一种锂离子筛吸脱附装置的制作方法

本技术涉及金属资源化利用装置，具体涉及一种锂离子筛吸脱附装置。

背景技术：

1、锂作为一种轻金属，其重要性越来越明显。锂及其化合物广泛应用在化学电源、核能发电、功能材料、新型药物等高新技术领域，使其需求量持续增长。自然界中的锂资源主要存储于海水、盐湖卤水、地热水和花岗伟晶岩型矿床中，其中矿石中锂的储量不足总储量的3％。从长远意义看，陆地资源难以满足日益增长的需求，因此，迫切需要开发盐湖卤水、海水和地热水等稀锂液态资源。

2、现有技术中，从稀溶液中提取锂有多种方法，其中离子交换与吸附法被认为最绿色经济，其主要依靠的是吸附剂的吸附作用，将水中的锂先吸附到吸附剂上，然后通过脱附液对吸附剂进行脱附处理，从而实现锂离子的富集。目前，现有的吸附装置主要依据成型后的毫米级锂离子吸附剂而设计，并且多借鉴成熟的简单吸附塔式装置。此类装置通常存在锂离子筛利用效率低的问题。此外，针对微米级的锂离子筛则不适用常规构造的吸附塔装置。

3、例如中国实用新型专利cn219239318u公开了一种页岩气采出水提锂的吸脱装置，该实用新型通过吸附塔内部上层设定喷淋组件配合塔内多吸附床层来提升吸附剂的吸附效率和吸附剂与吸附液、脱附液的接触面积。所述的提锂吸附装置由于使用喷淋和喷灌装置，因此对进水流量要求较高。此外，该装置不适用微米级锂离子筛吸脱附。

4、实用新型专利cn219217644u公开了一种控制离子筛提锂吸附剂溶损的连续离交系统，该系统由30支树脂柱以及配套管路及储罐组成，树脂柱依次设有吸附区、水洗料脱杂区、解吸区和水洗酸区组成，在应用过程中结合在线补加酸、预先脱杂等来实现吸附剂溶损的降低。在实际应用中该系统相对复杂，并且不适用于微米级锂离子筛。

5、实用新型专利cn219308166u公开了一种吸附法提锂装置，该装置通过底部布水装置和上部回收水系统减少吸附剂流失。但是此装置不适用于微米级锂离子筛，同时不具备强化吸脱附系统，导致吸附剂效率较低。

6、针对锂离子筛在含锂溶液中定向富集锂离子过程中存在锂离子筛回收困难、吸脱附过程受阻的问题，为了实现锂离子筛吸脱附性能的强化，如何设计一种锂离子筛吸脱附装置以强化吸脱附系统及含锂溶液中锂的选择性提取，强化锂离子筛在含锂水溶液中锂离子的定向提取性能，如何设计一种能够很好适用于微米级锂离子筛的微米级吸附装置，是目前亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本实用新型提供一种锂离子筛吸脱附装置，目的是使锂离子筛对含锂溶液中锂的吸附过程以及锂离子筛的脱附过程更好地进行，使锂离子筛回收方便。

2、本实用新型涉及一种锂离子筛吸脱附装置，所述锂离子筛吸脱附装置包括：

3、原液存储单元，

4、脱附液存储单元，

5、吸脱附单元，

6、陶瓷膜组件，

7、气体注入组件，以及

8、超声波组件；

9、所述陶瓷膜组件为管式陶瓷膜，所述管式陶瓷膜抵顶于所述吸脱附单元的内顶壁和内底壁之间，所述管式陶瓷膜和所述吸脱附单元的内壁之间形成吸脱附腔室；

10、所述原液存储单元的原液出口、所述脱附液存储单元的脱附液出口、所述气体注入组件的气体出口分别与所述吸脱附腔室流体连通；

11、所述锂离子筛吸脱附装置还设置有与所述管式陶瓷膜的膜管内部流体连通的排液口；

12、所述超声波组件设置有位于所述吸脱附腔室内的超声探头。

13、可选地，所述吸脱附单元还设置有与所述吸脱附腔室连通的排气口。

14、可选地，所述吸脱附腔室分别设置有原液入口、脱附液入口和气体入口，所述原液入口与所述原液存储单元的原液出口连通，所述脱附液入口与所述脱附液存储单元的脱附液出口连通，所述气体入口与所述气体注入组件的气体出口连通。

15、可选地，所述原液存储单元的原液出口与所述吸脱附腔室的原液入口之间，所述脱附液存储单元的脱附液出口与所述吸脱附腔室的脱附液入口之间，各自独立地设置有液体增压设备。

