一種制備高純碳酸鋰的多功能一體化工業(yè)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種制備高純碳酸鋰的多功能一體化工業(yè)裝置，包括反應(yīng)罐，反應(yīng)罐設(shè)有鹵水入口、鹵水出口，反應(yīng)罐上部設(shè)有真空泵接口，真空泵接口與真空泵相連；反應(yīng)罐內(nèi)設(shè)有熱交換器和攪拌器，反應(yīng)罐下部逐漸收縮，反應(yīng)罐底部設(shè)有出料口，出料口與下方的提純罐相連通；罐壁上下分布有多組高壓擦洗槍和擦洗液出口，提純罐的底部設(shè)有精鹽排出閥。本實(shí)用新型裝置，結(jié)構(gòu)緊湊合理，在同一個(gè)裝置內(nèi)同時(shí)實(shí)現(xiàn)鹵水蒸發(fā)、固液分離和鋰鹽的純化。可將生產(chǎn)周期縮短至60分鐘以內(nèi)，降低了設(shè)備的投資，減少了能耗和最終產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)節(jié)。同時(shí)，可實(shí)現(xiàn)不同品位產(chǎn)品的定制化生產(chǎn)，滿足不同行業(yè)的需求。
【專利說(shuō)明】一種制備高純碳酸鋰的多功能一體化工業(yè)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種碳酸鋰的工業(yè)化生產(chǎn)裝置，特別涉及一種制備高純碳酸鋰的多功能一體化工業(yè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]鹽湖中含有多種礦物鹽，是礦物鹽的一個(gè)重要來(lái)源，但是鹽湖中的礦物鹽含量普遍較低，大規(guī)模開(kāi)采利用難度較大。鹽湖鹵水中的鋰鹽一般以Li2CO3晶體的形式被開(kāi)采出來(lái)。目前，國(guó)內(nèi)外提取碳酸鋰的主要方法有吸附法、溶劑萃取法和碳酸鹽沉淀法。這些方法都需要引入化學(xué)試劑，會(huì)破壞高原脆弱的生態(tài)系統(tǒng)。因而，鹽湖的主要開(kāi)采方法是曬鹽法。在曬鹽法開(kāi)采礦物鹽的過(guò)程中，結(jié)晶操作直接影響著開(kāi)采效率。一般而言，鹽湖鹵水要經(jīng)歷制鹵、濃縮、結(jié)晶等多個(gè)過(guò)程，生產(chǎn)周期達(dá)10個(gè)月之久，生產(chǎn)效率慢。
[0003]曬鹽法主要是通過(guò)太陽(yáng)池自然蒸發(fā)，集中利用太陽(yáng)能光照提高鹵水溫度，加速礦物鹽析出，但此法嚴(yán)重依賴自然天氣，受日照強(qiáng)度、風(fēng)雨等因素的影響，對(duì)于產(chǎn)量的提高具有一定的局限性，還是沒(méi)有從根本上改變“靠天吃飯”的狀況。同時(shí)，曬鹽法會(huì)人為增加鹽湖的蒸發(fā)量，導(dǎo)致鹽湖水位下降，對(duì)鹽湖地區(qū)的生態(tài)有一定的破壞。
[0004]在現(xiàn)有的從鹽湖鹵水中制備碳酸鋰的工藝中，普遍先在一個(gè)裝置中實(shí)現(xiàn)鹵水的蒸發(fā)濃縮，之后將濃縮后的鹵水轉(zhuǎn)移至另一裝置中，進(jìn)行結(jié)晶及固液分離操作，最后再將得到的粗鋰鹽轉(zhuǎn)運(yùn)至異地進(jìn)行提純操作?，F(xiàn)有的碳酸鋰制備工藝復(fù)雜，能耗高，各個(gè)工藝流程相對(duì)獨(dú)立，難以實(shí)現(xiàn)集約化生產(chǎn)，更無(wú)法實(shí)現(xiàn)定制化生產(chǎn)。同時(shí)，現(xiàn)有的工藝操作復(fù)雜，能耗高，導(dǎo)致其在能源缺乏的偏遠(yuǎn)鹽湖地區(qū)無(wú)法實(shí)現(xiàn)工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)中缺乏一種可以高效、環(huán)保地從鹽湖鹵水中提取鋰鹽的工業(yè)化自動(dòng)結(jié)晶
裝直。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型的目的在于提供一種制備高純碳酸鋰的多功能一體化工業(yè)裝置。
[0007]本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案是:
[0008]一種制備高純碳酸鋰的多功能一體化工業(yè)裝置，包括反應(yīng)罐，反應(yīng)罐設(shè)有鹵水入口、鹵水出口，反應(yīng)罐上部設(shè)有真空泵接口，真空泵接口與真空泵相連；反應(yīng)罐內(nèi)設(shè)有熱交換器和攪拌器，反應(yīng)罐下部逐漸收縮，反應(yīng)罐底部設(shè)有出料口，出料口與下方的提純罐相連通；提純罐內(nèi)設(shè)有可選的攪拌器，罐壁上下分布有多組高壓擦洗槍和擦洗液出口，提純罐的底部設(shè)有精鹽排出閥。
