[实用新型]特纯金属锂精炼提纯工艺的专用设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种金属锂提纯的装置，特别是金属锂真空蒸馏提纯的装置。

背景技术

金属锂提纯方法的公知技术是电解法。该方法可将金属锂的纯度提纯到96％-99％，产生工业级金属锂。将工业级金属锂精炼到纯度99.9％-99.99％，中国专利金属锂真空蒸馏提纯方法及装置公开了一种蒸馏提纯金属锂的工艺过程和设备。该工艺过程的技术特征是：一种金属锂真空蒸馏提纯方法，在供料炉中，加热纯度96％-99％的固态原料金属锂，温度控制在200-500℃时，形成液戊原料状态，压力小于等于0.1托，在真空蒸馏炉的蒸发坩锅内，加热液态原料金属锂，温度控制在600-850℃时，形成气态原料金属锂，蒸发到真空蒸馏炉的保温区，结质重金属元素仍保持液态留在蒸发坩锅内，保温区温度控制在400-500℃时，气态高纯金属锂和杂质元素金属钠、钾分离，冷凝形成液态，分别通过液封阀流入高纯金属锂收集器和金属钠、钾收集器，留在蒸发坩锅的杂质重金属元素，通过液封阀流入废渣收集器。控制液封阀的循环开启与关闭，可使原料金属锂的供料、加热、保温、分离、提纯和收集连续进行，固态原料金属锂的纯度也可以是99％-99.9％。

为上述提纯方法专门设计的金属锂真空蒸馏提纯装置，包括供料炉、真空蒸馏炉、真空扩散设备、废渣收集器、高纯金属锂收集器、金属钠、钾收集器以及液封阀、气密阀、管道等，供料炉设有供料加热设备，并通过液封阀、管道与真空蒸馏连通；真空蒸馏炉通过气密阀、管道与真空扩散设备连通，真空蒸馏炉的底部为蒸发坩埚，通过液封阀、管道与废渣收集器连通，并设有蒸发加热设盘，通过液封阀、管道与高纯金属锂收集器连通，保温区的上部为金属钠、钾冷却区，并设有金属钠、钾收集盘，金属钠、钾收集盘通过液封阀、管道与金属钠、钾收集器连通。

发明内容

本实用新型的目的在于提出一种在原料可选的条件下，可进行99.95％及99.995％含量同时精炼提纯分部接收，采用微孔过滤流水性分部预先除杂，二次重复除杂，彻底清除可见杂质，并提高高温除杂的速度和时间，从而提高了产品产量，纯度可达99.995％以上，最高可达99.999％的特纯金属锂精炼提纯工艺的专用设备。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。

本技术方案的蒸馏提纯的基本原理是：各种金属无素在一定的温度下，具有不同的蒸气压，利用蒸发速度和冷凝速度的差异特性，可使杂质元素(主要是金属钠、钾元素及其他重金属)与金属锂分离，从而达到提纯目的。在不同温度下，杂质元素的蒸汽压和金属锂的蒸汽压之比称为相对挥发速度，用A表示之。其公式为A＝Px/PLi，Px：杂质元素的蒸汽压、PLi：金属锂的蒸汽压。当A＞1时，杂质元素挥发速度大于金属锂的挥发速度；当A＜1时，杂质元素挥发速度小于金属锂的挥发速度；当A＝1时，杂质元素挥发速度等于金属锂的挥发速度。在加热原料锂的过程中，控制不同工作区域的汽化蒸发温度，可将原料锂中所含的杂质元素分离出来，从而达到蒸馏提纯金属锂的目的。

特纯金属锂精炼提纯工艺分三大步骤流水性提纯：

a、低温状态过滤除杂，

由化料炉将工业级金属锂在200～300℃、真空度2.5×10-2Pa以内溶成液态状，通过过滤器进行粗过滤，将可见杂物初部除去，通过滤管道输送到一号沉降炉，并保证输送管阀温度在200～300℃之间，料液由化料炉进一号沉降炉必须停留1-3小时沉降，温度控制在200～300℃进行保温，过料的同时化料炉的真空度要求小于一号沉降炉的真空度，再通过一号沉降炉中过滤器精过滤料液送到二号沉降炉，保温、负压、沉降后料液通过管道输送进观察控制室，通过视镜仔细观察，调节控制阀控制料液点滴流量，每1分钟不超于40-90滴，控制室料液通过管道流入中温加热除钾、钠设备；

b、中温环境下初步除杂质金属钾、钠，

进入中温加热，温度控制在450～480℃之间，使料液中的钾、钠变为蒸气，进入精炼炉，而金属锂呈液态状流入盘旋槽沟，旋转式流动增大表面积将钾、钠有效挥发，保持盘旋槽沟区域温度在500～580℃之间，料液经盘式槽沟下口的管道流入承接容器，再经管道流入精炼炉外的99.95％纯锂接收器或关闭输送管阀料液溢出承接容器流入精炼炉炉底坩锅加温；

c、高温精炼提纯锂金属，再次除杂质金属钾、钠及杂质重金属元素，