[发明专利]一种碳酸钴生产系统及方法

说明书

本发明公开了一种碳酸钴生产系统及方法，该系统包括至少四个反应釜，所述四个反应釜包括第一反应釜、第二反应釜、第三反应釜和第四反应釜，所述反应釜均设置有侧面进料口、中部均设置有出料溢流口、底部均设置有底阀，第二反应釜和第四反应釜的侧面进料口均与第一反应釜的出料溢流口相连，第三反应釜的侧面进料口与第二反应釜的出料溢流口相连，上一级反应釜的出料溢流口高于下一级反应釜的侧面进料口。本发明保证了碳酸钴生长的连续性和稳定性，并使碳酸钴颗粒在分釜反应的过程中逐级生长，有利于得到粒径更大且一致性较好的成品碳酸钴颗粒，提高了生产效率。

技术领域

本发明属于碳酸钴技术领域，具体涉及到一种碳酸钴生产系统及方法。

背景技术

目前锂离子电池已经广泛应用于3C领域，如智能手机、相机、无人机等，锂离子电池的性能和成本很大程度上取决于锂离子电池正极材料的性能和成本；目前3C领域的正极材料主要是钴酸锂，比容量高，结构稳定，无记忆效应，是新型的绿色二次电池；钴酸锂主要是由四氧化三钴和锂源进行高温烧结而成，锂源主要是氢氧化锂和碳酸锂，而四氧化三钴主要是由碳酸钴或羟基氧化钴低温焙烧而成，其中碳酸钴可以烧结出形貌好，颗粒大，振实高的钴酸锂；碳酸钴是钴酸锂的前驱体，理化性质在一定程度上具有继承性，碳酸钴的振实密度、比表面积等理化性质对钴酸锂具有重要影响。

碳酸钴制备主要是由碳酸氢铵水溶液和钴盐，通过控制pH、温度、转速、固含量等在反应釜中形核和生长，最后生成球形或者类球形的碳酸钴。公开号为CN108190971A的中国专利公开了一种制备碳酸钴的方法和系统，其利用晶种来制备碳酸钴，一方面提高了碳酸钴的产量和制备效率，另外一方面采用小粒径碳酸钴晶种，控制了反应母液中大粒径碳酸钴的粒径，保证了连续工艺生长大粒径碳酸钴的一致性和稳定性，但是仍然存在较多的人工间歇操作，生产效率不高；公开号为CN108275729的发明专利公开了一种制备碳酸钴的系统及方法，加入了浓密机结构，提高了连续作业的效率，但是碳酸钴在形核以后无法充分生长，最终得到的碳酸钴颗粒粒径较小，品质上无法满足要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种可提高生产效率、增大碳酸钴颗粒成品粒径的碳酸钴生产系统及方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种碳酸钴生产系统，包括至少四个反应釜，所述四个反应釜包括第一反应釜、第二反应釜、第三反应釜和第四反应釜，所述反应釜均设置有侧面进料口、中部均设置有出料溢流口、底部均设置有底阀，第二反应釜和第四反应釜的侧面进料口均与第一反应釜的出料溢流口相连，第三反应釜的侧面进料口与第二反应釜的出料溢流口相连，上一级反应釜的出料溢流口高于下一级反应釜的侧面进料口。

进一步的，所述反应釜的顶部均开设有顶部回流口、上部均安装有排液溢流管，所述四个反应釜均对应设置有溢流槽和浓密机，所述排液溢流管的排液溢流口与所述溢流槽的入料口相连，所述溢流槽的出料口连接至所述浓密机，经所述浓密机浓密后得到的碳酸钴物料通过所述顶部回流口重新进入反应釜。

进一步的，所述四个反应釜的结构和容积相同，反应釜内位于排液溢流口下方的容积为反应釜的有效容积，所述出料溢流口所在的水平面将有效容积分为相等的上、下两部分。

进一步的，所述反应釜内设有搅拌桨，所述搅拌桨包括搅拌轴和锚式桨，所述锚式桨的顶端设置有斜桨，所述斜桨的一端安装在搅拌轴上，另一端与所述锚式桨的顶端固定连接。

进一步的，所述反应釜的顶盖上固定安装有挡流板，所述挡流板位于所述搅拌桨的外侧，并向下延伸至反应釜内部靠近反应釜直筒与U型底的交界处。

进一步的，所述反应釜内设有进料管，所述进料管活动连接于反应釜顶盖，进料管下端末梢弯向所述搅拌轴。

进一步的，所述斜桨包括两片桨叶，所述斜桨的桨叶相对于水平面向下倾斜45°。