[发明专利]粗碳酸锂制备电池级碳酸锂的装置及其使用方法

说明书

本发明涉及一种粗碳酸锂制备电池级碳酸锂的装置及其使用方法，采用连续碳化和热解工艺，多釜串联操作，该工艺制备出的产品质量稳定，设备清洗方便，自动化控制程度高，二氧化碳和母液循环利用，二氧化碳消耗和外排量很小，对环境影响小，运行成本低。

技术领域

本发明属于碳酸锂提纯技术领域，具体涉及一种粗碳酸锂制备电池级碳酸锂的装置及其使用方法。

背景技术

由粗碳酸锂提纯制备电池级碳酸锂的方法很多，如苛化法、碳酸锂重结晶法、碳化热解法等，碳化热解法制备高纯碳酸锂具有高效、工艺简单、可操作性强、成本低廉、污染小等优点，目前应用较多，前景广阔。

使用碳化热解法工艺比较成熟，但多数采用间歇生产，即常采用多个釜操作，在同一个反应釜内分别进行碳酸氢化和热解反应，二氧化碳几乎无法回收利用。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种粗碳酸锂制备电池级碳酸锂的装置，包括加料管线、若干碳化釜、一级过滤器、碳化完成罐、若干热解釜和出料管线，所述加料管线与所述碳化釜连接，所述碳化釜通过管线与一级过滤器连接，所述碳化釜与一级过滤器上的管线设置碳化出料泵，所述一级过滤器与碳化完成罐连接，所述碳化完成罐与热解釜连接，所述碳化完成罐与热解釜之间设置碳化完成泵，所述热解釜与出料管线连接，其中，所述碳化釜上设置二氧化碳进气口和二氧化碳出气口，所述热解釜上设置蒸汽进气口和蒸汽出口，所述二氧化碳进气口与二氧化碳管线连接，所述蒸汽进气口与蒸汽管线连接，所述二氧化碳出气口与蒸汽出口通过出气管线汇聚后与循环装置连接。

优选的是，所述二氧化碳管线上设置二氧化碳缓冲罐。

在上述任一方案中优选的是，所述循环装置包括二氧化碳冷凝器、冷凝水罐和二氧化碳压缩机，所述出气管线与二氧化碳冷凝器连接，所述二氧化碳冷凝器分别与二氧化碳压缩机和冷凝水罐连接，所述二氧化碳压缩机与所述二氧化碳缓冲罐连接。

在上述任一方案中优选的是，所述出料管线上设置热解完成罐和热解完成泵。

在上述任一方案中优选的是，所述碳化釜设置为两组、三组或六组并且通过串联的方式设置。

在上述任一方案中优选的是，所述热解釜设置为两组、三组或六组并且通过串联的方式设置。

在上述任一方案中优选的是，所述加料管线上设置打浆罐和打浆泵。

本发明还提供了一种上述粗碳酸锂制备电池级碳酸锂的装置的使用方法，按照先后顺序包括以下步骤：

(1)将一定比例的粗碳酸锂和热解离心母液投入打浆罐进行打浆操作，打浆完成后通过打浆泵送至串联设置的碳化釜进行碳酸氢化反应，碳化釜并联通入二氧化碳与内部的反应液进行碳酸氢化反应，再通过碳化出料泵输送至一级过滤器过滤未溶解的杂质，过滤后的碳化完成液进入碳化完成罐；

(2)碳化完成液经过碳化完成泵输送送至串联设置的热解釜进行热解反应，热解釜并联通入蒸汽，碳化完成液升温后进行热解反应，热解完成的液体流至热解完成罐，再通过热解完成泵输送至下道工序；

(3)碳化釜和热解釜在反应时，热解产生的二氧化碳及碳化未反应的二氧化碳进入二氧化碳冷凝器进行除湿，除去二氧化碳内的水蒸气，冷凝水进入冷凝罐，再通过冷凝水泵送至配料，冷却的二氧化碳进入二氧化碳压缩机进行加压，加压后的二氧化碳再通过二氧化碳缓冲罐通过二氧化碳管线输送至碳化釜内进行碳酸氢化反应，循环利用。

优选的是，所述碳化釜内的反应压力控制0-2MPa，温度10-80℃，所述热解釜内的热解反应压力控制-0.05-1MPa，温度40-120℃。