权利要求
1.一种盐湖提锂的系统，其特征在于，所述系统包括沿萃取剂流向依次设置的多级逆流萃取机构(100)、洗涤机构(200)及反萃机构(300);
所述多级逆流萃取机构(100)包括并联设置的两组或两组以上的多级萃取槽，各组所述多级萃取槽包括串联设置的一级萃取槽(11)、二级萃取槽(12)、……、n级萃取槽(13)，各个所述n级萃取槽(13)分别连接待萃取卤水储存罐(102)，各个所述一级萃取槽(11)分别连接萃取剂储存罐(101);
各所述n级萃取槽(13)均与所述洗涤机构(200)连接，所述洗涤机构(200)远离萃取槽的一侧设置有洗涤液输入管，所述洗涤机构(200)远离萃取槽的一侧还与所述反萃机构(300)连接;
所述反萃机构(300)远离洗涤机构(200)的一侧设置有反萃液输入管，所述反萃机构(300)近洗涤机构(200)的一侧设置有高锂液储存罐(302)。
2.根据权利要求1所述的盐湖提锂的系统，其特征在于，所述洗涤机构(200)至少包括串联设置的一级洗涤槽(21)和二级洗涤槽(22)，各所述n级萃取槽(13)的油相出口均与一级洗涤槽(21)的油相入口连接，所述二级洗涤槽(22)通过所述洗涤液输入管连接洗涤液储存罐(201)，所述二级洗涤槽(22)的油相出口与所述反萃机构(300)连接。
3.根据权利要求2所述的盐湖提锂的系统，其特征在于，所述一级洗涤槽(21)的水相出口分别连接各所述n级萃取槽(13)的入口，以使所述一级洗涤槽(21)得到的洗余液再次进行萃取。
4.根据权利要求2所述的盐湖提锂的系统，其特征在于，所述反萃机构(300)包括依次串联设置的一级反萃槽(31)、二级反萃槽(32)和三级反萃槽(33)，所述一级反萃槽(31)分别连接高锂液储存罐(302)和所述二级洗涤槽(22)的油相出口，所述三级反萃槽(33)通过反萃液输入管连接反萃液储存罐(301)。
5.根据权利要求4所述的盐湖提锂的系统，其特征在于，所述三级反萃槽(33)的油相出口连接所述萃取剂储存罐(101)，使反萃后的油相再次用于待萃取卤水。
6.根据权利要求1所述的盐湖提锂的系统，其特征在于，各个所述一级萃取槽(11)均还连接萃余液澄清槽(400)，所述萃余液澄清槽(400)的油相出口连接所述萃取剂储存罐(101)的入口，使萃余液中残留的萃取剂得以回收。
7.根据权利要求6所述的盐湖提锂的系统，其特征在于，所述萃余液澄清槽(400)还连接第一隔油器(500)。
8.根据权利要求1所述的盐湖提锂的系统，其特征在于，所述高锂液储存罐(302)还连接第二隔油器(600)。
9.一种利用权利要求1~8任一项所述的盐湖提锂的系统进行盐湖提锂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将萃取液分别自各个所述一级萃取槽(11)进入所述多级逆流萃取机构(100)，将待萃取卤水分别自各个所述n级萃取槽(13)进入所述多级逆流萃取机构(100)，各所述n级萃取槽(13)排出的萃余液分别进入上一级的萃取槽中，最后萃余液自各所述一级萃取槽(11)中排出，各所述n级萃取槽(13)得到萃取后的油相;
S2、步骤S1所得萃取后的油相进入洗涤机构(200)，采用洗涤液进行洗涤，得到洗涤后的油相;
S3、步骤S2所得洗涤后的油相进入反萃机构(300)，采用反萃液进行反萃得到高锂液。
10.根据权利要求9所述的盐湖提锂的方法，其特征在于，步骤S2中，所述洗涤之后还得到洗余液，洗余液返回所述n级萃取槽(13)中。
11.根据权利要求9所述的盐湖提锂的方法，其特征在于，步骤S3中，所述反萃之后还得到油相液，所述油相液返回所述萃取剂储存罐(101)。
说明书
技术领域
[0001]本发明涉及锂提取技术领域，特别是涉及一种盐湖提锂的系统及方法。
背景技术
[0003]现有的盐湖提锂技术主要存在以下问题：首先，针对高镁锂比(Mg2+/Li⁺>50)盐湖体系，传统的吸附法存在吸附容量低、选择性有限、解吸剂消耗量大，以及高性能的吸附剂价格昂贵、使用寿命有限等问题;其次，膜分离技术在实际应用中面临膜通量衰减快、抗污染能力差等技术难题，限制了盐湖提锂效率的提高和成本控制。
