粒狀鋰離子篩吸附劑提鋰的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種粒狀鋰離子篩吸附劑提鋰的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，隨著高新技術(shù)的飛速發(fā)展，鋰資源的用途越來(lái)越廣泛，尤其是鋰離子電池的推廣與應(yīng)用，使鋰資源的消費(fèi)量大幅增加。因此，陸地上的鋰資源遠(yuǎn)不能滿足社會(huì)對(duì)鋰資源的需求。海水中儲(chǔ)藏有大量的鋰資源，儲(chǔ)藏量約為陸地的15000倍，鋰資源的開(kāi)采由陸地轉(zhuǎn)向海水成了必然趨勢(shì)。如何經(jīng)濟(jì)高效地將鋰從海水中提取出來(lái)，是解決鋰需求的關(guān)鍵性冋題。
[0003]目前，從海水提鋰的主要方法是溶劑萃取法和吸附法。但由于溶劑萃取法使用的有機(jī)萃取劑揮發(fā)損失大且污染環(huán)境，反萃取腐蝕嚴(yán)重，成本高，不利于工業(yè)化。吸附法是目前最有效的海水提鋰方法。吸附法大多采用離子篩作為吸附劑，其中錳氧化物離子篩是目前研宄最多且性能最好的提鋰吸附劑。然而，合成的錳氧化物鋰離子篩吸附劑多呈粉狀，存在流動(dòng)性和滲透性差、易流失、難回收、難以柱式操作等缺點(diǎn)，難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的工業(yè)化應(yīng)用。近些年，許多研宄者對(duì)粉狀離子篩進(jìn)行成型改進(jìn)，比如造粒和成膜。其中，粒狀離子篩是由粉狀離子篩與高分子聚合物材料通過(guò)交聯(lián)或粘結(jié)作用而制得。粒狀離子篩具有顆粒增大、強(qiáng)度增加、利于柱式操作、保持粉狀離子篩離子交換性能等優(yōu)勢(shì)，但由于添加了高分子材料，使造粒后離子篩的吸附量和吸附速率一定程度上降低，且吸附劑在使用過(guò)程中的溶損率略有增加。目前，粒狀離子篩吸附鋰的研宄與改進(jìn)方法較多，有望實(shí)現(xiàn)柱式操作吸附鋰的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)目前的提取海水中鋰的裝置多存在流動(dòng)性和滲透性差、易流失、難回收、難以柱式操作、難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的工業(yè)化應(yīng)用的問(wèn)題，本實(shí)用新型提出了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、產(chǎn)率高、對(duì)環(huán)境友好的粒狀鋰離子篩吸附劑提鋰的裝置。
[0005]本實(shí)用新型所述的粒狀鋰離子篩吸附劑提鋰的裝置，其特征在于:包括底座、外殼和液體再分布器，所述的外殼底部固接在所述的底座上，所述的外殼頂部設(shè)有出水口，外殼下部設(shè)有進(jìn)水口，并且進(jìn)水口和出水口處均配有相應(yīng)的閥門；所述的外殼內(nèi)部從下到上依次設(shè)有液體再分布器和吸附層，所述的液體再分布器的進(jìn)水端通過(guò)外殼進(jìn)水口與外界加液裝置連通，所述的液體再分布器的出水端指向吸附層；所述的吸附層包括雙層支撐網(wǎng)和粒狀鋰離子篩，所述的粒狀鋰離子篩填充在雙層支撐網(wǎng)之間，并且所述的支撐網(wǎng)的孔徑小于粒狀鋰離子篩的粒徑。
[0006]所述的底座為方形。
[0007]所述的外殼為空心圓柱筒。
[0008]所述的液體再分布器設(shè)置于外殼的內(nèi)底部，并且液體再分布器的尺寸與外殼直徑匹配，液體再分布器具有均勻的孔分布。
[0009]所述的粒狀鋰離子篩為以聚氯乙烯、殼聚糖或瓊脂糖作為粘結(jié)劑的含錳類或含鈦類的粒狀鋰離子篩。
[0010]所述的粒狀鋰離子篩的粒徑為1.5?3.0mm。
[0011]所述的支撐網(wǎng)的孔徑為0.5?1.0mm。
[0012]所述底座和外殼材料均為PP或PVC耐酸堿耐腐蝕的塑料。
