと、
(g)前記導管内部に脱着液を導入し、前記固定ブロックでリチウムイオンを脱着(desorption)させてリチウム抽出液を製造するステップと、
(h)前記リチウム抽出液中のリチウムイオンの含量を確認するステップと、
(i)あらかじめ選定された基準を超える場合には、前記リチウム抽出液を分離して抽出液部に貯蔵するステップと、 (j)前記固定ブロックの汚染有無を確認するステップと、
(k)あらかじめ選定された基準以上の汚染が確認される場合には、前記リチウム含有水の導入を遮り、淡水を前記複数の導管に導入して固定ブロックの汚染物質を除去するステップと、
(l)前記固定ブロックの汚染が除去された以後に、リチウム含有水を取水して前記複数の導管内部に導入して、リチウム含有水中の溶存リチウムを固定ブロックに吸着させるステップと、を含むことを特徴とする、陸上型リチウム回収装置を用いたリチウム回収方法。 - 前記(a)ステップにおいて、
リチウムマンガン酸化物をハニカム形状ブロックまたは多孔質ブロックに成形するが、前記固定ブロックが固定ガイドを通じて固定され得るように製造されることを特徴とする、請求項20に記載の陸上型リチウム回収装置を利用したリチウム回収方法。 - 前記(b)ステップにおいて、
前記固定ブロックを複数の導管内部に配置するが、固定ブロック間の隔離距離は、隣接した固定ブロックの長さの1/2以下になるように設けることを特徴とする、請求項20に記載の陸上型リチウム回収装置を利用したリチウム回収方法。 - 前記(e)ステップにおいて、
前記固定ブロックがイオンふるい型マンガン酸化物吸着剤に変化しない場合には、前記(c)ステップに回帰されることを特徴とする、請求項20に記載の陸上型リチウム回収装置を利用したリチウム回収方法。 - 前記(f)ステップにおいて、
前記複数の導管の両端に流量調節手段を設けて、制御部が前記流量調節手段を制御して複数の導管に導入されるリチウム含有水の流れを個別的に制御することを特徴とする、請求項20に記載の陸上型リチウム回収装置を利用したリチウム回収方法。 - 前記(h)ステップにおいて、
前記リチウム抽出液中のリチウムイオン含量があらかじめ選定された基準以下である場合には、前記(g)ステップに回帰されることを特徴とする、請求項20に記載の陸上型リチウム回収装置を利用したリチウム回収方法。 - 前記(j)ステップにおいて、
前記複数の導管の両端に感知手段を設けて、前記固定ブロックの汚染か否かを判断して、汚染が生じると、制御部が、淡水を導入して前記固定ブロックを洗浄することを特徴とする、請求項20に記載の陸上型リチウム回収装置を利用したリチウム回収方法。 - 前記(f)ステップにおいて、
前記固定ブロックにリチウムイオンが吸着されるが、吸着効率が最初の吸着効率よりも30%以下に減少する場合には、前記固定ブロックを入れ替えできることを特徴とする、請求項20に記載の陸上型リチウム回収装置を利用したリチウム回収方法。
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