[0004]溶剂萃取法提锂，因其分离效率高、能耗较低，对能源的要求较传统工艺依懒性较小，在锂电池回收锂领域广泛应用，由于锂电池在拆解酸浸后，显酸性，且锂离子含量通常在5g/L左右，锂含量较高，便于进行后续萃取，而盐湖卤水由于锂浓度较低，析钾后老卤锂离子含量在0.1~0.5g/L左右，沉锂母液中锂离子含量一般为1.2~2g/L。
[0005]萃取法提锂一般采用离心萃取或箱式萃取法，离心萃取法分离效率高，但是不适用较大通量的盐湖卤水萃取，箱式萃取由于不受离心速率和容量的影响，可以处理较大通量的盐湖卤水(单个萃取槽日处理量可达上千吨)，但是受制于分相时间，导致萃取效率较低。
[0006]因此，亟需开发一种新的盐湖提锂系统，实现对大通量盐湖卤水的高效开发。
发明内容
[0007]鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种盐湖提锂的系统及方法，用于解决现有技术中萃取通量低的问题。
[0008]为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种盐湖提锂的系统，所述系统包括沿萃取剂流向依次设置的多级逆流萃取机构、洗涤机构及反萃机构;
所述多级逆流萃取机构包括并联设置的两组或两组以上的多级萃取槽，各组所述多级萃取槽包括串联设置的一级萃取槽、二级萃取槽、……、n级萃取槽，各个所述n级萃取槽分别连接待萃取卤水储存罐，各个所述一级萃取槽分别连接萃取剂储存罐;
各所述n级萃取槽均与所述洗涤机构连接，所述洗涤机构远离萃取槽的一侧设置有洗涤液输入管，所述洗涤机构远离萃取槽的一侧还与所述反萃机构连接;
所述反萃机构远离洗涤机构的一侧设置有反萃液输入管，所述反萃机构近洗涤机构的一侧设置有高锂液储存罐。
[0009]优选地，所述洗涤机构至少包括串联设置的一级洗涤槽和二级洗涤槽，各所述n级萃取槽的油相出口均与一级洗涤槽的油相入口连接，所述二级洗涤槽通过所述洗涤液输入管连接洗涤液储存罐，所述二级洗涤槽的油相出口与所述反萃机构连接。
[0010]优选地，所述反萃机构包括依次串联设置的一级反萃槽、二级反萃槽和三级反萃槽，所述一级反萃槽分别连接高锂液储存罐和所述二级洗涤槽的油相出口，所述三级反萃槽通过反萃液输入管连接反萃液储存罐。
[0011]优选地，各个所述一级萃取槽均还连接萃余液澄清槽，所述萃余液澄清槽的油相出口连接所述萃取剂储存罐的入口，使萃余液中残留的萃取剂得以回收。
[0012]本发明还提供一种利用如上所述的盐湖提锂的系统进行盐湖提锂的方法，包括以下步骤：
S1、将萃取液分别自各个所述一级萃取槽进入所述多级逆流萃取机构，将待萃取卤水分别自各个所述n级萃取槽进入所述多级逆流萃取机构，各所述n级萃取槽排出的萃余液分别进入上一级的萃取槽中，最后萃余液自各所述一级萃取槽中排出，各所述n级萃取槽得到萃取后的油相;
S2、步骤S1所得萃取后的油相进入洗涤机构，采用洗涤液进行洗涤，得到洗涤后的油相;
S3、步骤S2所得洗涤后的油相进入反萃机构，采用反萃液进行反萃得到高锂液。
[0013]如上所述，本发明的盐湖提锂的系统及方法，具有以下有益效果：
本发明的盐湖提锂系统采用并联设置的多级逆流萃取机构，合理的优化了萃取段分相慢、用时长的缺点，提高了萃取效率，之后依次通过洗涤机构、反萃机构得到高锂液。进一步地，洗涤机构得到的洗余液再次进入多级逆流萃取机构进行萃取，且萃余液澄清槽中的油相也再次进入到多级逆流萃取机构进行萃取，提高了锂的萃取率;三级反萃槽排出的油相返回多级逆流萃取机构，使萃取剂重复利用，降低萃取剂消耗量。
附图说明
[0014]图1为本发明盐湖提锂的系统的结构示意图。
[0015]附图标号说明
100多级逆流萃取机构200洗涤机构300反萃机构400萃余液澄清槽500第一隔油器600第二隔油器101萃取剂储存罐102待萃取卤水储存罐11一级萃取槽12二级萃取槽13n级萃取槽201洗涤液储存罐21一级洗涤槽22二级洗涤槽301反萃液储存罐302高锂液储存罐31一级反萃槽32二级反萃槽33三级反萃槽