[0009]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，上述反應(yīng)罐底部的出料口與下方的提純罐之間設(shè)有排液閥。
[0010]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，上述反應(yīng)罐內(nèi)的熱交換器由多組換熱管組成，換熱管之間通過(guò)環(huán)管相互連通；反應(yīng)罐壁上可選設(shè)有加熱夾套。
[0011]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，上述反應(yīng)罐設(shè)有晶種添加器。[0012]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，上述高壓擦洗槍出口向下傾斜并與罐壁呈切線方向。
[0013]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，上述真空泵與冷凝器相連，冷凝器連接至蒸餾水儲(chǔ)。
[0014]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，上述反應(yīng)罐內(nèi)上方設(shè)有噴射清洗器。
[0015]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，上述反應(yīng)罐和提純罐獨(dú)立設(shè)有液位指示器、觀察窗及溫度傳感器中的至少一個(gè)。
[0016]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，上述換熱管外繞設(shè)有翅片。
[0017]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，上述排液閥和精鹽排出閥均為氣動(dòng)式閥門。
[0018]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0019]本實(shí)用新型的制備高純碳酸鋰的多功能一體化工業(yè)裝置，結(jié)構(gòu)緊湊合理，反應(yīng)罐內(nèi)的結(jié)晶會(huì)自然下沉到反應(yīng)罐底部或提純罐中，自然實(shí)現(xiàn)了固液分離；在提純罐內(nèi)沖洗即可實(shí)現(xiàn)鋰鹽的純化，在同一個(gè)裝置內(nèi)同時(shí)實(shí)現(xiàn)鹵水蒸發(fā)、固液分離和鋰鹽的純化。與現(xiàn)有的制鋰工藝及裝置相比，可以將鋰鹽的生產(chǎn)周期縮短至60分鐘以內(nèi)，同時(shí)打破了現(xiàn)有結(jié)晶、固液分離及純化分離的生產(chǎn)工藝，在一個(gè)反應(yīng)裝置內(nèi)實(shí)現(xiàn)了高純度碳酸鋰的工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)，降低了設(shè)備的投資，減少了能耗和最終產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)節(jié)。同時(shí)，可實(shí)現(xiàn)不同品位產(chǎn)品的定制化生產(chǎn)，滿足不同行業(yè)的需求。
[0020]使用本實(shí)用新型的裝置在制備鋰鹽的過(guò)程中，無(wú)需額外添加化學(xué)添加劑，不會(huì)破壞鹽湖的生態(tài)環(huán)境，對(duì)鹽湖地區(qū)的生態(tài)平衡的維持有至關(guān)重要的作用。同時(shí)本實(shí)用新型的裝置可以將蒸發(fā)的水冷凝得到純凈的淡水，特別適用于淡水極度缺乏的高原鹽湖地區(qū)，為在鹽湖附近實(shí)現(xiàn)工業(yè)化連續(xù)制備高純碳酸鋰創(chuàng)造了條件。
[0021]使用本實(shí)用新型的裝置，通過(guò)使用蒸餾水多次擦洗，可以獲得純度在99%以上的碳酸鋰結(jié)晶。
[0022]觀察窗的設(shè)置，可以方便地觀察罐內(nèi)的情況，利于操作；液位觀察儀的設(shè)置，可以方便地觀測(cè)罐內(nèi)液面高度，控制生產(chǎn)進(jìn)程；溫度傳感器的設(shè)置，有助于精確控制罐內(nèi)的溫度，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。
[0023]提純罐內(nèi)設(shè)有的多組向下傾斜并沿罐壁切線方向的高壓擦洗槍，可以使水在罐內(nèi)旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生渦流，利于提純和最終的鹽排放，使得罐壁上不易結(jié)垢。在提純完畢后，也利于清洗提純罐。
