[发明专利]金属锂渣料连续水解装置及水解方法

说明书

本发明公开了一种碱金属渣料处理技术。本发明的一种金属锂渣料连续水解装置，包括设有进水管的封闭式水解池，在封闭式水解池内设有顶隔板，所述顶隔板将封闭式水解池分成上下两个独立空间、分别为水解腔和排气腔，所述顶隔板包括实体段和网孔段；包括伸入水解腔的压料装置，压料装置与送料装置相连，还设有循环水泵，循环水泵连有抽液循环管和回液循环管，抽液循环管与封闭式水解池底部连通、回液循环管与封闭式水解池侧壁连通，还设有与排气腔连通的抽气装置，所述抽气装置的抽气筒端口与顶隔板的网孔段对应设置。该装置结构简单，实现金属锂渣水解过程与氧气隔绝，可避免燃爆，金属锂渣水解过程可连续进行，生产效率高、利于工业化生产。

技术领域

本发明涉及一种碱金属渣料处理技术，特别涉及金属锂渣料连续水解装置及水解方法。

背景技术

金属锂因为其特有的化学性质成为了最为理想的高能电池负极材料，而其化合物在冶金、石油、化工、有机合成、高能电池、医药、陶瓷、玻璃以及日用品等各种行业中发挥着不可替代的作用。在金属锂生产过程中会产生含有大量金属锂、石蜡油、氮化锂、氧化锂、碳、钾、钠及其氧化物等的残渣，称之为金属锂废渣，其质量约为金属锂产量的3%。由于金属锂渣中锂的含量可高达50wt%，其经济价值高，对其进行回收利用具有重要的经济价值。

但是产生的金属锂渣不宜长时间堆放，因随堆放时间的增长，锂渣表面的保护油膜变薄，使得金属锂与空气中的水、氧气和氮气会发生反应，产生的大量热量和氢气不能及时排放，热量逐渐积聚，锂渣温度逐渐升高，积累到一定程度就会发生自燃甚至爆炸，引发火灾，造成财产损失和人身伤害。在多雨、空气湿度大、气温高的地区，金属锂渣的储存更为困难，因此，实现金属锂渣快速且安全的回收处理是亟待解决的问题，对提高锂回收利用效率有着重大的意义。

现有的金属锂渣处理装置包括三类，第一类是通过真空蒸馏、熔融过滤或高温燃烧回收金属锂，如专利CN201811234901.1和CN201811229986.4中使用的方法和装置是采用负压过滤，真空蒸馏相结合实现对锂废渣中的金属锂的直接回收；第二类是转化为碳酸锂进行回收利用，；第三类是直接水解，专利CN201811230878.9的技术方案中提出利用分层的油相和水相的液相体系，将金属锂渣压入水相内，因金属锂在水底反应，可隔绝氧气，以提高锂渣水解速率并避免锂渣起火和氢气爆炸的风险。

但以上三类金属锂渣处理装置存在设备结构复杂，对设备的材质、密封性要求高，运行时的能耗高，不易实现工业化生产的问题，且三类处理装置均不能实现连续水解处理金属锂渣，生产效率低、无法避免二次污染物。因此，急需对金属锂渣的处理设备进行优化设计，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有金属锂渣处理装置存在结构复杂、对设备的材质、密封性要求高，不能实现连续水解，生产效率低、不易实现工业化生产的技术问题，提供金属锂渣料连续水解装置及水解方法，该装置结构简单，且所有水解过程均在水下进行，避免了金属锂渣在漂浮在水面进行水解时因热量集中且与氧气接触发生燃烧的情况，同时产生的水解热量在水解池中传递扩散，解决了目前因水解池表面热量集中引起空气和氢气混合气体的爆炸的问题，生产效率高、利于工业化生产。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

金属锂渣料连续水解装置，包括设有进水管的封闭式水解池，在封闭式水解池内设有顶隔板，所述顶隔板将封闭式水解池分成上下两个独立空间、分别为水解腔和排气腔，所述顶隔板包括实体段和网孔段；

还包括伸入水解腔的压料装置，所述压料装置与送料装置相连，在封闭式水解池外还设有循环水泵，所述循环水泵连有抽液循环管和回液循环管，所述抽液循环管与封闭式水解池底部连通、所述回液循环管与封闭式水解池侧壁连通，在封闭式水解池上还设有与排气腔连通的抽气装置，所述抽气装置的抽气筒端口与顶隔板的网孔段对应设置。