采用連續(xù)離子交換技術(shù)用于鹽湖鹵水的吸附法提鋰。針對(duì)青海一里坪鹽湖老鹵體系,開發(fā)了連續(xù)離子交換吸附提鋰工藝,研究了操作參數(shù)對(duì)連續(xù)離子交換系統(tǒng)提鋰性能的影響,并在優(yōu)化的工藝條件下進(jìn)行了長周期的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)。結(jié)果表明,在轉(zhuǎn)動(dòng)步進(jìn)周期為20 min、鹵水進(jìn)料量為3.2 BV/h、淋洗水量為2.9 BV/h、解吸水量為9.3 BV/h、解吸溫度為15～25℃時(shí),連續(xù)離子交換系統(tǒng)可以穩(wěn)定獲得鎂鋰質(zhì)量濃度比（簡稱鎂鋰比）在3左右、鋰質(zhì)量濃度接近1.1 g/L的合格液,鋰回收率為98.5%以上。 

【文章來源】：無機(jī)鹽工業(yè). 2020,52(07)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

穩(wěn)定運(yùn)行中鋰回收率、鎂鋰比和鋰濃度

連續(xù)離子交換工藝流程見圖1。將連續(xù)離子交換系統(tǒng)的20個(gè)離子交換柱位置按照1～20順序編號(hào)，并劃分為3個(gè)功能區(qū)，分別為吸附區(qū)（1～12）、淋洗區(qū)（18～20）和解吸區(qū)（13～17）。鹽湖鹵水從1#和2#位置進(jìn)入吸附區(qū)，分別經(jīng)過“1-4-8-11”和“2-5-7-9-12”的串聯(lián)吸附后送出吸附區(qū)，其中11#位置的吸附尾液排出系統(tǒng)，12#位置的吸附尾液與純水混合后作為淋洗水從18#位置進(jìn)入淋洗區(qū)；淋洗水經(jīng)過“18-19-20”的串聯(lián)淋洗后，淋洗尾液從3#位置進(jìn)入吸附區(qū)以回收夾帶的鋰，淋洗尾液經(jīng)過“3-6-10”的串聯(lián)吸附后排出系統(tǒng)；純水從13#位置進(jìn)入解吸區(qū)，經(jīng)過“13-14-15-16-17”的串聯(lián)解吸后作為解吸合格液送出系統(tǒng)。離子交換柱普遍采用“上進(jìn)下出”的物料流動(dòng)方向，只有10#、11#和12#位置的離子交換柱采用“下進(jìn)上出”的物料流動(dòng)方向，以避免吸附劑在長期運(yùn)行過程中板結(jié)，同時(shí)排出進(jìn)入離子交換柱中的少量氣泡。分配閥每經(jīng)過一個(gè)步進(jìn)周期帶動(dòng)所有的離子交換柱向編號(hào)減小的方向移動(dòng)一個(gè)位置，即離子交換柱的移動(dòng)方向與物料流動(dòng)方向相反，以實(shí)現(xiàn)離子交換柱在每個(gè)功能區(qū)內(nèi)的逆流移動(dòng)及在功能區(qū)之間的切換。離子交換柱從轉(zhuǎn)入吸附區(qū)時(shí)開始對(duì)含鋰物料進(jìn)行吸附，并通過分配閥轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)其在吸附飽和時(shí)轉(zhuǎn)入淋洗區(qū)；淋洗液快速洗滌離子交換柱以置換含鋰物料并洗脫大部分雜質(zhì)離子，但會(huì)造成離子交換柱中的部分鋰離子被淋洗液夾帶損失，因此淋洗尾液送入吸附區(qū)回收鋰；淋洗后的離子交換柱轉(zhuǎn)入解吸區(qū)，用純水對(duì)離子交換柱中的鋰進(jìn)行逆流解吸，純水富集鋰后作為合格液送出系統(tǒng)，而解吸完全后的離子交換柱再次轉(zhuǎn)入吸附區(qū)進(jìn)行吸附操作。連續(xù)離子交換系統(tǒng)在運(yùn)行過程中同時(shí)實(shí)現(xiàn)吸附、淋洗和解吸的操作，分配閥旋轉(zhuǎn)360°，則所有的離子交換柱均完成吸附、淋洗和解吸的循環(huán)過程。

如圖2所示，當(dāng)鹵水進(jìn)料量為2.1 BV/h時(shí)，連續(xù)離子交換系統(tǒng)的鋰回收率可達(dá)99.5%以上；逐步提高鹵水進(jìn)料量，鋰回收率隨之降低，在鹵水進(jìn)料量不高于2.5 BV/h時(shí)，鋰回收率仍保持在95%以上；當(dāng)鹵水進(jìn)料量高于2.5 BV/h后，鋰回收率快速降低，在4.8 BV/h時(shí)，鋰回收率已降低至37.8%。由此可見，在鹵水進(jìn)料量較小時(shí)，連續(xù)離子交換系統(tǒng)的吸附容量高于鹵水帶入系統(tǒng)的鋰總量，吸附床層不發(fā)生穿透，鋰回收率維持在極高的水平；鹵水進(jìn)料量逐漸升高時(shí)，帶入系統(tǒng)的鋰總量逐漸令吸附床層飽和，開始出現(xiàn)鋰的穿透，鋰回收率顯示出緩慢下降的趨勢(shì)；當(dāng)鹵水進(jìn)料量提升至吸附床層完全飽和的程度時(shí)，鋰已經(jīng)完全穿透吸附床層，繼續(xù)提升鹵水進(jìn)料量，鋰回收率快速下降。因此，為確保連續(xù)離子交換系統(tǒng)的鋰回收率維持在較高的水平，應(yīng)將鹵水進(jìn)料量控制在2.5 BV/h以下。由圖2可見，相比于鋰回收率的明顯變化，合格液的鋰濃度對(duì)于鹵水進(jìn)料量的變化則不敏感。鹵水進(jìn)料量高于3.0 BV/h時(shí)，吸附床層已經(jīng)完全穿透，吸附劑達(dá)到充分飽和，合格液鋰質(zhì)量濃度波動(dòng)區(qū)間在1.1～1.2 g/L；而鹵水進(jìn)料量在2.0～3.0 BV/h時(shí)，合格液鋰濃度更加穩(wěn)定，波動(dòng)區(qū)間在1.13～1.14 g/L，表明該鹵水進(jìn)料量下的吸附劑仍然處于高度飽和，吸附容量利用率很高。

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：3613221