專利名稱：一種利用廢熱從含鋰鹽湖鹵水中提取鋰鹽的裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種礦物資源利用領域，具體涉及一種利用廢熱從含鋰鹽湖鹵水中提取鋰鹽的裝置。
背景技術：
鋰是重要的戰(zhàn)略資源，主要以液體礦物和固體礦物兩種形式存在于自然界中，其中鹽湖鹵水鋰儲量占世界儲量的70-80%。碳酸鋰是鋰行業(yè)中最為重要的產(chǎn)品，不僅用于制取各種鋰的化合物、金屬鋰及其同位素，還用于制備化學反應的催化劑、半導體、陶瓷、電視 等。從鹽湖鹵水中提取鋰鹽是獲取碳酸鋰的關鍵技術。目前鹽湖鹵水提鋰鹽的方法主要有沉淀法、溶劑萃取法、離子交換吸附法、鍛燒浸取法、鹽析法、選擇性半透膜法等。目前在提鋰過程中，為了節(jié)約能源，降低對基礎設備的要求，一般采用自然灘曬，蒸發(fā)結(jié)晶，然后再利用沉淀法析鋰，但由于自然灘曬耗時往往很長，達3-7個月，生產(chǎn)效率低，占地廣，嚴重限制了鹵水提鋰鹽及綜合利用技術的推廣；而在一些工廠中，如鋼鐵、化工企業(yè)等，低品位的余熱、廢熱等沒有得到充分利用，造成很大的能源浪費。因此，本領域尚需開發(fā)一種高效、節(jié)能、環(huán)保、占地面積小的從鹵水中提取鹽特別是鋰鹽的新技術。

實用新型內(nèi)容本實用新型目的在于克服現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種新型的從鹵水中提取鹽的裝置。本實用新型提供的從鹵水中提取鹽的裝置，包括水槽，所述水槽內(nèi)裝有鹵水；第一廢熱集熱器，與所述水槽相接，用于將所述水槽內(nèi)的鹵水加熱；膜組件，所述膜組件的進料口通過水泵與所述水槽連接，所述膜組件內(nèi)裝有疏水性微孔膜，用于將由所述水泵從所述水槽內(nèi)輸入的鹵水進行膜蒸餾，獲得濃縮的鹵水；第二廢熱集熱器，設置在所述水槽和所述膜組件之間，用于將由所述膜組件輸出的所述濃縮的鹵水加熱，加熱后的濃縮的鹵水輸送至所述水槽。在另一優(yōu)選例中，所述膜組件為板式、卷式、中空纖維式或管式。在另一優(yōu)選例中，所述疏水性微孔膜選自聚丙烯聚四氟乙烯復合微孔膜、聚偏氟乙烯微孔膜、聚丙烯微孔膜、聚四氟乙烯微孔膜。在另一優(yōu)選例中，所述水槽內(nèi)的鹵水加熱至60_70°C。在另一優(yōu)選例中，所述濃縮的鹵水加熱至40_60°C。在另一優(yōu)選例中，所述膜組件內(nèi)，所述疏水性微孔膜的兩側(cè)分別為進料側(cè)和滲透偵牝所述濃縮的鹵水經(jīng)所述進料側(cè)的出料口輸出，經(jīng)所述膜蒸餾透過的水蒸氣在所述滲透側(cè)的出料口輸出。在另一優(yōu)選例中，所述滲透側(cè)的出料口連接有冷凝器，用于將所述水蒸氣冷凝為水。在另一優(yōu)選例中，所述滲透側(cè)的出料口連接有集水器，所述集水器外周設有冷凝水夾套，所述水蒸氣冷凝為水后由所述集水器進行收集。在另一優(yōu)選例中，所述滲透側(cè)還連接有真空泵，用于對滲透側(cè)進行抽真空，促進水蒸氣的滲透。在另一優(yōu)選例中,所述滲透側(cè)通有吹掃氣體，用于帶走滲透的水蒸氣。使用本實用新型的裝置時，在水槽內(nèi)加入鹵水，采用第一廢熱集熱器將鹵水加熱至60-70°C ;采用水泵將加熱后的鹵水輸入到膜組件中，采用疏水性微孔膜對60-70°C的鹵 水進行膜蒸餾，分別獲得水和濃縮的鹵水；濃縮的鹵水由膜進料側(cè)的出料口輸出，經(jīng)第二廢熱集熱器將所述濃縮的齒水加熱至40-60°C后，送回至所述水槽；經(jīng)膜滲透的水蒸氣進入滲透側(cè),經(jīng)冷凝由與膜組件滲透側(cè)出料口相接的集水槽收集?