一种电池级碳酸锂生产装置制造方法及图纸

一种电池级碳酸锂生产装置，属于新能源材料制备技术领域，包括初级碳酸锂洗涤系统、碳酸氢锂制备系统及电池级碳酸锂制备系统；所述初级碳酸锂洗涤系统、碳酸氢锂制备系统及电池级碳酸锂制备系统依次连接。采用射流反应器、空化反应器可以形成充分的气液固混合区，有效地促进热量传递、质量传递、动量传递，进而强化反应，提高了反应速率和产品收率；用质量含量95％初级碳酸锂制备的电池级碳酸锂符合YS/T 582

【技术实现步骤摘要】
一种电池级碳酸锂生产装置


[0001]本技术属于新能源材料制备
，具体涉及一种电池级碳酸锂生产装置。

技术介绍

[0002]初级碳酸锂纯化过程中存在诸多问题，从矿石中提锂制备碳酸锂能耗大、污染严重、成本偏高；从盐湖卤水中提锂虽然成本较低，但卤水体系复杂，镁锂比高、分离困难，除杂程序多，锂收率低，且所制碳酸锂多是纯度较低的初级产品，尚需进一步纯化。初级碳酸锂纯化的主要方法有碳化法、苛化法、电解法、离子交换法和碳酸锂重结晶法等，纯化后可得电池级碳酸锂；大部分纯化采用的设备是反应釜、鼓泡塔等，纯化设备数量多占地面积大，物耗、能耗高、传热、传质效率低，操作单元多，反应周期长，人工成本高；电池级碳酸锂制备过程能耗、物耗的增加导致成本上升，不利于工业化生产。
[0003]本领域急于寻找一种低能耗、环境友好型的制备电池级碳酸锂工艺及设备，其能克服上述技术问题。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于提供一种电池级碳酸锂生产装置。本技术提供射流反应器用于碳化反应、空化反应器用于热解反应；在射流反应器里，由于动力流体经喷射器高速喷出，会在耦合器气体或液体吸入口产生负压区，致使气体或液体被吸入，并在负压区迅速膨胀并被动力流体打成微小气泡或液滴，进入混合腔；此时，气体、液体或液体、液体在混合腔中充分混合，并且由于能量交换而加速排出，速度可以达到300m/s，再经过喷射器的扩压腔将混合液的势能增加到最大，更加强了传质、传热的效果，大大强化了过程热量传递、质量传递、动量传递；其强烈的微观混合特性可以使化学反应快速进行，而且由于湍流状态使混合尺度迅速减小，不同尺度漩涡及彼此折叠碰撞增强了湍动强度，增强了能量扩散，促使分子在发生化学反应时达到更有效的高能级碰撞，有效改善了反应器内的混合及传质效果，提高了反应速率；在空化反应器里，由于液体内局部压力降低时液体内部或液固交界面上蒸气或气体的空穴的形成、发展和溃灭的过程，空化会在非常小的范围内产生强烈的冲击波与微射流，并导致热点的产生，温度可以达到10000K，压力大约100MPa，相应发生热点效应、机械效应和化学效应等空化效应，有利于化学反应进行；空化热解机高压流体泵为空化热解机水利空化喷嘴提供高压流体而产生水利空化；互为逆向旋转的锚式齿形空化外搅拌器和45
°
四叶透平空化内搅拌器间可以产生机械空化；加热后的碳酸氢锂离子交换液经碳酸氢锂离子交换液出料泵进入到空化热解机，在水利空化和机械空化的作用下，加快了碳酸氢锂的热解反应；
[0005]本技术提供的射流反应器、空化反应器可以形成充分的气液固混合区，有效地促进热量传递、质量传递、动量传递，进而强化反应，提高了反应速率和产品收率；用质量含量95％初级碳酸锂制备的电池级碳酸锂符合YS/T 582
‑
2013标准；本技术工艺成熟，
设备先进，连续操作，自动化程度高，缩短了反应时间，节能，提高了生产效率，环境友好。
[0006]为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：
[0007]一种电池级碳酸锂生产装置，包括初级碳酸锂洗涤系统、碳酸氢锂制备系统及电池级碳酸锂制备系统；所述初级碳酸锂洗涤系统、碳酸氢锂制备系统及电池级碳酸锂制备系统依次连接。
[0008]所述初级碳酸锂洗涤系统包括高速均质热水洗涤机构、真空过滤机构Ⅰ及打浆罐；
