一种生产金属锂的设备及工艺制造技术

一种生产金属锂的设备及工艺，涉及化工领域。其中，生产金属锂的设备包括化料炉、供料炉、蒸馏炉、收集炉和纯锂炉，通过在蒸馏炉中设置搅拌装置、在化料炉中设置过滤装置以及采用真空抽吸输送锂液的方式，降低了金属锂生产过程中的能耗，延长了设备使用寿命；采用生产金属锂的工艺，既可以降低能耗(降低成本)，延长设备使用寿命，又可以提高金属锂的产能，这对于企业占有电池级金属锂市场具有重要作用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及化工领域，具体而言，涉及一种生产金属锂的设备及工艺。
技术介绍
金属锂为最轻的金属，国家标准根据杂质百分含量将金属锂分为Li-1至Li-5，其中Li-3为电池级金属锂广泛应用于锂电池生产行业且用量极大，随着锂电池技术和市场的发展，其市场需求前景极其可观，如何尽快提高产出、降低成本将是尽快占有电池级金属锂市场的关键。电池级金属锂生产普遍采用蒸馏法，蒸馏法根据蒸馏温度不同分为高温蒸馏和低温蒸馏两种工艺路线；高温蒸馏法为电池级金属锂生产通用工艺，其主要设备组成为供料炉、蒸馏炉、集锂炉、储锂炉、钾钠收集炉。工作原理：以电解粗锂重熔沉降出去其中的固体杂质后浇铸成的锂锭为原料，将精制后的锂锭加入供料炉后抽真空重新熔化，将熔化后的锂液注入蒸馏炉内升温蒸馏，蒸馏温度650至710℃。通过蒸馏将锂液中的锂、钠、钾元素蒸发出来并进行收集，其中的锂在集锂炉内收集后放入储锂炉后浇铸成锭加工成电池级金属锂产品，锂液中的钙、硅、铝、铁等杂质存留于蒸馏炉内，因此对原料中钙、硅、铝、铁等杂质含量成分要求不高。然而，采用高温蒸馏法生产电池级金属锂的工艺存在的问题是：生产金属锂的过程中能耗高、产量低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种生产金属锂的设备，其能够提高金属锂的产量。本专利技术的另一目的在于提供一种生产金属锂的工艺，其能够加快金属锂中钾、钠的蒸发收集速度，从而提高金属锂的产能，降低能耗。本专利技术的实施例是这样实现的：一种生产金属锂的设备，其包括化料炉、用于储存和输送锂液的供料炉、用于除去锂液中钾、钠的蒸馏炉、用于收集钾、钠的收集炉和设置有过滤器的纯锂炉，供料炉的进料口与化料炉的出料口密封连接，供料炉的出料口与蒸馏炉的进料口密封连接，蒸馏炉中的出料口与纯锂炉的进料口密封连接，蒸馏炉设置有用于排出钾、钠的杂质出料口，收集炉的进料口与杂质出料口密封连接，蒸馏炉还设置有搅拌装置。在本专利技术较佳的实施例中，上述搅拌装置包括搅拌电机、磁流体密封装置、搅拌杆和搅拌叶片，搅拌电机包括转子和定子，定子固定于蒸馏炉，转子与磁流体密封装置固定连接，磁流体密封装置与搅拌杆固定连接，搅拌叶片绕搅拌杆的周向与搅拌杆固定连接，且搅拌叶片位于蒸馏炉的内部。在本专利技术较佳的实施例中，上述供料炉和蒸馏炉均设置有抽真空装置。在本专利技术较佳的实施例中，上述化料炉的出料口位置设置有过滤装置。在本专利技术较佳的实施例中，上述过滤装置为高精度过滤器。一种生产金属锂的工艺，其包括以下步骤：将电解粗锂投入化料炉内熔化成液体，进行沉降提纯，得到第一锂液，并将第一锂液输送至供料炉内；将供料炉内的第一锂液通入蒸馏炉内，在蒸馏炉内对第一锂液蒸馏，分离第一锂液中的钾、钠，并在蒸馏过程中对第一锂液进行搅拌，同时将蒸馏过程产生的钾、钠收集至收集炉中，蒸馏后在蒸馏炉内得到第二锂液；将第二锂液通入到纯锂炉进行过滤。在本专利技术较佳的实施例中，对第一锂液进行蒸馏时的搅拌速度为200-300r/min。在本专利技术较佳的实施例中，将第一锂液输送至供料炉的过程是通过抽真空的方式进行的。在本专利技术较佳的实施例中，在化料炉内对熔化后形成的液体进行沉降提纯后，还包括对其进行过滤。在本专利技术较佳的实施例中，在化料炉内经过过滤得到的第一锂液中含有的杂质粒径小于或等于50μm。本专利技术实施例的有益效果是：通过在蒸馏炉中设置搅拌装置，从而加速第一锂液中钾、钠的蒸发收集速度，提高整个生产金属锂过程中的产量；由于只蒸发出原料中的钾、钠元素，蒸馏温度较低，在500℃以下即可对蒸馏炉中的锂液进行蒸馏，故此，大幅降低了电耗，同时减少设备腐蚀延长设备使用寿命。