；蛘咴跐B透側(cè)通入吹掃氣體，將水蒸氣從膜組件中帶出。使用傳統(tǒng)自然灘曬耗時往往很長，達3-7個月，生產(chǎn)效率低，而本實用新型的裝置提取鹽則僅需2-4天，大大提高了生產(chǎn)效率；而且本實用新型還具有節(jié)能、環(huán)保、占地面積小，便于操作，易于實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)等優(yōu)點。應理解，在本實用新型范圍內(nèi)中，本實用新型的上述各技術特征和在下文(如實施例)中具體描述的各技術特征之間都可以互相組合，從而構(gòu)成新的或優(yōu)選的技術方案。限于篇幅，在此不再一一累述。

圖I是本實用新型的從鹵水中提取鹽的裝置示意圖。
具體實施方式
本申請的發(fā)明人經(jīng)過廣泛而深入地研究，意外發(fā)現(xiàn)采用膜蒸餾的方法從鹵水中提取鹽，進一步經(jīng)過浮選獲得鋰鹽，具有高效、節(jié)能、環(huán)保、占地面積小，便于操作，易于實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)等優(yōu)點。在此基礎上，設計了本實用新型的裝置，完成了本實用新型。術語鹵水本文所述的“鹵水”是指鹽類含量大于5%的液態(tài)礦產(chǎn)。聚集于地表的稱表鹵水或鹽湖鹵水。膜蒸餾膜蒸餾(MD)是膜技術與蒸餾過程相結(jié)合的膜分離過程，它以疏水微孔膜為介質(zhì)，在膜兩側(cè)蒸氣壓差的作用下，料液中揮發(fā)性組分以蒸汽形式透過膜孔，從而實現(xiàn)分離的目的。具體地，膜的一側(cè)與熱的待處理的溶液直接接觸(稱為熱側(cè))，另一側(cè)直接或間接地與冷的水溶液接觸(稱為冷側(cè))，熱側(cè)溶液中易揮發(fā)的組分在膜面處汽化通過膜進入冷側(cè)并被冷凝成液相，其他組分被膜阻擋在熱側(cè)，從而實現(xiàn)分離。膜兩側(cè)的溫度差，提供了傳質(zhì)所需的推動力。疏水性微孔膜[0031]微孔膜從結(jié)構(gòu)上將，內(nèi)呈多孔狀的結(jié)構(gòu)。通常，孔徑范圍為O. I微米至10微米。分為親水性和疏水性。對于膜蒸餾來說，采用疏水性微孔膜，選自聚丙烯聚四氟乙烯復合微孔膜、聚偏氟乙烯微孔膜、聚丙烯微孔膜。浮選“浮選(flotation)”一詞，是漂浮選礦的簡稱，是根據(jù)礦物顆粒表面物理化學性質(zhì)的不同，按礦物可浮性的差異進行分選的方法。浮選時使用各種藥劑來調(diào)節(jié)浮選物料和浮選介質(zhì)的物理化學特性，以擴大浮選物料間的疏水-親水性(即可浮性)差別，提高浮選效率。各種浮選工藝的理論基礎大體相同，即礦粒因自身表面的疏水特性或經(jīng)浮選藥劑作用后獲得的疏水(親氣或油)特性，可在液-氣或水-油界面發(fā)生聚集。目前應用最廣泛 的是泡沫浮選法。礦石經(jīng)破碎與磨碎使各種礦物解離成單體顆粒，并使顆粒大小符合浮選工藝要求。向磨礦后的礦漿加入各種浮選藥劑并攪拌調(diào)和，使與礦物顆粒作用，以擴大不同礦物顆粒間的可浮性差別。調(diào)好的礦漿送入浮選槽，攪拌充氣。礦漿中的礦粒與氣泡接觸、碰撞，可浮性好的礦粒選擇性地粘附于氣泡并被攜帶上升成為氣-液-固三相組成的礦化泡沫層，經(jīng)機械刮取或從礦漿面溢出，再脫水、干燥成精礦產(chǎn)品。