[0009]所述高速均质热水洗涤机构包括高速均质热水洗涤机螺旋输料器，所述高速均质热水洗涤机螺旋输料器的原料出口与高速均质热水洗涤机的原料入口连接，通过高速均质热水洗涤机螺旋输料器将碳酸锂原料输送至高速均质热水洗涤机内，高速均质热水洗涤机外部套装有高速均质热水洗涤机夹套，高速均质热水洗涤机夹套的二次水蒸汽入口通过管路与闪蒸机构的水蒸汽机械压缩机的二次水蒸汽出口连接，所述高速均质热水洗涤机夹套上还设置有水蒸汽入口和冷凝水出口，通过水蒸汽入口向高速均质洗涤机夹套内通入水蒸汽，通过冷凝水出口将高速均质洗涤机夹套内产生的冷凝水排出，高速均质热水洗涤机1通过管线与高速均质热水洗涤机出料泵连接；
[0010]所述真空过滤机构Ⅰ包括真空过滤机Ⅰ真空室，所述真空过滤机Ⅰ的浆液入口与高速均质洗涤机出料泵的浆液出口连接，真空过滤机Ⅰ真空室上设置有工艺水入口，真空过滤机Ⅰ真空室液体出口与真空过滤机Ⅰ母液及洗涤水罐液体入口连接，真空过滤机Ⅰ母液及洗涤水罐的抽真空口与真空过滤机Ⅰ真空泵连接，真空过滤机Ⅰ的滤饼输出口通过真空过滤机Ⅰ滤饼螺旋输料器与打浆罐的滤饼入口连接；
[0011]所述打浆罐包括罐体，罐体内设置有机械搅拌器，罐体顶部设置有工艺水入口及碳酸锂滤饼输入口，通过工艺水入口向罐体内通入工艺水，通过碳酸锂滤饼入口将罐体内加入洗涤后的碳酸锂滤饼，罐体底部设置有浆料出口。
[0012]所述碳酸氢锂制备系统包括射流管式碳化反应器、射流碳化反应机构、射流碳化补充反应机构、真空过滤机构Ⅱ、液体精密过滤机构及离子交换机构；
[0013]所述射流管式碳化反应器机构包括射流管式碳化反应器动力流体泵和二氧化碳缓冲罐，射流管式碳化反应器动力流体泵的浆料入口通过管线与打浆罐的浆料出口连接，通过射流管式碳化反应器动力流体泵将碳酸锂浆料泵出，射流管式碳化反应器动力流体泵的出口端通过管线与射流管式碳化反应器耦合器入口端连接，射流管式碳化反应器耦合器出口端与射流管式碳化反应器喷射器入口端连接，二氧化碳缓冲罐的气体出口通过管路分别与射流管式碳化反应器耦合器及射流碳化反应塔耦合器气体入口连接，射流管式碳化反应器喷射器浆料出口与射流管式碳化反应器浆料入口相连，射流管式碳化反应器浆料出口通过管线与射流碳化反应塔的浆料入口连接；
[0014]所述射流碳化反应机构包括射流碳化反应塔，所述射流碳化反应塔的浆料入口与射流管式碳化反应器的浆料出口连接，射流碳化反应塔动力流体泵的浆料入口通过管线与射流碳化反应塔底部的浆料出口连接，射流碳化反应塔动力流体泵的浆料出口通过管线与射流碳化反应塔冷却器浆料入口连接，射流碳化反应塔冷却器浆料出口通过管线分别与碳化反应塔喷淋头及射流碳化反应塔耦合器的浆料入口连接，射流碳化反应塔耦合器浆料出口与射流碳化反应塔喷射器的浆料入口连接，通过射流碳化反应塔喷射器的浆料出口将混合后的碳化混合液喷出，进入射流碳化反应塔内；射流碳化反应塔上部浆料溢流口通过管
线与射流碳化补充反应器浆料入口连接，射流碳化反应塔内腔顶部安装有位于碳化反应塔喷淋头上方的射流碳化反应塔除雾器，所述射流碳化反应塔顶部设置有二氧化碳溢出口；
[0015]所述射流碳化补充反应机构包括射流碳化补充反应器动力流体泵，所述射流碳化补充反应器动力流体泵浆料入口通过管线与射流碳化补充反应器底部的浆料出口连接，射流碳化补充反应器动力流体泵浆料出口通过管线与射流碳化补充反应器冷却器的浆料入口连接，射流碳化补充反应器冷却器的浆料出口通过管线与射流碳化补充反应器耦合器的浆料入口连接，射流碳化补充反应器耦合器的浆料出口与射流碳化补充反应器喷射器的浆料入口连接，射流碳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池级碳酸锂生产装置，其特征在于，包括初级碳酸锂洗涤系统、碳酸氢锂制备系统及电池级碳酸锂制备系统；所述初级碳酸锂洗涤系统、碳酸氢锂制备系统及电池级碳酸锂制备系统依次连接。2.