一种用于解决硫酸锰类物料晶体细小问题的设备及方法技术

本发明专利技术公布了一种用于解决硫酸锰类物料晶体细小问题的设备，包括育晶器和过滤器，育晶器包括罐体和盘管散热装置，为育晶器提供加热温度；罐体内部设有搅拌装置，罐体上端设有进料口和晶种加料口，下端设有出料口，其侧面设有清液排出口；过滤器包括筒体和内胆，内胆上设有滤布，筒体上设有过滤器进料口、过滤器出料口和压缩空气进口，底部设有过滤器出液口，过滤器进料口与出料口管路连接，过滤器出料口处设有相配合的出料盖，过滤器出液口与母液罐的进口管路连接。本发明专利技术的目的是，提供一种用于解决硫酸锰类物料晶体细小问题的设备及方法，解决了硫酸锰类物料在蒸发结晶时晶体细小，产品不达标的问题，同时兼故节能，具有良好的经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种用于解决硫酸锰类物料晶体细小问题的设备及方法
本专利技术属于硫酸锰类物料结晶
，具体指像硫酸锰这种随温度升高其溶解度越低，与大多数物料结晶是相反的物料，具体为一种用于解决硫酸锰类物料晶体细小问题的设备及方法。
技术介绍
由于石油、煤等传统资源的日益枯竭，新能源技术已经成为人类可持续发展的关键，锂离子电池有望大规模应用于电动汽车和太阳能、风能等清洁电能的储存，因此高纯硫酸锰的前景被广泛看好。据近期市场调研2014年我国电池级高纯硫酸锰的产量约3万吨，2015年全球三元材料（即：镍钴锰酸锂Li(NiCoMn)O2，是良好的锂电池正极材料）的出货量比2014年增长了30%左右，其中，中国占到全球三元材料产量的40%以上。据中国工业和信息化部装备工业司2016年1月发布消息，2015年中国累计生产新能源汽车37.90万辆，同比增长4倍。其中，纯电动乘用车生产14.28万辆，同比增长3倍；插电式混合动力乘用车生产6.36万辆，同比增长3倍。纯电动商用车生产14.79万辆，同比增长8倍；插电式混合动力商用车生产2.46万辆，同比增长79%。消息同时强调，2015年12月，中国新能源汽车生产9.98万辆，同比增长3倍。其中，纯电动乘用车生产2.57万辆，同比增长114%，插电式混合动力乘用车生产1.05万辆，同比增长2倍；纯电动商用车生产5.78万辆，同比增长6倍，插电式混合动力商用车生产5725辆，同比增长51%。因此，随着我国动力电池产业化的不断推进，高纯硫酸锰的需求量在未来几年内必将大幅增加。高纯硫酸锰主要应用于镍钴锰三元正极材料以及锰酸锂正极材料的合成，三元材料未来的发展趋势是向高容量和低成本方向发展，高能量密度是锂电池追求的永恒目标，三元正极材料中的Ni、Co、Mn三者不同比例的组合为动力电池行业提供了极大的发挥空间。在三元体系中，随着Ni组分的增加，容量不断提高，同时因Co的含量减少，材料成本也随之下降，而Mn则在整个正极材料体系中起稳定性和安全性作用。三元材料逐步挤压钴酸锂市场，其优势在于：低成本、高容量、发展空间大。在三元体系中，可以通过调整Ni、Co、Mn三者的比例关系来获得不同特性的正极材料，且三元正极材料中锰的价格最便宜，因此提高锰的比例可以大大降低电池成本，这也成为行业研究的热点。由于石油、煤等传统资源的日益枯竭，新能源技术已经成为人类可持续发展的关键，锂离子电池有望大规模应用于电动汽车和太阳能、风能等清洁电能领域，前景广阔。如上所述，硫酸锰一直是国民经济建设中不可或缺的重要原料产品，用途广泛。然而硫酸锰的生产一直受到蒸发能耗高和晶粒细小这两大难题的困扰，近几年通过科研人员和生产厂家的持续努力取得了一些进展，但蒸发能耗与晶体大小的矛盾仍然很突出，主要有以下两点。（1）晶体颗粒大小基本满足要求，但蒸发能耗高浓缩釜布置内盘管，生蒸汽或导热油通过盘管加热物料，二次蒸汽直接排入大气或被循环水吸收，出料晶体颗粒约100目，基本达到粒度要求。但此种蒸发结晶方式没有充分利用二次蒸汽热量，单效蒸发能耗高，而且由于盘管换热面积受到空间限制，占地面积大。