[发明专利]一种新型高效混合防结壁的沉锂结晶反应釜系统及方法

说明书

本发明公开了一种新型高效混合防结壁的沉锂结晶反应釜系统及方法，该反应釜系统包括：W底封头、筒体、导流板、上封头、进料缓冲罐、进料口、布料器、液位块、出料口、热源腔体、热源入口、热源出口、搅拌器和搅拌叶片；新型高效混合防结壁的结晶工艺方法，包括步骤a)将纯碱溶液加入反应釜；步骤b)将锂溶液加入进料缓冲罐，通过进料缓冲罐进入布料器，通过布料器均匀分布加入反应釜；步骤c)通过搅拌器强力搅拌，使得锂溶液加入瞬间就被搅拌均匀，减少结晶过程中的杂质包裹。本发明可以实现高盐浓度锂溶液一步法沉出高品质碳酸锂产品，且可防止沉锂过程的结壁现象。

技术领域

本发明涉及碳酸锂结晶工艺技术领域，特别涉及一种新型高效混合防结壁的沉锂结晶反应釜系统及方法。

背景技术

碳酸锂，氯化锂和氢氧化锂等基础锂盐产品广泛应用于染料、化工原料、玻璃制造、陶瓷、食品、半导体、国防军事、原子能、催化剂等领域，电池级碳酸锂可用于制备钴酸锂、锰酸锂、三元材料以及磷酸铁锂等锂离子电池正极材料。高级纯碳酸锂不仅用于高端锂离子电池正极材料及电池级氟化锂的，还广泛用于光电信息方面，可制备光学特种玻璃、磁性材料以及超级电容器和医药行业。随着锂盐材料的不断创新和发展，其在各领域的应用也将变得日益广泛。

随着新能源的迅猛发展，碳酸锂的需求与日俱增，近两年一直呈现量价齐升的繁荣景象。之前由于动力汽车普及度不高，碳酸锂的制备一直处于比较粗犷的生产状态，行业内没有对碳酸锂结晶控制过程进行足够深入和细致的研究。目前也暂未看到有相关文献或专利，去系统研究碳酸锂结晶工艺控制方法。

目前碳酸锂沉锂工艺，主要存在以下缺陷：1)电池级碳酸锂的合格率都很低，主要是因为在碳酸锂沉锂结晶的过程中，碳酸锂晶体内存在大量杂质的残留和包裹，这种被包裹的杂质在后续的洗涤过程中是无法洗出来的，只能达到工业级标准，而要提高碳酸锂纯度，只能通过酸溶解或者碳化的方式进行提纯，拉长了工艺流程，也大大增加了能耗和成本；2)目前沉锂工艺的结壁问题非常严重，传统结晶工艺，需要经常停产清理沉锂反应釜内部的结壁，大大影响工艺和产能的稳定性，清理出来的结壁为次品，需要经过额外处理，增加了生产成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型高效混合防结壁的沉锂结晶反应釜系统及方法，以提高产品品质。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种新型高效混合防结壁的沉锂结晶反应釜系统，包括锂溶液进料缓冲罐、上封头和筒体，所述上封头安装在筒体上，所述上封头上设有锂溶液进料口、人孔和纯碱溶液进料口，上封头顶部的中间位置安装有混料电机，所述混料电机通过减速器与筒体内的搅拌轴连接，所述锂溶液进料缓冲罐通过锂溶液进料口和管道与筒体内部的布料器连接，所述筒体的外侧壁设有多个耳座，筒体通过座耳安装到安装架上，所述搅拌轴上设有正向搅拌叶、反向搅拌叶和辅搅拌叶，所述正向搅拌叶和反向搅拌叶的数量为多个，实际数量，以生产反应釜的容量，锂溶液的溶度等情况而定，两者数量相同且间隔设置，所述正向搅拌叶固定安装在搅拌轴上，所述反向搅拌叶通过传动座与搅拌轴传动连接，所述传动座通过保持架与筒体的内侧壁连接，所述搅拌轴转动时，正向搅拌叶随搅拌轴正向转动，反向搅拌叶经传动座传动后反向转动；所述筒体的内侧设有多块竖直且均匀设置的导流板，所述筒体的底部设有W底封头，所述W底封头的外侧的筒体底部设有出料口；所述筒体的内部还设有液位块，通过人孔观察液位块的情况，来判断反应釜内部的液体量。

进一步的，所述传动座上设有供搅拌轴穿过的通孔，所述搅拌轴上安装有主齿轮，且所述主齿轮位于传动座中间的传动腔内，所述传动腔的四周安装有与主齿轮啮合的行星齿轮，所述行星齿轮与反向搅拌叶内圈的齿圈啮合，所述反向搅拌叶通过传动座底部的台肩和上端的卡簧进行上下限位，限制反向搅拌叶转动时上下窜动过大，同时保证反向搅拌叶可相对传动座转动时不会发生干涉。