[0013]工作過(guò)程:采用本實(shí)用新型進(jìn)行吸附操作時(shí)，含鋰海水在一定壓力的作用下從進(jìn)水口流入此裝置，經(jīng)液體再分布器以流線速度由底部向上使溶液均勻分散于桶內(nèi)，流經(jīng)支撐網(wǎng)之間的吸附劑后從裝置上端的出水口流出并收集，形成動(dòng)態(tài)吸附過(guò)程。此過(guò)程控海水制流入和流出速度及吸附時(shí)間。吸附完成后，將進(jìn)水溶液更換為解吸溶液，進(jìn)行解吸過(guò)程，此過(guò)程的操作等同于吸附過(guò)程，從出水口流出的解吸溶液即為所需的富鋰溶液。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果是:裝置成本低，操作方法簡(jiǎn)單，將吸附劑顆粒以一定填充率置于上、下兩層支撐網(wǎng)之間，經(jīng)砂濾后的含鋰海水在一定泵壓力的作用下進(jìn)入此裝置?？刂坪嚭Ｋ魅牒土鞒鏊俣?，使其穩(wěn)定流經(jīng)吸附床與吸附顆粒充分接觸，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)吸附過(guò)程。所述裝置是一種吸附速率快、吸附容量大、循環(huán)使用率高、可連續(xù)性操作的吸附裝置，克服了粉狀離子篩吸附鋰無(wú)法大規(guī)模應(yīng)用的難題的同時(shí)為粒狀離子篩吸附鋰的推廣提供了可能。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)圖(Ptl代表外殼進(jìn)水口處的壓力；P i代表外殼出水口處的壓力)。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型
[0017]參照附圖:
[0018]實(shí)施例1本實(shí)用新型所述的粒狀鋰離子篩吸附劑提鋰的裝置，包括底座1、外殼2和液體再分布器3，所述的外殼2底部固定在所述的底座I上，所述的外殼2頂部設(shè)有出水口 21，外殼2下部設(shè)有進(jìn)水口 22，并且進(jìn)水口 22和出水口 21處均配有相應(yīng)的閥門；所述的外殼2內(nèi)部從下到上依次設(shè)有液體再分布器3和吸附層4，所述的液體再分布器3的進(jìn)水端通過(guò)外殼2進(jìn)水口 22與外界加液裝置連通，所述的液體再分布器3的出水端指向吸附層4 ;所述的吸附層4包括雙層支撐網(wǎng)41和粒狀鋰離子篩42，所述的粒狀鋰離子篩42填充在雙層支撐網(wǎng)41之間，并且所述的支撐網(wǎng)41的孔徑小于粒狀鋰離子篩42的粒徑。
[0019]所述的底座I為方形。
[0020]所述的外殼2為空心圓柱筒。
[0021]所述的液體再分布器3設(shè)置于外殼2的內(nèi)底部，并且液體再分布器3的尺寸與外殼2直徑匹配，液體再分布器3具有均勻的孔分布。
[0022]所述的粒狀鋰離子篩42為以聚氯乙烯、殼聚糖或瓊脂糖作為粘結(jié)劑的含錳類或含鈦類的粒狀鋰離子篩(材料均可從市場(chǎng)購(gòu)置)。
[0023]所述的粒狀鋰離子篩42的粒徑為1.5?3.0mm。
[0024]所述的支撐網(wǎng)41的孔徑為0.5?1.0mm。
[0025]所述的支撐網(wǎng)41通過(guò)卡槽類組件與外殼2內(nèi)壁連接。
[0026]所述底座I和外殼2材料均為PP或PVC耐酸堿耐腐蝕的塑料。
[0027]工作過(guò)程:采用本實(shí)用新型進(jìn)行吸附操作時(shí)，含鋰海水在一定壓力的作用下從進(jìn)水口 22流入此裝置，經(jīng)液體再分布器3以流線速度由底部向上使溶液均勻分散于桶內(nèi)，流經(jīng)支撐網(wǎng)4之間的吸附劑后從裝置上端的出水口 21流出并收集，形成動(dòng)態(tài)吸附過(guò)程。此過(guò)程控海水制流入和流出速度及吸附時(shí)間。吸附完成后，將進(jìn)水溶液更換為解吸溶液，進(jìn)行解吸過(guò)程，此過(guò)程的操作等同于吸附過(guò)程，從出水口流出的解吸溶液即為所需的富鋰溶液。
