[实用新型]一种化学沉淀和置换电渗析的藕合提锂系统

说明书

本实用新型涉及一种化学沉淀和置换电渗析的藕合提锂系统，属于化学领域。本实用新型中混合沉淀池与溶解池通过一号流道连接，溶解池与一号多通阀通过二号流道连接，溶解池与置换电渗析装置通过三号流道连接，置换电渗析装置与二号多通阀通过四号流道连接，二号多通阀与双极膜电渗析装置通过五号流道连接，双极膜电渗析装置与酸储存箱通过六号流道连接，双极膜电渗析装置与碱储存箱通过七号流道连接，酸储存箱与一号流道通过八号流道连接，碱储存箱与三号多通阀通过九号流道连接，三号多通阀与二号多通阀通过十号流道连接，三号多通阀与溶解箱连接，溶解箱与十三号流道通过十一号流道连接，十三号流道与混合沉淀池连接。

技术领域

本实用新型涉及一种化学沉淀和置换电渗析的藕合提锂系统，属于化学领域。

背景技术

锂是最轻的金属元素，金属锂及锂化合物以其优异的物理化学性能,例如极高的电化学活性、高比热容和低热膨胀系数等在商业领域得到广泛应用，特别在近年来，由于资源枯竭，以及煤炭、石油、天然气等不可再生能源过度消耗造成的环境污染日益严重，能源危机问题日益突出，这种情况促进了新型绿色能源的发展，而锂电池在新能源这条道路上是必不可少的，因为相比石燃料汽车，使用可充电锂电池的电动汽车具有较低的运营成本，并且不会向大气排放污染物，这也促使了包括作为锂电池重要的电极和电解质材料碳酸锂（Li₂CO₃）等锂化合物原材料的枯竭，使他价格飙升。

锂在自然界中不以纯金属形式存在，它的单个外壳价电子很容易失去形成化合物，特别是与氧。

目前，锂资源主要来自锂矿石或盐湖卤水。全球锂资源地理分布的研究报告验证过，61.8% 的锂资源存在于卤水中。而矿物中只占25%。此外，锂矿有着储量低、不可再生、分布不平衡等特点，再加上从矿物中提锂过程伴随着的能耗高，不环保等各因素导致现在锂主要是从盐湖和地下卤水中提取的。我国盐湖卤水锂资源十分丰富。青藏高原有80多个盐湖，这些湖泊的锂资源储量达到500万吨以上。与传统的矿石提取相比，从盐湖卤水中提取锂能减少成本和降低操作难度。盐湖卤水中的锂资源主要以氯化锂（LiCl）形式存在。目前，大部分盐湖锂可通过太阳能蒸发浓缩来去除地溶解度盐，同时保留锂，之后再用离子交换和沉淀化学等传统纯化学技术进一步提纯化。在这些方法中能获取的产品通常是氢氧化锂（LiOH）、氯化锂、溴化锂（LiBr）、丁基锂（C₄H₉Li）和锂离子电池的主要前体，碳酸锂。用该沉淀技术可获得98%纯度的碳酸锂。

然而，为了满足锂电池的生产，要求碳酸锂的纯度高于99.5wt%，甚至在核能领域要求增加到99.9wt%。所以通过传统沉淀方式获取的锂化合物工业等级是无法满足电池制造的条件。因此，迫切需要生产出工业水平的高纯度锂，以达到上述标准还需要额外更加一步的精度处理来达到电池制造标准。涉及该步骤的技术有沉淀、吸附、煅烧、溶剂萃取和膜法。

沉淀方法主要有碳酸盐和铝酸盐的沉淀，以及硼和锂的共沉淀。沉淀的优点是可以获得高纯度，此外，该方法易于工业化。缺点包括该过程的高能耗以及其漫长而复杂的过程。

吸附方法简单，选择性好，锂回收率高。然而，对吸附剂的几个要求，如稳定的洗脱性能、简单的制备、廉价和环保是需要满足的标准之一。不幸的是，目前可用的吸附剂并不完全符合这些标准。

煅烧法具有资源综合利用率高、原料消耗低的优点，但设备易腐蚀、蒸发量大、能耗高是该法的缺点。

溶剂萃取法锂的提取率高，镁锂分离效率好。然而，除了设备易腐蚀外，萃取剂的大量损失使该工艺的成本效益较低。此外，这个过程需要处理大量的盐水，增加了环境污染。

有鉴于此，在申请号为202010283093.9的专利文献中公开了光电加热+连续逆流换热配合漂浮式晒盐提取锂精矿，对比文件与本申请相比提取锂的方式不同。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理的化学沉淀和置换电渗析的藕合提锂系统。