[發明專利]一種金屬鋰的真空蒸餾提純爐

有效

• 申請號: 201010202796.0
• 申請日: 2010-06-17
• 公開（公告）號: CN101886181A
• 公開（公告）日: 2010-11-17
• 發明（設計）人: 蔣燕軍
• 申請（專利權）人: 重慶昆瑜鋰業有限公司
• 主分類號: C22B9/02
• 分類號: C22B9/02;C22B26/12
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• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種金屬鋰提純的裝置，具體涉及一種金屬鋰的真空蒸餾提純爐。

背景技術

目前，高純度金屬鋰通常是先用電解法提取，獲得純度為96-99％的工業級金屬鋰，再采用蒸餾法使雜質元素金屬鈉、鉀及其它雜質與金屬鋰分離，將工業級粗鋰提純為純度99.9％～99.99％以上的高純金屬鋰，采用這種方法的機理是：各種金屬元素在一定的溫度下，具有不同的蒸氣壓，利用蒸發速度和冷凝速度的差異特性，可使雜質元素(主要是金屬鈉、鉀元素及其他重金屬)與金屬鋰分離，從而達到提純目的。

采用以上工藝方法中最主要的設備就是金屬鋰的真空蒸餾提純爐，目前的金屬鋰真空蒸餾提純爐多采用中心電極加熱的方式對鋰液進行蒸餾分離，這種結構的蒸餾提純爐由于一定厚度鋰液全部圍繞著電極周圍，在真空蒸餾時，位于鋰液底部的液體在真空壓力和溫度作用下時產生易揮發的雜質蒸發氣體需要克服較大的液壓才能揮發上升至設置在高處的冷凝收集器上，對金屬鋰的真空蒸餾提純爐要求高的真空壓力和高溫度，這種提純爐由于鋰液蒸發面積小，要完成對鋰液的蒸發需要耗大量電，在高溫條件下，電阻發熱體容易被反應物料腐蝕，造成電熱體的電熱參數不穩定，壽命短，生產率低，成本高。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種結構簡單、在低溫低壓下就能使鋰液進行蒸餾的金屬鋰蒸餾提純爐，從而使電阻發熱體不易被反應物料腐蝕，延長使用壽命，提高提純效率，降低成本。

為了解決上述技術問題，本發明提供一種金屬鋰的真空蒸餾提純爐，包括四周外套有保溫層的可調節加熱的爐體和外套有冷凝層的爐蓋，爐蓋位于爐體的上頂端，爐蓋的底部周圍設置有蒸發物冷凝槽，蒸發物冷凝槽與雜質收集器連接，爐蓋下端與爐體上端密封結合，爐體的上側端連接密閉的鋰液進口，在爐體的下側端設置有連接密閉的鋰液出口，鋰液出口與鋰液收集器連接，爐體中還設置有半徑逐步縮小的螺旋型可調分段變溫電極的蒸餾槽，蒸餾槽的最高處與鋰液進口連接，最低處與鋰液出口連接。

采用本技術方案的一種金屬鋰的真空蒸餾提純爐，由于爐體中設置有半徑逐步縮小的螺旋型可調分段變溫電極的蒸餾槽，蒸餾槽的最高處與鋰液進口連接，最低處與鋰液出口連接，這樣的可調分段變溫電極的蒸餾槽的設置，可以在蒸發過程中，在同等體積的爐體中，增大了鋰液的蒸發面積，有利于將雜質蒸發氣體蒸發上升到外套有冷凝層的爐蓋頂上，冷凝層可以是循環的冷水套或者制冷劑層、也可以采用冷凝管等制冷設備，從而有利于提純鋰液；同時，由于采用上大下小的半徑逐步縮小的螺旋型可調分段變溫電極的蒸餾槽后，和現有的技術相比，堆積的鋰液很薄，雜質蒸發氣體的蒸發上升克服的液體壓力很小，對壓力和溫度的要求降低，在低溫低壓下就可以實現雜質蒸發氣體的蒸發上升，保證蒸發雜質氣體的上升過程中更舒暢，不會被上層蒸餾槽擋住；更好的方便液鋰的連續流動，而且這種大下小的半徑逐步縮小的螺旋型形狀，也適合雜質蒸發氣體過程，開始的鋰液量大而后期的鋰液量小的條件，保證在整個流動過程中，鋰液在蒸餾槽中的厚度的一致性，從而降低了電阻發熱體的溫度，延長使用壽命，提高提純效率，降低成本。

設置可調的變溫電極是為了調整爐體內不同段蒸餾槽的溫度，調節時可以將電極與變壓器相連，通過調整電極電壓實現對爐體內不同段蒸餾槽溫度的調整。本發明對變溫電極的具體結構不做限定。

現結合本發明本技術方案的金屬鋰蒸餾提純爐的工作原理，對本發明作進一步說明：

1.將粗鋰在保護介質中熱熔為液態鋰，由輸料管路將純度為96％～99％的液態鋰原料通過鋰液進口引入爐體內；同時先將四周外套有保溫層的可調節加熱的爐體加熱到560℃，壓力控制在1帕，再啟動蒸餾槽的可調分段變溫電極，使爐內第一段蒸餾槽溫度控制在570℃，此時，在第一段蒸餾槽中，96％～99％的液態鋰原料順著蒸餾槽流動，流動的過程中，揮發熔點最低的雜質開始蒸發上升，上升的雜質蒸發氣體經外套有冷凝層的爐蓋冷卻后流到蒸發物冷凝槽內，并收集到雜質收集器內；

2.調整下一段的蒸餾槽可調分段變溫電極的溫度，使爐內第二段蒸餾槽溫度控制在585℃，此時，在第二段蒸餾槽中，97.55％～99％的液態鋰原料順著蒸餾槽流動，流動的過程中，揮發熔點較低的雜質開始蒸發上升，以此逐步提高再下一段蒸餾槽溫度，最后獲得純度在99.9％～99.99％以上的高純金屬鋰液流出鋰液出口。

蒸餾槽段數的多少與不同蒸餾槽可調分段變溫電極的溫差的大小成反比，為了更有利的蒸發雜質氣體，至少設置兩段變溫電極的不同溫差的蒸餾槽。