具体实施方式
[0016]以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
[0017]在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，也可以是成一体;可以是机械连接，也可以是电连接，也可以是通讯连接;可以是直接连接，也可以通过中间媒介的间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0018]在本发明中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
[0019]当本文中公开一个数值范围时，上述范围视为连续，且包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值。进一步地，当范围是指整数时，包括该范围的最小值与最大值之间的每一个整数。此外，当提供多个范围描述特征或特性时，可以合并该范围。换言之，除非另有指明，否则本文中所公开之所有范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。例如，从“1~10”的指定范围应视为包括最小值1与最大值10之间的任何及所有的子范围。范围1至10的示例性子范围包括但不限于1至6.1、3.5至7.8、5.5至10等。
[0020]此外应理解，本发明中提到的一个或多个方法步骤并不排斥在所述组合步骤前后还可以存在其他方法步骤或在这些明确提到的步骤之间还可以插入其他方法步骤，除非另有说明;而且，除非另有说明，各方法步骤的编号仅为鉴别各方法步骤的便利工具，而非为限制各方法步骤的排列次序或限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容的情况下，当亦视为本发明可实施的范畴。
[0021]发明人在实验中发现箱式萃取过程需要母液流量和萃取液流量均较大，水油相流量比一般为1:1左右，而在洗涤段和反萃段，由于采用酸液洗涤，洗涤段一般采用1-2mol/L的酸进行洗涤，反萃段采用3-6mol/L的酸进行反萃，洗涤液和反萃液的流量较小，水油相流量比1：15左右，加之在酸性条件下分相较快，所以萃取段的分相时间和母液流量限制整体的萃取效率。
[0022]鉴于此，本发明第一方面提供一种盐湖提锂的系统，所述系统包括沿萃取剂流向依次设置的多级逆流萃取机构100、洗涤机构200及反萃机构300;
所述多级逆流萃取机构100包括并联设置的两组或两组以上的多级萃取槽，各组所述多级萃取槽包括串联设置的一级萃取槽11、二级萃取槽12、……、n级萃取槽13，各个所述n级萃取槽13分别连接待萃取卤水储存罐102，各个所述一级萃取槽11分别连接萃取剂储存罐101;
各所述n级萃取槽13均与所述洗涤机构200连接，所述洗涤机构200远离萃取槽的一侧设置有洗涤液输入管，所述洗涤机构200远离萃取槽的一侧还与所述反萃机构300连接;
所述反萃机构300远离洗涤机构200的一侧设置有反萃液输入管，所述反萃机构300近洗涤机构200的一侧设置有高锂液储存罐302。
[0023]在本发明优选的实施方式中，所述n≤5。
[0024]本发明的盐湖提锂的系统中，所述洗涤机构200至少包括串联设置的一级洗涤槽21和二级洗涤槽22，各所述n级萃取槽13的油相出口均与一级洗涤槽21的油相入口连接，所述二级洗涤槽22通过所述洗涤液输入管连接洗涤液储存罐201，所述二级洗涤槽22的油相出口与所述反萃机构300连接。所述洗涤机构200中洗涤槽可设置多级，至少为二级。
[0025]本发明的盐湖提锂的系统中，所述一级洗涤槽21的水相出口分别连接各所述n级萃取槽13的入口，以使所述一级洗涤槽21得到的洗余液再次进行萃取。本发明中将一级洗涤槽21中的水相再次回到n级萃取槽13，对洗涤下来的部分锂再次进行回收。
