[发明专利]从盐湖氯化镁卤水中除硼的连续离子交换装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种连续离子交换装置，具体涉及一种从盐湖氯化镁卤水中除硼的连续离子交换装置，本发明还涉及利用该装置从盐湖氯化镁卤水中除硼的连续离子交换方法。

背景技术

盐湖卤水提取钾盐后副产大量的卤水，即氯化镁溶液，是生产金属镁的重要原料。每生产一吨氯化钾，就产生10吨的水氯镁石（含有六个结晶水的氯化镁）。水氯镁石是化工原料，可以生产很多种下游产品，如氧化镁、高纯度镁产品、光氯石等。如以盐湖卤水提取的氯化镁作原料电解生产金属镁，由于电解原液中常含有硼化物，在阴极可分解析出硼，使阴极钝化生成硼化镁，造成电解出的镁珠分散，严重降低电流效率。如电解质中含约10ppm的硼，便会使电流效率降低到50-60%。

盐湖氯化镁卤水中硼含量约在20-350ppm左右。电解生产金属镁时，如果硼含量高于1ppm，就会影响电解的效率和最终产品的质量，因此电解生产金属镁过程中需要去除氯化镁卤水中的硼离子。

目前对卤水除硼后，采用电解方法生产水氯镁石，在国内还未见工业化应用。卤水除硼的研究中使用较多的方法主要有两种。一种为树脂吸附法，即利用螯合树脂吸附法除去氯化镁中的硼。《XSC-700树脂对盐湖卤水中硼的吸附》（中南大学学报(自然科学版)，2011年6月第42卷第6期）曾经报道过使用XSC-700螯合树脂吸附法除硼，但是该方法只是在实验室规模进行了相关的实验，并没有规模化的工业化应用和相应的装置进行介绍。另外一种为萃取法，即利用萃取剂煤油和酒精等有机溶剂进行萃取和反萃取除硼。《卤水萃取除硼》（《轻金属》1995年第7期）有相应的报道，但萃取法工艺流程复杂，生产成本非常高，除硼后的卤水中硼含量为20-300ppm，还需要结合其他的除硼方法才能达到氯化镁卤水电解法生产金属镁的原料要求。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种设备简单、操作方便、自动化程度高、树脂使用量少、利用率高、产品浓度稳定且合格液硼杂质浓度低的从盐湖氯化镁卤水中除硼的工业化装置和方法。将螯合树脂吸附法除硼工艺和连续离子交换装置结合起来，既解决盐湖氯化镁卤水除硼的工艺问题，又可以通过连续离子交换装置提高树脂的利用效率和利用率，降低物料消耗和产品的生产成本，从而实现从盐湖卤水中除硼后工业化生产氯化镁。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种从盐湖氯化镁卤水中除硼的连续离子交换装置，包括树脂、用于装载树脂的多个树脂柱、同树脂柱上端连通的进料总管及同树脂柱下端连通的出料总管，其特征在于：所述树脂柱分为五组，每组至少包含一个树脂柱，所述树脂柱之间通过串联管路依次串联连接，并形成顺序移动、循环运转的卤水吸附除硼组、淋洗组、解吸组、反冲组、料顶水组。

所述的卤水吸附除硼组包括有卤水吸附除硼组第一级树脂柱、卤水吸附除硼组第二级树脂柱和卤水吸附除硼组第三级树脂柱,它们通过串联管路连接，其中，卤水吸附除硼组第一级树脂柱上端安装有卤水吸附除硼组进料口，卤水吸附除硼组第三级树脂柱下端安装有卤水吸附除硼组出料口；

所述的淋洗组包括有淋洗组第一级树脂柱和淋洗组第二级树脂柱,它们通过串联管路连接，其中，淋洗组第一级树脂柱上端安装有淋洗组进料口，淋洗组第二级树脂柱下端安装有淋洗组出料口；

所述的解吸组包括有解吸组第一级树脂柱、解吸组第二级树脂柱和解吸组第三级树脂柱,它们通过串联管路连接，其中，解吸组第一级树脂柱上端安装有解吸组进料口，解吸组第三级树脂柱下端安装有解吸组出料口；

所述的反冲组包括有反冲组树脂柱，其中，反冲组树脂柱下端安装有反冲组进料口，反冲组树脂柱上端安装有反冲组出料口；

所述的料顶水组包括有料顶水组树脂柱，其中，料顶水组树脂柱下端安装有料顶水组进料口，料顶水组树脂柱上端安装有料顶水组出料口。

所述的进料总管包括卤水进料总管、淋洗进料总管、解吸进料总管、反冲进料总管和料顶水进料总管，所述出料总管包括卤水出料总管、淋洗出料总管、解吸出料总管、反冲出料总管和料顶水出料总管，所述的每个树脂柱上分别设有同进料总管连通的进料支管和同所述出料总管连通的出料支管。

所述的进料支管包括卤水进料支管、淋洗进料支管、解吸进料支管、反冲进料支管和料顶水进料支管，分别同所述的卤水进料总管、淋洗进料总管、解吸进料总管、反冲进料总管和料顶水进料总管一一对应连通；

所述的出料支管包括卤水出料支管、淋洗出料支管、解吸出料支管、反冲出料支管和料顶水出料支管，分别同所述的卤水出料总管、淋洗出料总管、解吸出料总管、反冲出料总管和料顶水出料总管一一对应连通。