（2）热源多次利用，蒸发能耗降低，但晶体颗粒小一水硫酸锰晶体是白色或浅粉红色单斜晶系细结晶，易溶于水，不溶于乙醇，加热到一定温度开始失去结晶水。与大多数结晶物料不同，硫酸锰在水中溶解度随着温度升高而降低，然而多效蒸发或者MVR能利用二次蒸汽，但容易在换热管加热面析出硫酸锰晶体，粘结在管壁上，造成硫酸锰晶体堵塞换热管，晶体在循环过程中被打碎，出来的晶体非常细，离心困难，离心后晶体含水率高，对后续烘干带来困难。因此，就上述两方面的难题，对于硫酸锰类物料的蒸发结晶，必须设计一套有效解决其晶体细小问题的设备和方法，同时兼故节能，具有良好的经济效益。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对以上问题，提供一种用于解决硫酸锰类物料晶体细小问题的设备，解决了硫酸锰类物料在蒸发结晶时晶体颗粒细小，产品不达标的问题，同时兼故节能，具有良好的经济效益。本专利技术同时公开利用该用于解决硫酸锰类物料晶体细小问题的设备的使用方法。为实现以上目的，本专利技术采用的技术方案是：一种用于解决硫酸锰类物料晶体细小问题的设备，包括育晶器和过滤器，所述育晶器包括中空的罐体和内部设置的盘管散热装置，所述盘管散热装置一端为热源进口，另一端为热源出口，所述热源进口和热源出口均贯穿至罐体外侧；所述罐体内部设有搅拌装置，所述搅拌装置包括搅拌叶片和搅拌轴，所述搅拌叶片与搅拌轴一端相连，所述搅拌轴的另一端贯穿至罐体外侧与搅拌电机的输出端连接；所述罐体上端设有进料口和晶种加料口，下端设有出料口，其侧面设有清液排出口；所述过滤器包括筒体和其内部带滤水孔的内胆，所述内胆上设有滤布，所述筒体上方设有过滤器进料口、过滤器出料口和压缩空气进口，底部设有过滤器出液口，所述过滤器进料口与出料口管路连接，其管路上设有过滤器进料阀门，所述过滤器出料口处设有相配合的出料盖，所述过滤器出液口与母液罐的进口管路连接。进一步的，所述筒体可水平翻转设置于过滤器机架上，所述过滤器机架上设有用于筒体翻转的翻转电机。进一步的，所述筒体上部设有相配合可拆卸的软管。进一步的，所述清液排出口沿罐体侧面竖直设有若干个。进一步的，所述过滤器设置为若干个，其过滤器进料口均与出料口管路连接，其过滤器出液口均与母液罐的进口管路连接。进一步的，所述筒体上设有推拉装置，所述推拉装置的伸出端与出料盖连接，实现出料盖与过滤器出料口的打开与关闭。进一步的，所述推拉装置为油缸、气缸或电动推杆。一种用于解决硫酸锰类物料晶体细小问题的设备的使用方法，包括以下步骤：步骤A、将前段蒸发工序制得的浓缩混合液由进料口进入育晶器内部，启动搅拌电机带动搅拌轴和搅拌叶片，使浓缩混合液在搅拌叶片的搅拌作用下在育晶器内部循环流动，同时热源进口通入蒸汽源或导热油源，盘管散热装置通过热传递将育晶器内的浓缩混合液加热，浓缩混合液中的晶粒析出并开始长大；步骤B、育晶器加热至130~180℃后，保温15~60min，搅拌装置停止搅拌，使晶体澄清，随后清液排出口将育晶器中的上层清液排出，排出的上层清液可作为热源预热前段蒸发工序的原料或作为其他热源，然后搅拌装置重新开启搅拌；步骤C、打开出料口，将含少量水分的晶体混合物从过滤器进料口导入过滤器内部，晶体混合物中的水分依次通过滤布、内胆、过滤器出液口进入到母液罐内，晶体被保留，直到晶体装满内胆，然后压力空气通过压缩空气进口进入到过滤器内，此时压力空气将晶体间残留的水分吹出，并从过滤器出液口进入到母液罐内；步骤D、停止向过滤器内部通入压力空气，打开过滤器出料口处的出料盖，出料，清理后进行下一次工作循环。进一步的，所述步骤A中通过晶种加料口加入适量晶体作为晶种引导育晶，加速晶粒长大。进一步的，所述步骤C中通入吹扫气体为压力空气或惰性气体。