[0024]使用氣動(dòng)閥，有利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1和圖2是本實(shí)用新型裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面參照附圖，進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型。
[0027]參照?qǐng)D1和2，一種制備高純碳酸鋰的多功能一體化工業(yè)裝置，包括反應(yīng)罐1，反應(yīng)罐I設(shè)有鹵水入口 11、鹵水出口 12，反應(yīng)罐I上部設(shè)有真空泵接口 13，真空泵接口 13與真空泵14相連；反應(yīng)罐I內(nèi)設(shè)有熱交換器16和攪拌器17，反應(yīng)罐I下部逐漸收縮，反應(yīng)罐I底部設(shè)有出料口 18，出料口 18與下方的提純罐2相連通；提純罐2內(nèi)設(shè)有可選的攪拌器，罐壁上下分布有多組高壓擦洗槍21和擦洗液出口 22，提純罐的底部設(shè)有精鹽排出閥23。
[0028]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，上述反應(yīng)罐I底部的出料口 18與下方的提純罐2之間設(shè)有排液閥19。排液閥的設(shè)置，會(huì)提高反應(yīng)罐的制造成本，但是可以使反應(yīng)罐和提純罐之間可以更好的分離，蒸發(fā)和提純操作可以同時(shí)進(jìn)行，僅在固液分離時(shí)打開(kāi)將反應(yīng)罐底部沉積的鹽排入提純罐，大大提高了設(shè)備的運(yùn)行效率。
[0029]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，上述反應(yīng)罐內(nèi)的熱交換器由多組換熱管組成，換熱管之間通過(guò)環(huán)管相互連通；反應(yīng)罐壁上可選設(shè)有加熱夾套4。如熱交換器由多組豎直換熱管組成，換熱管的上端通過(guò)環(huán)管相互連通，類似的，換熱管的下端通過(guò)環(huán)管相互連通，上下環(huán)管分別于與導(dǎo)熱油導(dǎo)入管和回流管連通，加大罐內(nèi)的換熱面積，提高換熱效率，同時(shí)減少了外部導(dǎo)熱油的管路。
[0030]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，上述換熱管外繞設(shè)有翅片。翅片一方面可以增加換熱面積，另一方面，也利于加速鹽在其上析出，進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率。
[0031]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，上述反應(yīng)罐I設(shè)有晶種添加器15。方便根據(jù)需要補(bǔ)充晶種，加速結(jié)晶。
[0032]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，上述高壓擦洗槍出口向下傾斜并與罐壁呈切線方向。這樣從高壓擦洗槍噴射出的水可以沿罐壁旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生渦流，利于提純和最終的鹽排放，使得罐壁上不易結(jié)垢。在提純完畢后，也利于清洗提純罐。
[0033]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，上述真空泵14與冷凝器5相連，冷凝器5連接至蒸餾水儲(chǔ)罐3。這樣可以在蒸發(fā)的同時(shí)制備出蒸餾水，解決了鹽湖地區(qū)缺乏淡水的問(wèn)題，為鹽的提純創(chuàng)造了更好的條件。
[0034]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，上述反應(yīng)罐I內(nèi)上方設(shè)有噴射清洗器20。噴射清洗器的結(jié)構(gòu)可以類似花灑，使水從反應(yīng)罐上方均勻落下，對(duì)反應(yīng)罐進(jìn)行清洗。
[0035]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，上述反應(yīng)罐和提純罐獨(dú)立設(shè)有液位指示器、觀察窗及溫度傳感器中的至少一個(gè)。觀察窗的設(shè)置，可以方便地觀察罐內(nèi)的情況，利于操作；液位觀察儀的設(shè)置，可以方便地觀測(cè)罐內(nèi)液面高度，控制生產(chǎn)進(jìn)程；溫度傳感器的設(shè)置，有助于精確控制罐內(nèi)的溫度，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。
[0036]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，上述排液閥和精鹽排出閥均為氣動(dòng)式閥門。氣動(dòng)式閥門的使用有助于實(shí)現(xiàn)裝置的自動(dòng)化控制。
