[發(fā)明專利]電池級碳酸鋰的制備系統(tǒng)及制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611205229.4
• 申請日: 2016-12-23
• 公開（公告）號: CN106745100B
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許開華;張云河
• 申請（專利權(quán)）人: 荊門市格林美新材料有限公司
• 主分類號: C01D15/08
• 分類號: C01D15/08
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標代理有限公司44202
• 代理人: 郝傳鑫,熊永強

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電池級碳酸鋰的制備系統(tǒng)及制備方法。

背景技術(shù)

碳酸鋰用途廣泛，其在電池、潤滑劑、陶瓷、玻璃、冶煉等工業(yè)領(lǐng)域均是不可缺少的原料。近年來隨著全球新能源開發(fā)的熱潮，碳酸鋰在鋰電池中的應(yīng)用越來越被大家所關(guān)注。目前市場上較多的是工業(yè)級碳酸鋰，其實用價值不如電池級碳酸鋰。碳酸鋰作為鋰離子動力電池的核心原料，制備高純度的電池級碳酸鋰可以為鋰離子動力電池提供堅實的基礎(chǔ)。

目前生產(chǎn)碳酸鋰的氫化方式，通常是采用反應(yīng)釜攪拌方式進行氫化處理，若反應(yīng)釜容量過大，投料量過多，則會導(dǎo)致攪拌不均勻，因此，由于攪拌方式的限制，使得多數(shù)反應(yīng)釜只能設(shè)計為1-5m³的裝載容量，在工業(yè)大生產(chǎn)中，反應(yīng)容器的局限性，導(dǎo)致在工業(yè)生產(chǎn)碳酸鋰時，需要花費更多的重復(fù)勞動時間和能耗，才能夠滿足碳酸鋰的大批量生產(chǎn)；同時，氫化一般在0.2～0.6mpa狀態(tài)下反應(yīng)，反應(yīng)釜需要密封和耐壓，每釜反應(yīng)都要升壓、卸壓，造成二氧化碳浪費，生產(chǎn)效率低。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種電池級碳酸鋰的制備系統(tǒng)，可以提高碳酸鋰的生產(chǎn)容量，減少能量消耗，提高生產(chǎn)效率。

第一方面，本發(fā)明提供了一種電池級碳酸鋰的制備系統(tǒng)，所述制備系統(tǒng)包括氫化釜、除雜器、過濾器和分解器；

所述氫化釜包括釜體和設(shè)置在釜體內(nèi)的攪拌軸和攪拌槳葉，所述攪拌軸和攪拌槳葉周圍設(shè)置有上下端敞口的導(dǎo)流筒，所述導(dǎo)流筒通過支架固定于所述釜體的內(nèi)壁；所述釜體上設(shè)置有多個進料管和第一CO₂通入管，所述進料管的下端從導(dǎo)流筒上端伸入所述導(dǎo)流筒內(nèi)的攪拌槳葉處；所述釜體的上部和底部分別設(shè)有溢流口和排料口；粗級碳酸鋰漿料、二氧化碳分別經(jīng)由所述進料管、CO₂通入管進入所述釜體內(nèi)以發(fā)生氫化反應(yīng)得到初級氫化液；

所述除雜器設(shè)有沉淀絡(luò)合劑通入管、進口管、出口管，所述進口管與所述溢流口相連通以使所述初級氫化液進入所述除雜器內(nèi)，所述進口管還分支有第二CO₂通入管，所述除雜器用于除去所述初級氫化液中的雜質(zhì)得到除雜氫化液；

過濾器，與所述除雜器的出口管相連，所述過濾器的進口處還分支有第三CO₂通入管，所述過濾器用于濾去所述除雜氫化液中的不溶物得到過濾液；

分解器，與所述過濾器的排液口相連，所述分解器用于熱分解所述過濾液得到分解后的碳酸鋰。

優(yōu)選地，所述導(dǎo)流筒具有內(nèi)外兩層筒體，內(nèi)外兩層筒體之間形成一空腔，所述第一CO₂通入管與所述導(dǎo)流筒的空腔相連通，在靠近所述攪拌槳葉的內(nèi)層筒體側(cè)壁上開設(shè)有多個CO₂進口。第一CO₂通入管C1與設(shè)有多個CO₂進口的導(dǎo)流筒空腔相連通，可以增大CO₂與粗級碳酸鋰漿料的接觸面積，提高反應(yīng)效率。

優(yōu)選地，所述進料管包括第一管段和第二管段，所述第一管段位于所述導(dǎo)流筒的上端敞口之上，所述第二管段沿著所述導(dǎo)流筒的內(nèi)壁伸入所述攪拌槳葉處，所述第一管段和第二管段之間用法蘭連接。

優(yōu)選地，所述導(dǎo)流筒為筒狀，所述導(dǎo)流筒具有相對設(shè)置的上端敞口和下端敞口，所述下端敞口靠近所述攪拌槳葉，所述上端敞口的尺寸大于所述下端敞口的尺寸。

優(yōu)選地，所述導(dǎo)流筒呈收口式，自上向下延伸的導(dǎo)流筒的筒體部分的端面直徑梯度縮小。

優(yōu)選地，所述釜體的釜蓋上還設(shè)有槽鋼，所述槽鋼上自底部向上安裝有攪拌機架和驅(qū)動機構(gòu)，所述驅(qū)動機構(gòu)連接有伸入釜體內(nèi)的攪拌軸，所述驅(qū)動機構(gòu)用于驅(qū)動所述攪拌軸轉(zhuǎn)動。

本發(fā)明中的所述氫化釜中加裝導(dǎo)流筒，可以把進入釜體內(nèi)的物料料壓入釜底，然后釜底物料經(jīng)過導(dǎo)流筒外部達到釜頂，如此循環(huán)；進入釜內(nèi)的物料可以在導(dǎo)流筒內(nèi)形成徑向和軸向流動，實現(xiàn)物料的均勻混合，還可加速粗級碳酸鋰漿料與CO₂之間的碰撞，提高反應(yīng)速率。此外，所述進料管的特殊結(jié)構(gòu)有利于所述導(dǎo)流筒的安裝和清洗。

優(yōu)選地，所述除雜器內(nèi)設(shè)有在線鈣離子檢測儀，用于檢測除雜器中的Ca含量；在所述初級氫化液進入所述除雜器的進口管道上還設(shè)有流量計算儀。通過計算流入所述除雜器中的初級氫化液流量以及Ca含量，來控制加入至除雜器內(nèi)的沉淀絡(luò)合劑的量。