[0026]本发明的盐湖提锂的系统中，所述反萃机构包括依次串联设置的一级反萃槽31、二级反萃槽32和三级反萃槽33，所述一级反萃槽31分别连接高锂液储存罐302和所述二级洗涤槽22的油相出口，所述三级反萃槽33通过反萃液输入管连接反萃液储存罐301。
[0027]本发明的盐湖提锂的系统中，所述三级反萃槽33的油相出口还连接所述萃取剂储存罐101，使反萃后的油相再次用于待萃取卤水。
[0028]本发明的盐湖提锂的系统中，各个所述一级萃取槽11均还连接萃余液澄清槽400，所述萃余液澄清槽400的油相出口连接所述萃取剂储存罐101的入口，使萃余液中残留的萃取剂得以回收。
[0029]本发明的盐湖提锂的系统中，所述萃余液澄清槽400还连接第一隔油器500。萃余液澄清槽400中排出的萃余液进入第一隔油器500进一步除油。
[0030]本发明的盐湖提锂的系统中，所述高锂液储存罐302还连接第二隔油器600。使得到的高锂液进行除油。
[0031]本发明第二方面提供一种利用如上所述的盐湖提锂的系统进行盐湖提锂的方法，包括以下步骤：
S1、将萃取液分别自各个所述一级萃取槽11进入所述多级逆流萃取机构100，将待萃取卤水分别自各个所述n级萃取槽13进入所述多级逆流萃取机构100，各所述n级萃取槽13排出的萃余液分别进入上一级的萃取槽中，最后萃余液自各所述一级萃取槽11中排出，各所述n级萃取槽13得到萃取后的油相;
S2、步骤S1所得萃取后的油相进入洗涤机构200，采用洗涤液进行洗涤，得到洗涤后的油相;
S3、步骤S2所得洗涤后的油相进入反萃机构300，采用反萃液进行反萃得到高锂液。
[0032]本发明的盐湖提锂的方法中，步骤S1中所述待萃取卤水为经过沉淀和过滤后的盐湖卤水;步骤S1中使用的待萃取卤水中各离子浓度为碳酸根离子浓度为6~10g/L，锂离子浓度为1.2~1.8g/L，钠离子浓度为45~60g/L，氯离子浓度为60~90g/L，钙离子、镁离子浓度均小于5ppm。
[0033]本发明的盐湖提锂的方法中，步骤S2中，所述洗涤之后还得到洗余液，洗余液返回所述n级萃取槽13中。
[0034]本发明的盐湖提锂的方法中，步骤S3中，所述反萃之后还得到油相液，所述油相液返回所述萃取剂储存罐101或一级萃取槽11。
[0035]步骤S1中所述萃取液为双酮化合物。具体可以为专利公开号为CN 118241039 A中实施例1公开的萃取剂。
[0036]本发明的一些实施例中，步骤S2中所述洗涤液为0.5~2.5mol/L酸溶液。例如为0.5mol/L、1.0mol/L、1.5mol/L、2.0mol/L或2.5mol/L等。
[0037]本发明的一些实施例中，步骤S3中所述反萃液为3~6mol/L酸溶液。例如为3 mol/L、3.5mol/L、4mol/L、4.5mol/L、5mol/L、5.5mol/L或6mol/L等。
[0038]实施例1
本实施例提供一种盐湖提锂的系统及方法，如图1所示，所述系统包括沿萃取剂流向依次设置的多级逆流萃取机构100、洗涤机构200及反萃机构300;
所述多级逆流萃取机构100包括并联设置的两组的多级萃取槽，且n=3，即各组所述多级萃取槽包括串联设置的一级萃取槽11、二级萃取槽12、三级萃取槽，各个所述三级萃取槽分别连接待萃取卤水储存罐102，各个所述一级萃取槽11分别连接萃取剂储存罐101;各个所述一级萃取槽11均还连接萃余液澄清槽400，所述萃余液澄清槽400的油相出口连接所述萃取剂储存罐101的入口，所述萃余液澄清槽400还连接第一隔油器500，萃余液澄清槽400的油相出口连接所述三级萃取槽，萃余液澄清槽400还连接第一隔油器500;
各所述三级萃取槽均与所述洗涤机构200连接，所述洗涤机构200包括串联设置的一级洗涤槽21和二级洗涤槽22，各所述三级萃取槽的油相出口均与一级洗涤槽21的油相入口连接，所述一级洗涤槽21的水相出口分别连接各所述三级萃取槽的入口，所述二级洗涤槽22通过所述洗涤液输入管连接洗涤液储存罐201，所述二级洗涤槽22还与所述反萃机构300连接;