不能浮起的脈石等礦物顆粒，隨礦漿從浮選槽底部作為尾礦產(chǎn)品排出。有時，將無用礦物顆粒浮出，有用礦物顆粒留在礦漿中，稱為反浮選，如從鐵礦石中浮出石英等。浮選流程包括粗選、精選、掃選作業(yè)。浮選產(chǎn)出粗精礦的作業(yè)稱粗選；粗精礦再選作業(yè)稱精選；尾礦再選作業(yè)稱掃選。本實用新型中，浮選流程包括一次粗選，2飛次精選，一次掃選。下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本實用新型。應理解，這些實施例僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍。下列實施例中未注明具體條件的實驗方法，通常按照常規(guī)條件或按照制造廠商所建議的條件。除非另行定義，文中所使用的所有專業(yè)與科學用語與本領域熟練人員所熟悉的意義相同。此外，任何與所記載內(nèi)容相似或均等的方法及材料皆可應用于本實用新型方法中。文中所述的較佳實施方法與材料僅作示范之用。提取裝置如圖I所示，本實用新型的從鹵水中提取鹽的裝置，包括水槽I、水泵2、膜組件3、第一廢熱集熱器4、第二廢熱集熱器5、水收集器6。其中所述水槽I內(nèi)裝有鹵水；第一廢熱集熱器4與所述水槽I相接，用于將所述水槽I內(nèi)的鹵水加熱；膜組件3，所述膜組件3的進料口通過水泵2與所述水槽I連接，所述膜組件3內(nèi)裝有疏水性微孔膜，用于將由所述水泵2從所述水槽I內(nèi)輸入的鹵水進行膜蒸餾，獲得濃縮的鹵水；第二廢熱集熱器5，設置在所述水槽I和所述膜組件3之間，用于將由所述膜組件3輸出的所述濃縮的鹵水加熱，加熱后的濃縮的鹵水輸送至所述水槽。在一優(yōu)選實施方式中，所述膜組件3的進料口通過水泵2與所述水槽I連接，在所述水泵2的作用下，所述水槽I內(nèi)的鹵水被輸入到膜組件3內(nèi)，所述膜組件3內(nèi)裝有疏水性微孔膜，用于將輸入的所述鹵水進行膜蒸餾，水蒸氣透過疏水性微孔膜并冷凝為水，在所述疏水性微孔膜的進料側(cè)和滲透側(cè)分別得到濃縮的鹵水和水，并經(jīng)膜組件3的兩出料口分別輸出。在另一優(yōu)選例中，所述膜組件3內(nèi)，所述疏水性微孔膜的兩側(cè)分別為進料側(cè)和滲透側(cè)，所述濃縮的鹵水經(jīng)所述進料側(cè)的出料口輸出，經(jīng)所述膜蒸餾透過的水蒸氣在所述滲透側(cè)的出料口輸出。本實用新型的水泵沒有特別的限制，能夠?qū)崿F(xiàn)將水槽中的加熱的鹵水輸入到膜組件的任何類型的水泵都適用于本實用新型。本實用新型的膜組件也可稱為膜蒸餾裝置，沒有特別的限制，為采用疏水性微孔膜的用于膜蒸餾的膜組件即可。所述疏水性微孔膜可以選自下組聚丙烯聚四氟乙烯復合微孔膜、聚偏氟乙烯微孔膜、聚丙烯微孔膜、聚四氟乙烯微孔膜。所述膜組件的形式為板式、卷式、中空纖維式或管式。由于膜兩側(cè)的溫度差，提供了傳質(zhì)所需的推動力。 在另一優(yōu)選例中，所述滲透側(cè)的出料口連接有冷凝器9，用于將所述水蒸氣冷凝為水。在另一優(yōu)選實施方式中，所述裝置還包括水收集器6，通過管道與所述膜組件3的滲透側(cè)的出料口相接，用于收集所述水。水蒸氣通過膜進入到滲透側(cè)，冷凝成為水后被水收集器6收集，在滲透側(cè)出料口與水收集器6之間可以設置冷凝器9。