[發(fā)明專利]金屬鋰渣料連續(xù)水解裝置及水解方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011387651.2
• 申請(qǐng)日: 2020-12-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112522525B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-10-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王歡;柳忠彬;劉明;楊大志;徐銀香;謝君科
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川輕化工大學(xué)
• 主分類號(hào): C22B26/12
• 分類號(hào): C22B26/12;C22B7/04
• 代理公司: 成都科泰六核知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 51286
• 代理人: 楊正輝

本發(fā)明公開(kāi)了一種堿金屬渣料處理技術(shù)。本發(fā)明的一種金屬鋰渣料連續(xù)水解裝置，包括設(shè)有進(jìn)水管的封閉式水解池，在封閉式水解池內(nèi)設(shè)有頂隔板，所述頂隔板將封閉式水解池分成上下兩個(gè)獨(dú)立空間、分別為水解腔和排氣腔，所述頂隔板包括實(shí)體段和網(wǎng)孔段；包括伸入水解腔的壓料裝置，壓料裝置與送料裝置相連，還設(shè)有循環(huán)水泵，循環(huán)水泵連有抽液循環(huán)管和回液循環(huán)管，抽液循環(huán)管與封閉式水解池底部連通、回液循環(huán)管與封閉式水解池側(cè)壁連通，還設(shè)有與排氣腔連通的抽氣裝置，所述抽氣裝置的抽氣筒端口與頂隔板的網(wǎng)孔段對(duì)應(yīng)設(shè)置。該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)金屬鋰渣水解過(guò)程與氧氣隔絕，可避免燃爆，金屬鋰渣水解過(guò)程可連續(xù)進(jìn)行，生產(chǎn)效率高、利于工業(yè)化生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種堿金屬渣料處理技術(shù)，特別涉及金屬鋰渣料連續(xù)水解裝置及水解方法。

背景技術(shù)

金屬鋰因?yàn)槠涮赜械幕瘜W(xué)性質(zhì)成為了最為理想的高能電池負(fù)極材料，而其化合物在冶金、石油、化工、有機(jī)合成、高能電池、醫(yī)藥、陶瓷、玻璃以及日用品等各種行業(yè)中發(fā)揮著不可替代的作用。在金屬鋰生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生含有大量金屬鋰、石蠟油、氮化鋰、氧化鋰、碳、鉀、鈉及其氧化物等的殘?jiān)Q之為金屬鋰廢渣，其質(zhì)量約為金屬鋰產(chǎn)量的3%。由于金屬鋰渣中鋰的含量可高達(dá)50wt%，其經(jīng)濟(jì)價(jià)值高，對(duì)其進(jìn)行回收利用具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

但是產(chǎn)生的金屬鋰渣不宜長(zhǎng)時(shí)間堆放，因隨堆放時(shí)間的增長(zhǎng)，鋰渣表面的保護(hù)油膜變薄，使得金屬鋰與空氣中的水、氧氣和氮?dú)鈺?huì)發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生的大量熱量和氫氣不能及時(shí)排放，熱量逐漸積聚，鋰渣溫度逐漸升高，積累到一定程度就會(huì)發(fā)生自燃甚至爆炸，引發(fā)火災(zāi)，造成財(cái)產(chǎn)損失和人身傷害。在多雨、空氣濕度大、氣溫高的地區(qū)，金屬鋰渣的儲(chǔ)存更為困難，因此，實(shí)現(xiàn)金屬鋰渣快速且安全的回收處理是亟待解決的問(wèn)題，對(duì)提高鋰回收利用效率有著重大的意義。

現(xiàn)有的金屬鋰渣處理裝置包括三類，第一類是通過(guò)真空蒸餾、熔融過(guò)濾或高溫燃燒回收金屬鋰，如專利CN201811234901.1和CN201811229986.4中使用的方法和裝置是采用負(fù)壓過(guò)濾，真空蒸餾相結(jié)合實(shí)現(xiàn)對(duì)鋰廢渣中的金屬鋰的直接回收；第二類是轉(zhuǎn)化為碳酸鋰進(jìn)行回收利用，；第三類是直接水解，專利CN201811230878.9的技術(shù)方案中提出利用分層的油相和水相的液相體系，將金屬鋰渣壓入水相內(nèi)，因金屬鋰在水底反應(yīng)，可隔絕氧氣，以提高鋰渣水解速率并避免鋰渣起火和氫氣爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。

但以上三類金屬鋰渣處理裝置存在設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)設(shè)備的材質(zhì)、密封性要求高，運(yùn)行時(shí)的能耗高，不易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的問(wèn)題，且三類處理裝置均不能實(shí)現(xiàn)連續(xù)水解處理金屬鋰渣，生產(chǎn)效率低、無(wú)法避免二次污染物。因此，急需對(duì)金屬鋰渣的處理設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以解決上述問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有金屬鋰渣處理裝置存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、對(duì)設(shè)備的材質(zhì)、密封性要求高，不能實(shí)現(xiàn)連續(xù)水解，生產(chǎn)效率低、不易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的技術(shù)問(wèn)題，提供金屬鋰渣料連續(xù)水解裝置及水解方法，該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且所有水解過(guò)程均在水下進(jìn)行，避免了金屬鋰渣在漂浮在水面進(jìn)行水解時(shí)因熱量集中且與氧氣接觸發(fā)生燃燒的情況，同時(shí)產(chǎn)生的水解熱量在水解池中傳遞擴(kuò)散，解決了目前因水解池表面熱量集中引起空氣和氫氣混合氣體的爆炸的問(wèn)題，生產(chǎn)效率高、利于工業(yè)化生產(chǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：

金屬鋰渣料連續(xù)水解裝置，包括設(shè)有進(jìn)水管的封閉式水解池，在封閉式水解池內(nèi)設(shè)有頂隔板，所述頂隔板將封閉式水解池分成上下兩個(gè)獨(dú)立空間、分別為水解腔和排氣腔，所述頂隔板包括實(shí)體段和網(wǎng)孔段；

還包括伸入水解腔的壓料裝置，所述壓料裝置與送料裝置相連，在封閉式水解池外還設(shè)有循環(huán)水泵，所述循環(huán)水泵連有抽液循環(huán)管和回液循環(huán)管，所述抽液循環(huán)管與封閉式水解池底部連通、所述回液循環(huán)管與封閉式水解池側(cè)壁連通，在封閉式水解池上還設(shè)有與排氣腔連通的抽氣裝置，所述抽氣裝置的抽氣筒端口與頂隔板的網(wǎng)孔段對(duì)應(yīng)設(shè)置。