[0037]使用時(shí)，將預(yù)熱的鹵水通過(guò)鹵水入口導(dǎo)入反應(yīng)罐內(nèi)，接著通過(guò)反應(yīng)罐內(nèi)的加熱器及可選的加熱夾套，對(duì)鹵水進(jìn)行加熱，同時(shí)通過(guò)真空泵保持反應(yīng)罐內(nèi)維持在低壓狀態(tài)，加速鹵水蒸發(fā)。配合攪拌器的攪拌，使蒸發(fā)過(guò)程中產(chǎn)生的鹽結(jié)晶逐步沉積在反應(yīng)罐的底部或直接沉積至提純罐內(nèi)，自然實(shí)現(xiàn)固液分離。將鹵水蒸發(fā)濃縮至預(yù)定值后，將生成的鹽導(dǎo)入提純罐內(nèi)，反應(yīng)罐內(nèi)的上清尾鹵通過(guò)鹵水出口排出。打開(kāi)高壓擦洗槍,對(duì)提純罐內(nèi)的鹽進(jìn)行擦洗純化，不同擦洗階段產(chǎn)生的清液依次通過(guò)上下位的擦洗液出口排出至擦洗液收集池，通過(guò)擦洗，將雜質(zhì)逐步溶解排出，提高鋰鹽的純度。擦洗液收集池收集的擦洗液可進(jìn)一步進(jìn)行后續(xù)的處理。
【權(quán)利要求】
1.一種制備高純碳酸鋰的多功能一體化工業(yè)裝置，包括反應(yīng)罐，反應(yīng)罐設(shè)有鹵水入口、鹵水出口，其特征在于:反應(yīng)罐上部設(shè)有真空泵接口，真空泵接口與真空泵相連；反應(yīng)罐內(nèi)設(shè)有熱交換器和攪拌器，反應(yīng)罐下部逐漸收縮，反應(yīng)罐底部設(shè)有出料口，出料口與下方的提純罐相連通；罐壁上下分布有多組高壓擦洗槍和擦洗液出口，提純罐的底部設(shè)有精鹽排出閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備高純碳酸鋰的多功能一體化工業(yè)裝置，其特征在于:所述反應(yīng)罐底部的出料口與下方的提純罐之間設(shè)有排液閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種制備高純碳酸鋰的多功能一體化工業(yè)裝置，其特征在于:所述反應(yīng)罐內(nèi)的熱交換器由多組換熱管組成，換熱管之間通過(guò)環(huán)管相互連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種制備高純碳酸鋰的多功能一體化工業(yè)裝置，其特征在于:所述反應(yīng)罐設(shè)有晶種添加器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種制備高純碳酸鋰的多功能一體化工業(yè)裝置，其特征在于:所述高壓擦洗槍出口向下傾斜并與罐壁呈切線方向。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種制備高純碳酸鋰的多功能一體化工業(yè)裝置，其特征在于:所述真空泵與冷凝器相連，冷凝器連接至蒸餾水儲(chǔ)罐。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種制備高純碳酸鋰的多功能一體化工業(yè)裝置，其特征在于:所述反應(yīng)罐內(nèi)上方設(shè)有噴射清洗器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種制備高純碳酸鋰的多功能一體化工業(yè)裝置，其特征在于:所述反應(yīng)罐和提純罐獨(dú)立設(shè)有液位指示器、觀察窗及溫度傳感器中的至少一個(gè)。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種制備高純碳酸鋰的多功能一體化工業(yè)裝置，其特征在于:所述換熱管外繞設(shè)有翅片。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種制備高純碳酸鋰的多功能一體化工業(yè)裝置，其特征在于:所述排液閥為氣動(dòng)式排液閥。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備高純碳酸鋰的多功能一體化工業(yè)裝置，其特征在于:所述提純罐內(nèi)設(shè)有攪拌器。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備高純碳酸鋰的多功能一體化工業(yè)裝置，其特征在于:所述反應(yīng)罐壁上設(shè)有加熱夾套。
【文檔編號(hào)】C01D15/08GK203728593SQ201420017827
【公開(kāi)日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年1月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月10日
【發(fā)明者】朱彬元, 彭福明, 余昊 申請(qǐng)人:朱彬元