根据权利要求1所述的一种电池级碳酸锂生产装置，其特征在于：所述初级碳酸锂洗涤系统包括高速均质热水洗涤机构、真空过滤机构Ⅰ及打浆罐；所述高速均质热水洗涤机构包括高速均质热水洗涤机螺旋输料器，所述高速均质热水洗涤机螺旋输料器的原料出口与高速均质热水洗涤机的原料入口连接，通过高速均质热水洗涤机螺旋输料器将碳酸锂原料输送至高速均质热水洗涤机内，高速均质热水洗涤机外部套装有高速均质热水洗涤机夹套，高速均质热水洗涤机夹套的二次水蒸汽入口通过管路与闪蒸机构的水蒸汽机械压缩机的二次水蒸汽出口连接，所述高速均质热水洗涤机夹套上还设置有水蒸汽入口和冷凝水出口，通过水蒸汽入口向高速均质洗涤机夹套内通入水蒸汽，通过冷凝水出口将高速均质洗涤机夹套内产生的冷凝水排出，高速均质热水洗涤机通过管线与高速均质热水洗涤机出料泵连接；所述真空过滤机构Ⅰ包括真空过滤机Ⅰ真空室，所述真空过滤机Ⅰ的浆液入口与高速均质洗涤机出料泵的浆液出口连接，真空过滤机Ⅰ真空室上设置有工艺水入口，真空过滤机Ⅰ真空室液体出口与真空过滤机Ⅰ母液及洗涤水罐液体入口连接，真空过滤机Ⅰ母液及洗涤水罐的抽真空口与真空过滤机Ⅰ真空泵连接，真空过滤机Ⅰ的滤饼输出口通过真空过滤机Ⅰ滤饼螺旋输料器与打浆罐的滤饼入口连接；所述打浆罐包括罐体，罐体内设置有机械搅拌器，罐体顶部设置有工艺水入口及碳酸锂滤饼输入口，通过工艺水入口向罐体内通入工艺水，通过碳酸锂滤饼入口将罐体内加入洗涤后的碳酸锂滤饼，罐体底部设置有浆料出口。3.根据权利要求1所述的一种电池级碳酸锂生产装置，其特征在于：所述碳酸氢锂制备系统包括射流管式碳化反应器、射流碳化反应机构、射流碳化补充反应机构、真空过滤机构Ⅱ、液体精密过滤机构及离子交换机构；所述射流管式碳化反应器机构包括射流管式碳化反应器动力流体泵和二氧化碳缓冲罐，射流管式碳化反应器动力流体泵的浆料入口通过管线与打浆罐的浆料出口连接，通过射流管式碳化反应器动力流体泵将碳酸锂浆料泵出，射流管式碳化反应器动力流体泵的出口端通过管线与射流管式碳化反应器耦合器入口端连接，射流管式碳化反应器耦合器出口端与射流管式碳化反应器喷射器入口端连接，二氧化碳缓冲罐的气体出口通过管路分别与射流管式碳化反应器耦合器及射流碳化反应塔耦合器气体入口连接，射流管式碳化反应器喷射器浆料出口与射流管式碳化反应器浆料入口相连，射流管式碳化反应器浆料出口通过管线与射流碳化反应塔的浆料入口连接；所述射流碳化反应机构包括射流碳化反应塔，所述射流碳化反应塔的浆料入口与射流管式碳化反应器的浆料出口连接，射流碳化反应塔动力流体泵的浆料入口通过管线与射流碳化反应塔底部的浆料出口连接，射流碳化反应塔动力流体泵的浆料出口通过管线与射流碳化反应塔冷却器浆料入口连接，射流碳化反应塔冷却器浆料出口通过管线分别与碳化反应塔喷淋头及射流碳化反应塔耦合器的浆料入口连接，射流碳化反应塔耦合器浆料出口与射流碳化反应塔喷射器的浆料入口连接，通过射流碳化反应塔喷射器的浆料出口将混合后的碳化混合液喷出，进入射流碳化反应塔内；射流碳化反应塔上部浆料溢流口通过管线与
射流碳化补充反应器浆料入口连接，射流碳化反应塔内腔顶部安装有位于碳化反应塔喷淋头上方的射流碳化反应塔除雾器，所述射流碳化反应塔顶部设置有二氧化碳溢出口；所述射流碳化补充反应机构包括射流碳化补充反应器动力流体泵，所述射流碳化补充反应器动力流体泵浆料入口通过管线与射流碳化补充反应器底部的浆料出口连接，射流碳化补充反应器动力流体泵浆料出口通过管线与射流碳化补充反应器冷却器的浆料入口连接，射流碳化补充反应器冷却器的浆料出口通过管线与射流碳化补充反应器耦合器的浆料入口连接，射流碳化补充反应器耦合器的浆料出口与射流碳化补充反应器喷射器的浆料入口连接，射流碳化补充反应器耦合器的二氧化碳入口通过管线与射流碳化反应塔顶部二氧化碳逸出口连接，碳化混合液通过射流碳化补充反应器喷射器的出口进入到射流碳化补充反应器内，射流碳化补充反应器顶部的浆料入口通过管线与射流碳化反应塔上部浆料溢流出口连接，射流碳化补充反应器顶部的二氧化碳气体溢出口与二氧化碳回收系统连接；所述真空过滤机构Ⅱ包括真空过滤机Ⅱ真空室，所述真空过滤机Ⅱ的浆料入口与射流碳化补充反应器的浆料出口连接，真空过滤机Ⅱ真空室的溶液出口通过管线与碳酸氢锂溶液罐的溶液入口连接，碳酸氢锂溶液罐的抽真空口与真空过滤机Ⅱ真空泵连接，碳酸氢锂溶液罐的溶液出口通过碳酸氢锂溶液出料泵与液体精密过滤器溶液入口连接，真空过滤机Ⅱ滤饼出...

【专利技术属性】
技术研发人员：王德喜，张继宇，王猛，周士海，刘文涛，赵航，
申请(专利权)人：辽宁博仕科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：