[0028]本說(shuō)明書實(shí)施例所述的內(nèi)容僅僅是對(duì)實(shí)用新型構(gòu)思的實(shí)現(xiàn)形式的列舉，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不應(yīng)當(dāng)被視為僅限于實(shí)施例所陳述的具體形式，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍也包括本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.粒狀鋰離子篩吸附劑提鋰的裝置，其特征在于:包括底座、外殼和液體再分布器，所述的外殼底部固接在所述的底座上，所述的外殼頂部設(shè)有出水口，外殼下部設(shè)有進(jìn)水口，并且進(jìn)水口和出水口處均配有相應(yīng)的閥門；所述的外殼內(nèi)部從下到上依次設(shè)有液體再分布器和吸附層，所述的液體再分布器的進(jìn)水端通過(guò)外殼進(jìn)水口與外界加液裝置連通，所述的液體再分布器的出水端指向吸附層；所述的吸附層包括雙層支撐網(wǎng)和粒狀鋰離子篩，所述的粒狀鋰離子篩填充在雙層支撐網(wǎng)之間，并且所述的支撐網(wǎng)的孔徑小于粒狀鋰離子篩的粒徑。2.如權(quán)利要求1所述的粒狀鋰離子篩吸附劑提鋰的裝置，其特征在于:所述的底座為方形。3.如權(quán)利要求1所述的粒狀鋰離子篩吸附劑提鋰的裝置，其特征在于:所述的外殼為空心圓柱筒。4.如權(quán)利要求1所述的粒狀鋰離子篩吸附劑提鋰的裝置，其特征在于:所述的液體再分布器設(shè)置于外殼的內(nèi)底部，并且液體再分布器的尺寸與外殼直徑匹配，液體再分布器具有均勾的孔分布。5.如權(quán)利要求1或3所述的粒狀鋰離子篩吸附劑提鋰的裝置，其特征在于:所述的粒狀鋰離子篩為以聚氯乙烯、殼聚糖或瓊脂糖作為粘結(jié)劑的含錳類或含鈦類的粒狀鋰離子篩。6.如權(quán)利要求1或4所述的粒狀鋰離子篩吸附劑提鋰的裝置，其特征在于:所述的粒狀鋰離子篩的粒徑為1.5?3.0mm。7.如權(quán)利要求1所述的粒狀鋰離子篩吸附劑提鋰的裝置，其特征在于:所述的支撐網(wǎng)的孔徑為0.5?1.0mm08.如權(quán)利要求7所述的粒狀鋰離子篩吸附劑提鋰的裝置，其特征在于:所述的支撐網(wǎng)通過(guò)卡槽類組件與外殼內(nèi)壁連接。
【專利摘要】粒狀鋰離子篩吸附劑提鋰的裝置，包括底座、外殼和液體再分布器，所述的外殼底部固接在所述的底座上，所述的外殼頂部設(shè)有出水口，外殼下部設(shè)有進(jìn)水口，并且進(jìn)水口和出水口處均配有相應(yīng)的閥門；所述的外殼內(nèi)部從下到上依次設(shè)有液體再分布器和吸附層，所述的液體再分布器的進(jìn)水端通過(guò)外殼進(jìn)水口與外界加液裝置連通，所述的液體再分布器的出水端指向吸附層；所述的吸附層包括雙層支撐網(wǎng)和粒狀鋰離子篩，所述的粒狀鋰離子篩填充在雙層支撐網(wǎng)之間，并且所述的支撐網(wǎng)的孔徑小于粒狀鋰離子篩的粒徑。本實(shí)用新型的有益效果是：裝置成本低，操作方法簡(jiǎn)單，吸附速率快、吸附容量大、循環(huán)使用率高、可連續(xù)性操作的吸附裝置，可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。
【IPC分類】C22B26/12
【公開(kāi)號(hào)】CN204690088
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520369654
【發(fā)明人】沈江南, 楊珊珊, 周瑪麗
【申請(qǐng)人】浙江工業(yè)大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年10月7日
【申請(qǐng)日】2015年6月1日