[發(fā)明專利]一種用于解決硫酸錳類物料晶體細小問題的設(shè)備及方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201811300044.0
• 申請日: 2018-11-02
• 公開（公告）號: CN109052482A
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周啟云;唐敏;李學軍
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南廣義節(jié)能裝備有限公司
• 主分類號: C01G45/10
• 分類號: C01G45/10
• 代理公司: 長沙智德知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 43207
• 代理人: 陳銘浩

本發(fā)明公布了一種用于解決硫酸錳類物料晶體細小問題的設(shè)備，包括育晶器和過濾器，育晶器包括罐體和盤管散熱裝置，為育晶器提供加熱溫度；罐體內(nèi)部設(shè)有攪拌裝置，罐體上端設(shè)有進料口和晶種加料口，下端設(shè)有出料口，其側(cè)面設(shè)有清液排出口；過濾器包括筒體和內(nèi)膽，內(nèi)膽上設(shè)有濾布，筒體上設(shè)有過濾器進料口、過濾器出料口和壓縮空氣進口，底部設(shè)有過濾器出液口，過濾器進料口與出料口管路連接，過濾器出料口處設(shè)有相配合的出料蓋，過濾器出液口與母液罐的進口管路連接。本發(fā)明的目的是，提供一種用于解決硫酸錳類物料晶體細小問題的設(shè)備及方法，解決了硫酸錳類物料在蒸發(fā)結(jié)晶時晶體細小，產(chǎn)品不達標的問題，同時兼故節(jié)能，具有良好的經(jīng)濟效益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于硫酸錳類物料結(jié)晶技術(shù)領(lǐng)域，具體指像硫酸錳這種隨溫度升高其溶解度越低，與大多數(shù)物料結(jié)晶是相反的物料，具體為一種用于解決硫酸錳類物料晶體細小問題的設(shè)備及方法。

背景技術(shù)

由于石油、煤等傳統(tǒng)資源的日益枯竭，新能源技術(shù)已經(jīng)成為人類可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵，鋰離子電池有望大規(guī)模應(yīng)用于電動汽車和太陽能、風能等清潔電能的儲存，因此高純硫酸錳的前景被廣泛看好。

據(jù)近期市場調(diào)研2014年我國電池級高純硫酸錳的產(chǎn)量約3萬噸，2015年全球三元材料（即：鎳鈷錳酸鋰Li(NiCoMn)O2，是良好的鋰電池正極材料）的出貨量比2014年增長了30%左右，其中，中國占到全球三元材料產(chǎn)量的40%以上。據(jù)中國工業(yè)和信息化部裝備工業(yè)司2016年1月發(fā)布消息，2015年中國累計生產(chǎn)新能源汽車37.90萬輛，同比增長4倍。其中，純電動乘用車生產(chǎn)14.28萬輛，同比增長3倍；插電式混合動力乘用車生產(chǎn)6.36萬輛，同比增長3倍。純電動商用車生產(chǎn)14.79萬輛，同比增長8倍；插電式混合動力商用車生產(chǎn)2.46萬輛，同比增長79%。消息同時強調(diào)，2015年12月，中國新能源汽車生產(chǎn)9.98萬輛，同比增長3倍。其中，純電動乘用車生產(chǎn)2.57萬輛，同比增長114%，插電式混合動力乘用車生產(chǎn)1.05萬輛，同比增長2倍；純電動商用車生產(chǎn)5.78萬輛，同比增長6倍，插電式混合動力商用車生產(chǎn)5725輛，同比增長51%。因此，隨著我國動力電池產(chǎn)業(yè)化的不斷推進，高純硫酸錳的需求量在未來幾年內(nèi)必將大幅增加。

高純硫酸錳主要應(yīng)用于鎳鈷錳三元正極材料以及錳酸鋰正極材料的合成，三元材料未來的發(fā)展趨勢是向高容量和低成本方向發(fā)展，高能量密度是鋰電池追求的永恒目標，三元正極材料中的Ni、Co、Mn三者不同比例的組合為動力電池行業(yè)提供了極大的發(fā)揮空間。在三元體系中，隨著Ni組分的增加，容量不斷提高，同時因Co的含量減少，材料成本也隨之下降，而Mn則在整個正極材料體系中起穩(wěn)定性和安全性作用。三元材料逐步擠壓鈷酸鋰市場，其優(yōu)勢在于：低成本、高容量、發(fā)展空間大。在三元體系中，可以通過調(diào)整Ni、Co、Mn三者的比例關(guān)系來獲得不同特性的正極材料，且三元正極材料中錳的價格最便宜，因此提高錳的比例可以大大降低電池成本，這也成為行業(yè)研究的熱點。由于石油、煤等傳統(tǒng)資源的日益枯竭，新能源技術(shù)已經(jīng)成為人類可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵，鋰離子電池有望大規(guī)模應(yīng)用于電動汽車和太陽能、風能等清潔電能領(lǐng)域，前景廣闊。

如上所述，硫酸錳一直是國民經(jīng)濟建設(shè)中不可或缺的重要原料產(chǎn)品，用途廣泛。然而硫酸錳的生產(chǎn)一直受到蒸發(fā)能耗高和晶粒細小這兩大難題的困擾，近幾年通過科研人員和生產(chǎn)廠家的持續(xù)努力取得了一些進展，但蒸發(fā)能耗與晶體大小的矛盾仍然很突出，主要有以下兩點。

（1）晶體顆粒大小基本滿足要求，但蒸發(fā)能耗高

濃縮釜布置內(nèi)盤管，生蒸汽或?qū)嵊屯ㄟ^盤管加熱物料，二次蒸汽直接排入大氣或被循環(huán)水吸收，出料晶體顆粒約100目，基本達到粒度要求。但此種蒸發(fā)結(jié)晶方式?jīng)]有充分利用二次蒸汽熱量，單效蒸發(fā)能耗高，而且由于盤管換熱面積受到空間限制，占地面積大。

（2）熱源多次利用，蒸發(fā)能耗降低，但晶體顆粒小