[发明专利]一种锂电池正负极材料的转炉式生产工艺和装置

权利要求书

1.一种锂电池正负极材料的转炉式生产工艺，其特征在于，将制备原料（A）通过给料器（1）送入流化床混合装置（2）中，从所述流化床混合装置（2）底端的流化床进气口（B）通入空气，使制备原料（A）充分混合，并被空气夹带至气固分离预热室（3）；与此同时，将燃料送入燃烧器（5）中燃烧，产生的高温烟气经由转炉（4）进入气固分离预热室（3）中；

进入所述气固分离预热室（3）的制备原料（A）先由一级旋风分离器（31）处理，分离出的固体依次进入一级预热室（32）、二级预热室（33）和三级预热室（34）中，在转炉（4）过来的所述高温烟气作用下升温预热后，进入转炉（4）中；一级预热室（32）中的高温烟气夹带部分制备原料（A）向上进入二级旋风分离器（35）中，所述二级旋风分离器（35）分离出的固体返回至一级预热室（32）中，分离出的气体进入一级旋风分离器（31）中，最终由一级旋风分离器（31）的气体出口（C）排出；

在转炉（4）中，制备原料（A）发生固相反应，生成锂电池正负极材料，所述锂电池正负极材料进入颗粒冷却器（6）中，与颗粒冷空气进口（63）流入的冷空气换热，冷却后的锂电池正负极材料从颗粒冷却器出口（64）排出，生成的热空气进入燃烧器（5）中与燃料进行燃烧反应。

2.根据权利要求1所述的锂电池正负极材料的转炉式生产工艺，其特征在于，所述的制备原料（A）为碳酸锂和以下任一种物质的混合物：二氧化锰，磷酸铁，磷酸亚铁，钛的含氧化合物，钴的氧化物，以及含氧化合物的组合；所述含氧化合物的组合由Ni-含氧化合物、Co-含氧化合物、Mn-含氧化合物三者组成。

3.根据权利要求2所述的锂电池正负极材料的转炉式生产工艺，其特征在于，制备原料（A）的颗粒粒径是0.1~100μm。

4.根据权利要求1所述的锂电池正负极材料的转炉式生产工艺，其特征在于，制备原料（A）在气固分离预热室（3）中预热至300~400℃后进入转炉（4）。

5.根据权利要求1所述的锂电池正负极材料的转炉式生产工艺，其特征在于，在转炉（4）中，制备原料（A）在500~900℃的温度下，反应生成锂电池正负极材料。

6.根据权利要求1所述的锂电池正负极材料的转炉式生产工艺，其特征在于，在转炉（4）中，烟气流向与锂电池正负极材料运动方向相反。

7.一种实现权利要求1所述生产工艺的锂电池正负极材料的转炉式生产装置，其特征在于，包括给料器（1）、流化床混合装置（2）、气固分离预热室（3）、转炉（4）、燃烧器（5）和颗粒冷却器（6）；

所述气固分离预热室（3）包括一级旋风分离器（31）、二级旋风分离器（35），以及依次连接的一级预热室（32）、二级预热室（33）和三级预热室（34），一级旋风分离器固体出口（311）与一级预热室进料口（321）连接，一级旋风分离器回料进口（312）与二级旋风分离器气体出口（351）连接，二级旋风分离器进料口（352）与一级预热室提升管口（322）连接，二级旋风分离器固体出口（353）与一级预热室回料口（323）连接；

所述给料器（1）与流化床混合装置（2）的下端连接，所述流化床混合装置（2）的底端设置有流化床进气口（B），流化床混合装置（2）的上端设置有流化床出料口（21），所述流化床出料口（21）与一级旋风分离器进料口（313）连接；三级预热室出料口（341）与转炉进料口（41）连接，转炉出料口（42）与颗粒冷却器进料口（61）连接，颗粒冷却器排气口（62）与燃烧器进气口（51）连接，燃烧器排气口（52）与转炉进气口（43）连接，所述颗粒冷却器（6）上设置有颗粒冷空气进口（63），所述燃烧器（5）上设置有燃料进口（53）。

8.根据权利要求7所述的锂电池正负极材料的转炉式生产装置，其特征在于，所述转炉（4）呈倾斜放置，转炉进料口（41）的高度高于出料口（42）的高度。

9.根据权利要求7所述的锂电池正负极材料的转炉式生产装置，其特征在于，颗粒冷却器（6）采用表面式空气冷却。