[发明专利]锂提取自控系统及控制方法

说明书

本申请涉及一种锂提取自控系统及控制方法，锂提取自控系统包括：控制器组件根据人机交互装置发送的控制指令与控制参数控制膜堆提锂脱嵌设备，以通过极板供电装置改变脱嵌槽中极板的极性、通过锂提取附属装置改变脱嵌槽内极板接触的溶液，使处于阴性的极板上涂覆的电极涂覆材料嵌入待提锂溶液中的锂，同时使处于阳性的极板上涂覆的电极涂覆材料将其之前从待提锂溶液中嵌入的锂释放到含有支持电解液的溶液，即富锂溶液中，实现将待提锂溶液中的锂分离提取到富锂溶液中；同时人机交互装置可以显示控制器组件获取的膜堆提锂脱嵌设备的运行状态参数。基于此，实现锂提取过程的自动控制，给后期的规模化生产奠定基础。

技术领域

本申请涉及锂分离及富集提取技术领域，尤其涉及一种锂提取自控系统及控制方法。

背景技术

金属锂是目前人们发现的最轻的金属，它被广泛应用于能源、化工、冶金等领域。随着能源问题的日益突出，锂离子电池得以快速发展，锂及其化合物占据着不可替代的地位。在自然界，锂主要以矿石和卤水两种形式存在，大部分锂资源存在于卤水尤其是盐湖卤水中，其储量占全部锂资源储量的80％以上。随着市场需求的增长，矿物锂资源显得供不应求，且开采成本高，人们开始开发盐湖卤水中的锂资源。

相比于矿石提锂，卤水中的锂资源储量丰富，且锂以离子形式存在，提锂成本具有天然的优势。然而，卤水中除了锂之外，通常还含有钠、钾、镁、钙等共生阳离子，只有极少数盐湖卤水的镁锂比较低(如智利阿塔卡玛盐湖，为6.4)，大部分盐湖卤水的镁锂比都在20以上，甚至高达1825(察尔汗盐湖)。Mg²⁺与Li⁺处于元素周期表的对角线位置，由对角线规则可知其化学性质非常相似，难以进行高效分离，从而严重制约了卤水中锂资源的开发利用，从高镁锂比卤水中提取锂已经成为了一个世界性难题。研究者们采用沉淀法、碳化法、煅烧法、溶剂萃取法等技术来提取卤水中的锂资源，但这些方法大多工艺复杂，生产成本高，对设备要求较高，不利于大规模生产推广。

针对高镁锂比盐湖卤水难以经济高效清洁提取的难题，相关技术中提出了电化学脱嵌法盐湖提锂新技术，即利用水溶液锂电池的工作原理，以对锂离子具有“记忆效应”的电池正极材料为电极材料，盐湖卤水为阴极电解液，不含镁的支持电解质为阳极电解液，从而组成的一个电化学脱嵌体系。这种锂分离和富集的生产工艺方法，我们称之为提锂“电化学脱嵌法”。但是目前由于欠缺相关设备，无法利用上述原理实现锂分离提取的工业化自动化连续生产，鉴于以上原因，特提出本发明。

发明内容

为至少在一定程度上克服存在的问题，本申请提供一种锂提取自控系统及控制方法。

根据本申请的第一方面，提供一种锂提取自控系统，包括：

控制器组件；

与所述控制器组件通信连接的人机交互装置和膜堆提锂脱嵌设备；所述控制器组件根据人机交互装置发送的控制指令与控制参数控制所述膜堆提锂脱嵌设备进行锂提取；所述人机交互装置显示所述控制器组件获取的所述膜堆提锂脱嵌设备的运行状态参数；

所述膜堆提锂脱嵌设备包括盛放待提锂溶液和富锂溶液的脱嵌槽、极板供电装置、插在脱嵌槽中涂覆锂电池材料的阴阳极板和多个锂提取附属装置，以通过所述极板供电装置改变脱嵌槽中极板的极性、通过所述锂提取附属装置改变脱嵌槽内极板接触的溶液，使处于阴性的极板上涂覆的电极涂覆材料嵌入待提锂溶液中的锂同时使处于阳性的极板上涂覆的电极涂覆材料将其之前嵌入的锂脱嵌释放到富锂溶液中。

可选的，所述多个锂提取附属装置包括富锂溶液注排液子装置、待提锂溶液注排液子装置、清洗子装置；所述脱嵌槽包括甲室和乙室；

所述富锂溶液注排液子装置分别与所述甲室和乙室连通，将富锂溶液注入甲室或乙室，或，从甲室或乙室中排出富锂溶液；

所述待提锂溶液注排液子装置分别与所述甲室和乙室连通，将待提锂溶液注入甲室或乙室，或，从甲室或乙室中排出待提锂溶液；