16、可选地，所述锂离子筛吸脱附装置还设置有排液管，所述排液管的两端分别为排液入口和所述排液口，所述排液入口与所述管式陶瓷膜的膜管内部连通。

17、可选地，所述排液管连接于所述管式陶瓷膜的上方或下方。

18、可选地，所述超声波组件还设置有与所述超声探头连接的超声波发生器；

19、所述超声探头为多个，且相间隔地由所述吸脱附单元的内顶壁向下延伸，或者由所述吸脱附单元的内底壁向上延伸。

20、可选地，所述管式陶瓷膜与所述吸脱附单元在竖直方向同轴线设置；

21、所述管式陶瓷膜与所述超声探头相平行。

22、可选地，所述吸脱附单元为吸脱附塔，所述原液存储单元为原液罐，所述脱附液存储单元为脱附液罐，所述气体注入组件为气泵。

23、可选地，所述吸脱附腔室装填有锂离子筛，装填的所述锂离子筛的高度大于或等于所述吸脱附腔室高度的1/5；

24、所述锂离子筛为微米级锂离子筛，所述微米级锂离子筛的粒径为5～50um。

25、有益效果：

26、本实用新型利用超声波独特的“空化”和超搅拌作用，实现吸脱附腔室内填料间气体排空，以及促进含锂溶液与锂离子筛表面溶液的及时更新，达到液-固界面离子扩散过程的强化；利用内置管式陶瓷膜优异的过滤性能，实现锂离子筛与脱锂后原液或脱附液的高效分离，实现离子筛循环应用；锂离子筛吸脱附装置的脱锂效果良好显著，具有广阔的工业化应用前景。

技术特征：

1.一种锂离子筛吸脱附装置，其特征在于，所述锂离子筛吸脱附装置包括：

2.根据权利要求1所述的锂离子筛吸脱附装置，其特征在于，所述吸脱附单元(3)还设置有与所述吸脱附腔室连通的排气口(7)。

3.根据权利要求1所述的锂离子筛吸脱附装置，其特征在于，所述吸脱附腔室分别设置有原液入口、脱附液入口和气体入口，所述原液入口与所述原液存储单元(1)的原液出口连通，所述脱附液入口与所述脱附液存储单元(2)的脱附液出口连通，所述气体入口与所述气体注入组件(4)的气体出口连通。

4.根据权利要求3所述的锂离子筛吸脱附装置，其特征在于，所述原液存储单元(1)的原液出口与所述吸脱附腔室的原液入口之间，所述脱附液存储单元(2)的脱附液出口与所述吸脱附腔室的脱附液入口之间，各自独立地设置有液体增压设备。

5.根据权利要求1所述的锂离子筛吸脱附装置，其特征在于，所述锂离子筛吸脱附装置还设置有排液管，所述排液管的两端分别为排液入口和所述排液口(6)，所述排液入口与所述管式陶瓷膜的膜管内部连通。

6.根据权利要求5所述的锂离子筛吸脱附装置，其特征在于，所述排液管连接于所述管式陶瓷膜的上方或下方。

7.根据权利要求1所述的锂离子筛吸脱附装置，其特征在于，所述超声波组件还设置有与所述超声探头(5)连接的超声波发生器(9)；

8.根据权利要求7所述的锂离子筛吸脱附装置，其特征在于，所述管式陶瓷膜与所述吸脱附单元(3)在竖直方向同轴线设置；

9.根据权利要求1所述的锂离子筛吸脱附装置，其特征在于，所述吸脱附单元(3)为吸脱附塔，所述原液存储单元(1)为原液罐，所述脱附液存储单元(2)为脱附液罐，所述气体注入组件(4)为气泵。

10.根据权利要求1所述的锂离子筛吸脱附装置，其特征在于，所述吸脱附腔室装填有锂离子筛，装填的所述锂离子筛的高度大于或等于所述吸脱附腔室高度的1/5；

技术总结本技术涉及一种锂离子筛吸脱附装置，包括原液存储单元，脱附液存储单元，吸脱附单元，陶瓷膜组件，气体注入组件，以及超声波组件；陶瓷膜组件为管式陶瓷膜，管式陶瓷膜抵顶于吸脱附单元的内顶壁和内底壁之间，管式陶瓷膜和吸脱附单元的内壁之间形成吸脱附腔室；原液存储单元的原液出口、脱附液存储单元的脱附液出口、气体注入组件的气体出口分别与吸脱附腔室流体连通；锂离子筛吸脱附装置还设置有与管式陶瓷膜的膜管内部流体连通的排液口；超声波组件设置有位于吸脱附腔室内的超声探头。本申请锂离子筛吸脱附装置实现锂离子筛与脱锂后原液或脱附液的高效分离，实现离子筛循环应用；锂离子筛吸脱附装置的脱锂效果良好显著。技术研发人员：杨海伦,秦冰,赵锐,张峰,陆语受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司技术研发日：20231030技术公布日：2024/6/13