所述反萃机构300包括串联设置的一级反萃槽31、二级反萃槽32和三级反萃槽33，所述一级反萃槽31分别连接高锂液储存罐302和所述二级洗涤槽22的油相出口，所述三级反萃槽33连接反萃液储存罐301，所述三级反萃槽33的油相出口还连接所述萃取剂储存罐101;所述高锂液储存罐302还连接第二隔油器600。
[0039]待萃取卤水中各离子浓度：碳酸根离子浓度为10g/L，锂离子浓度为1.8g/L，钠离子浓度为60g/L，氯离子浓度为80g/L，钙离子、镁离子浓度均小于5ppm。
[0040]洗涤液为：1.5mol/L盐酸溶液。
[0041]反萃液为：5mol/L盐酸溶液。
[0042]萃取槽的规格(直径×高度)：Φ2m×2.5m，萃余液澄清槽的规格(长×宽×深)：10m×4m×1m。
[0043]所述盐湖提锂的方法，包括以下步骤：
S1、将萃取液分别自各个所述一级萃取槽进入所述多级逆流萃取机构，每组萃取液的流量为25 m3/h;将待萃取卤水分别自各个所述三级萃取槽进入所述多级逆流萃取机构，每组所述待萃取卤水的进料流量为30 m3/h;各所述三级萃取槽排出的萃余液分别进入上一级的萃取槽中，最后萃余液自各所述一级萃取槽中排出到萃余液澄清槽中，萃余液澄清槽中澄清上浮的油相返回萃取剂储存罐得到回收，萃余液澄清槽中萃余液进入隔油器进一步除油，各所述三级萃取槽得到萃取后的油相;
S2、步骤S1所得萃取后的油相进入一级洗涤槽，洗涤液自洗涤液储存罐从二级洗涤槽进入洗涤机构，所述洗涤液的流量为2.8 m3/h;洗涤后得到的水相自一级洗涤槽再次进入三级萃取槽进行反萃，洗涤后得到的油相进入反萃机构;
S3、步骤S2所得洗涤后的油相进入一级反萃槽，反萃液自反萃液储存罐从三级反萃槽进入反萃机构，所述反萃液的流量为3.2 m3/h，锂浓度33.2g/L。反萃后得到的油相回到萃取剂储蓄罐用于再次萃取，反萃后得到的水相进入高锂液储存罐之后再经过第二隔油器进一步除油即得高锂液。
[0044]实施例2
与实施例1相比，多级逆流萃取机构100包括并联设置的三组的多级萃取槽，且n=3，即每组为三级串联的萃取槽，每组萃取液的流量为20 m3/h，每组待萃取卤水的进料流量为25 m3/h;洗涤机构200包括两级串联的洗涤槽，洗涤液流量为4.2 m3/h;反萃机构300包括三级串联的反萃槽，反萃液流量为4 m3/h。其余同实施例1。
[0045]对比例1
与实施例1相比，多级逆流萃取机构100无并联设置，仅设有三级串联的萃取槽，每组萃取液的流量为25 m3/h，每组待萃取卤水的进料流量为30 m3/h;洗涤机构200包括两级串联的洗涤槽，洗涤液流量为1.5 m3/h;反萃机构300包括三级串联的反萃槽，反萃液流量为1.65 m3/h。其余同实施例1。
[0046]对比例2
与实施例1相比，多级逆流萃取机构100包括并联设置的两组的萃取槽，但n=1，即每组仅设置一个萃取槽，每组萃取液的流量为35 m3/h，每组待萃取卤水的进料流量为30m3/h;洗涤机构200包括两级串联的洗涤槽，洗涤液流量为3.6 m3/h;反萃机构300包括三级串联的反萃槽，反萃液流量为2.9 m3/h。其余同实施例1。
[0047]对上述实施例和对比例得到的高锂液进行测试，结果如表1所示。
[0048]表1
12小时卤水输入体积(m3)12小时间所获高锂液体积(m3)高锂液浓度(g/L)综合锂收率(%)实施例172038.433.298.37实施例29004832.395.70对比例136019.832.198.08对比例272034.831.584.58
由表1数据可知：实施例1采用两组并联三级萃取方式，较对比例1高锂液产量近乎翻倍。实施例2采用三并联萃取方式产量最高，但反萃收率会有降低，使综合锂收率降低。对比例2采用两组并联一级萃取方式，萃取率会降低，使综合锂收率较低。
[0049]所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0050]上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
说明书附图(1)