在另一優(yōu)選實施方式中，所述水收集器6外周設有冷凝水夾套，所述水蒸氣冷凝為水后由所述水收集器6進行收集。另外，為加速水蒸氣的滲透，所述膜組件3的滲透側(cè)還可以連接有真空泵(圖未示)，用于對滲透側(cè)抽真空。在另一優(yōu)選實施方式中，在膜組件3的滲透側(cè)通吹掃氣體，將通過的水蒸氣帶走。在本實用新型的一優(yōu)選實施方式中，在鹵水槽中加入鹵水；利用第一廢熱集熱器將鹵水加溫至60-70°C。通過連接與水槽上的水泵，抽吸水槽中的加熱后的鹵水經(jīng)膜組件進行蒸發(fā)；將鹵水分離為淡水和含鹽量更高的濃縮的鹵水；濃縮的鹵水重新經(jīng)第二廢熱集熱器加熱到40-60°C后，被送回鹵水槽。淡水經(jīng)過冷凝器冷凝回到滲透側(cè)出料口的水收集器。不斷重復上述過程，直至水槽析出的含鋰鹽、鈉鹽、鎂鹽的混合鹽，完成從鹵水中提取鹽的工藝步驟。可以采用本領域的常規(guī)方法對混合鹽中的鋰鹽、鎂鹽、鈉鹽進行分離。較佳地，根據(jù)鋰鹽和鎂鹽、鈉鹽表面化學性質(zhì)的不同，進行浮選。為進一步分離鋰鹽，可以采用下述方法(i)磨礦將提起獲得的所述混合鹽鹽磨成< 100目的粉狀顆粒；(ii)浮選，從步驟(i)獲得的所述粉狀顆粒中分離得到鋰鹽粗品；以及任選地，(iii)對所述鋰鹽粗品進行精制。對于浮選分離鋰鹽，采用本領域常規(guī)方法和裝置即可，優(yōu)選的浮選包括一次粗選、2、次精選和一次掃選。在一優(yōu)選實施方式中，對混合鹽進行磨礦，將混合鹽磨成〈100目的粉狀；然后，根據(jù)鋰鹽和鎂鹽、鈉鹽表面化學性質(zhì)的不同，進行浮選。浮選在常溫常壓的飽和母液中進行，浮選藥劑一般為4-8個碳原子、帶有甲基基團的烷烴衍生物，如甲基異丁基甲醇、己醇、或仲辛醇。采用一次粗選，二次以上精選，一次掃選的浮選工藝流程，浮選藥劑用量與時間為浮選藥劑用量50-450克/噸原礦，浮選時間為2-15分鐘，精選不加藥劑，每次精選時間為2-8分鐘，掃選加藥量40-70克/噸原礦，掃選時間為4-8分鐘，將鋰鹽與鎂鹽、鈉鹽進行分離，獲取鋰鹽的粗產(chǎn)品。在另一優(yōu)選例中，所述浮選藥劑為甲基異丁基甲醇、己醇、或仲辛醇。本實用新型的方法，適合用于Cl—型齒7欠，也適用于S042_型鹵水。本實用新型提到的上述特征，或?qū)嵤├岬降奶卣骺梢匀我饨M合。本案說明書所揭示的所有特征可與任何組合物形式并用，說明書中所揭示的各個特征，可以被任何提供相同、均等或相似目的的替代性特征取代。因此除有特別說明，所揭示的特征僅為均等或相似特征的一般性例子。本實用新型的有益之處在于(I)采用膜蒸餾的工藝從鹵水中提取鹽，提高生產(chǎn)效率。(2)便于操作、占地面積小，易于實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。(3)充分利用廢熱，節(jié)能、環(huán)保。在本實用新型提及的所有文獻都在本申請中引用作為參考，就如同每一篇文獻被單獨引用作為參考那樣。此外應理解，在閱讀了本實用新型的上述講授內(nèi)容之后，本領域技術人員可以對本實用新型作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
權(quán)利要求1.一種從鹵水中提取鹽的裝置，其特征在于，所述裝置包括 水槽，所述水槽內(nèi)裝有鹵水； 第一廢熱集熱器，與所述水槽相接，用于將所述水槽內(nèi)的鹵水加熱； 膜組件，所述膜組件的進料口通過水泵與所述水槽連接，所述膜組件內(nèi)裝有疏水性微孔膜，用于將由所述水泵從所述水槽內(nèi)輸入的齒水進行膜蒸餾，獲得濃縮的鹵水； 第二廢熱集熱器，設置在所述水槽和所述膜組件之間，用于將由所述膜組件輸出的所述濃縮的鹵水加熱，加熱后的濃縮的鹵水輸送至所述水槽。