本专利技术的有益效果：1、本专利技术解决了硫酸锰类物料在蒸发结晶时晶体颗粒细小，产品不达标的问题，同时兼故节能，具有良好的经济效益；2、本专利技术育晶器工艺使用场合广泛，在蒸汽资源丰富、价格便宜的地区如发电厂附近、产煤地区、热电联产园区，可与多效蒸发系统有机结合，在电力充沛的地区，如水力发电站附近又可以与MVR配套使用，通用性好；3、本专利技术育晶器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于解决硫酸锰类物料晶体细小问题的设备，其特征在于，包括育晶器（1）和过滤器（2），所述育晶器（1）包括中空的罐体（11）和内部设置的盘管散热装置（12），所述盘管散热装置（12）一端为热源进口（121），另一端为热源出口（122），所述热源进口（121）和热源出口（122）均贯穿至罐体（11）外侧；所述罐体（11）内部设有搅拌装置（3），所述搅拌装置（3）包括搅拌叶片（31）和搅拌轴（32），所述搅拌叶片（31）与搅拌轴（32）一端相连，所述搅拌轴（32）的另一端贯穿至罐体（11）外侧与搅拌电机（33）的输出端连接；所述罐体（11）上端设有进料口（111）和晶种加料口（112），下端设有出料口（113），其侧面设有清液排出口（114）；所述过滤器（2）包括筒体（21）和其内部带滤水孔的内胆（22），所述内胆（22）上设有滤布（23），所述筒体（21）上方设有过滤器进料口（201）、过滤器出料口（202）和压缩空气进口（203），底部设有过滤器出液口（204），所述过滤器进料口（201）与出料口（113）管路连接，其管路上设有过滤器进料阀门（24），所述过滤器出料口（202）处设有相配合的出料盖（25），所述过滤器出液口（204）与母液罐（4）的进口管路连接。...

【技术特征摘要】
1.一种用于解决硫酸锰类物料晶体细小问题的设备，其特征在于，包括育晶器（1）和过滤器（2），所述育晶器（1）包括中空的罐体（11）和内部设置的盘管散热装置（12），所述盘管散热装置（12）一端为热源进口（121），另一端为热源出口（122），所述热源进口（121）和热源出口（122）均贯穿至罐体（11）外侧；所述罐体（11）内部设有搅拌装置（3），所述搅拌装置（3）包括搅拌叶片（31）和搅拌轴（32），所述搅拌叶片（31）与搅拌轴（32）一端相连，所述搅拌轴（32）的另一端贯穿至罐体（11）外侧与搅拌电机（33）的输出端连接；所述罐体（11）上端设有进料口（111）和晶种加料口（112），下端设有出料口（113），其侧面设有清液排出口（114）；所述过滤器（2）包括筒体（21）和其内部带滤水孔的内胆（22），所述内胆（22）上设有滤布（23），所述筒体（21）上方设有过滤器进料口（201）、过滤器出料口（202）和压缩空气进口（203），底部设有过滤器出液口（204），所述过滤器进料口（201）与出料口（113）管路连接，其管路上设有过滤器进料阀门（24），所述过滤器出料口（202）处设有相配合的出料盖（25），所述过滤器出液口（204）与母液罐（4）的进口管路连接。2.根据权利要求1所述的一种用于解决硫酸锰类物料晶体细小问题的设备，其特征在于，所述筒体（21）可水平翻转设置于过滤器机架（26）上，所述过滤器机架（26）上设有用于筒体（21）翻转的翻转电机（27）。3.根据权利要求1所述的一种用于解决硫酸锰类物料晶体细小问题的设备，其特征在于，所述筒体（21）上部设有相配合可拆卸的筒盖（28）。4.根据权利要求1所述的一种用于解决硫酸锰类物料晶体细小问题的设备，其特征在于，所述清液排出口（114）沿罐体（11）侧面竖直设有若干个。5.根据权利要求1所述的一种用于解决硫酸锰类物料晶体细小问题的设备，其特征在于，所述过滤器（2）设置为若干个，其过滤器进料...

【专利技术属性】
技术研发人员：周启云，唐敏，李学军，
申请(专利权)人：湖南广义节能装备有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43