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术第一实施例提供生产金属锂的设备的平面布置图；图2为本专利技术第一实施例提供过滤装置的结构示意图；图3为本专利技术第一实施例提供搅拌装置的结构示意图；图4为本专利技术第二实施例提供生产金属锂的设备的平面布置图。图标：100-生产金属锂的设备；200-生产金属锂的设备；120-化料炉；220-化料炉；122-进料口；222-进料口；123-过滤装置；223-过滤装置；124-出料口；224-出料口；140-供料炉；142-进料口；144-出料口；146-抽真空装置；160-蒸馏炉；161-磁流体密封装置；260-蒸馏炉；162-进料口；262-进料口；163-杂质出料口；263-杂质出料口；164-出料口；264-出料口；165-搅拌装置；166-搅拌电机；167-搅拌杆；168-搅拌叶片；265-搅拌装置；169-抽真空装置；269-抽真空装置；170-收集炉；270-收集炉；172-进料口；272-进料口；180-纯锂炉；280-纯锂炉；182-进料口；282-进料口；183-过滤装置；283-过滤装置。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。第一实施例请参照图1，本实施例提供一种生产金属锂的设备100，其包括用于熔化、提纯锂液的化料炉120、用于储存和输送锂液的供料炉140、用于除去锂液中钾、钠的蒸馏炉160、用于收集钾、钠的收集炉170和设置有过滤器的纯锂炉180。其中，供料炉140的进料口142与化料炉120的出料口124密封连接，使得化料炉120中的锂液能够被通入到供料炉140内；供料炉140的出料口144与蒸馏炉160的进料口162密封连接，使得供料炉140内的锂液能够被通入到蒸馏炉160内；蒸馏炉1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产金属锂的设备，其特征在于，其包括化料炉、用于储存和输送锂液的供料炉、用于除去锂液中钾、钠的蒸馏炉、用于收集所述钾、所述钠的收集炉和设置有过滤器的纯锂炉，所述供料炉的进料口与所述化料炉的出料口密封连接，所述供料炉的出料口与所述蒸馏炉的进料口密封连接，所述蒸馏炉中的出料口与所述纯锂炉的进料口密封连接，所述蒸馏炉设置有用于排出所述钾、所述钠的杂质出料口，所述收集炉的进料口与所述杂质出料口密封连接，所述蒸馏炉还设置有搅拌装置。

【技术特征摘要】
1.一种生产金属锂的设备，其特征在于，其包括化料炉、用于储存和输送锂液的供料炉、用于除去锂液中钾、钠的蒸馏炉、用于收集所述钾、所述钠的收集炉和设置有过滤器的纯锂炉，所述供料炉的进料口与所述化料炉的出料口密封连接，所述供料炉的出料口与所述蒸馏炉的进料口密封连接，所述蒸馏炉中的出料口与所述纯锂炉的进料口密封连接，所述蒸馏炉设置有用于排出所述钾、所述钠的杂质出料口，所述收集炉的进料口与所述杂质出料口密封连接，所述蒸馏炉还设置有搅拌装置。2.根据权利要求1所述的生产金属锂的设备，其特征在于，所述搅拌装置包括搅拌电机、磁流体密封装置、搅拌杆和搅拌叶片，所述搅拌电机包括转子和定子，所述定子固定于所述蒸馏炉，所述转子与所述磁流体密封装置固定连接，所述磁流体密封装置与所述搅拌杆固定连接，所述搅拌叶片绕所述搅拌杆的周向与所述搅拌杆固定连接，且所述搅拌叶片位于所述蒸馏炉的内部。3.根据权利要求1所述的生产金属锂的设备，其特征在于，所述供料炉和所述蒸馏炉均设置有抽真空装置。4.根据权利要求3所述的生产金属锂的设备，其特征在于，所述化料炉的出料口位置设置有过滤装置。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁中强，张宇，
申请(专利权)人：乌鲁木齐市亚欧稀有金属有限责任公司，
类型：发明
国别省市：新疆;65