2.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述膜組件為板式、卷式、中空纖維式或管 式。
3.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述疏水性微孔膜選自聚丙烯聚四氟乙烯復合微孔膜、聚偏氟乙烯微孔膜、聚丙烯微孔膜、聚四氟乙烯微孔膜。
4.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述水槽內(nèi)的鹵水加熱至60-70°C。
5.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述濃縮的鹵水加熱至40-60°C。
6.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述膜組件內(nèi)，所述疏水性微孔膜的兩側(cè)分別為進料側(cè)和滲透側(cè)，所述濃縮的鹵水經(jīng)所述進料側(cè)的出料口輸出，經(jīng)所述膜蒸餾透過的水蒸氣在所述滲透側(cè)的出料口輸出。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述滲透側(cè)的出料口連接有冷凝器，用于將所述水蒸氣冷凝為水。
8.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述滲透側(cè)的出料口連接有集水器，所述集水器外周設有冷凝水夾套，所述水蒸氣冷凝為水后由所述集水器進行收集。
9.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述滲透側(cè)還連接有真空泵，用于對滲透側(cè)進行抽真空，促進水蒸氣的滲透。
10.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述滲透側(cè)通有吹掃氣體，用于帶走滲透的水蒸氣。
專利摘要本實用新型公開了一種利用廢熱從含鋰鹽湖鹵水中提取鋰鹽的裝置，包括裝有鹵水的水槽；與所述水槽相接、用于將所述水槽內(nèi)的鹵水加熱的第一廢熱集熱器；通過水泵與所述水槽連接的膜組件，所述膜組件內(nèi)裝有疏水性微孔膜，用于將由所述水泵從所述水槽內(nèi)輸入的鹵水進行膜蒸餾，獲得濃縮的鹵水；設置在所述水槽和所述膜組件之間的第二廢熱集熱器，用于將由所述膜組件輸出的所述濃縮的鹵水加熱，加熱后的濃縮的鹵水輸送至所述水槽。本實用新型的裝置可以高效地從鹵水中提取鹽，節(jié)能、環(huán)保、占地面積小，便于操作，易于實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號C01D15/00GK202754810SQ20122041445
公開日2013年2月27日 申請日期2012年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月20日
發(fā)明者薛立新, 趙秀蘭, 紀曉聲, 劉義平, 潘惠凱 申請人:寧波蓮華環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?br>