一种金属锂提纯废渣处理装置的制作方法

1.本实用新型涉及金属锂废渣处理技术领域，特别是涉及一种金属锂提纯废渣处理装置。


背景技术：

2.目前熔盐电解直接生产的金属锂中杂质含量较高，要想得到电池级的金属锂，必须通过提纯工艺将金属锂提纯。金属锂提纯过程中将产生较多废渣，其中以真空蒸馏过程中产生的钠钾渣为主，该废渣的主含量为单质钠，直接水解会有爆炸风险，因此需要安全的处理手段对该废渣进行处理。目前工业上多为将废渣放置空气中缓慢氧化，最后水解，但是该过程处理时间长，并且渣料内部难以氧化彻底，水解依然易产生剧烈反应甚至爆溅。
3.目前仅有专利cn201510144800.5对该类废渣进行燃烧、分离锂处理。燃烧得到的主要为氧化钠粉末及部分物料转移过程带入的硅酸钙等不溶物。然而该专利并没有进一步说明燃烧的废料进一步处理，并且该方法产生的粉尘清洗过程复杂，水洗碱液无法重复利用。同时金属锂生产过程是经过氯化锂电解，该过程会产生大量的氯气，氯气是一种剧毒物质，处理不当，不仅对工作人员造成伤害，也会造成环境污染。氢氧化钠是一种有效的工业废氯气吸收剂，但是使用氢氧化钠溶液吸收氯气制备次氯酸钠溶液成本较高。


技术实现要素：

4.本实用新型是为了解决现有技术中的不足而完成的，本实用新型的目的是为了合理的利用金属锂生产废渣和电解废氯气，提供一种金属锂提纯废渣处理装置。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
6.一种金属锂提纯废渣处理装置，包括废渣处理室和产品制备室，所述废渣处理室包括废渣处理室本体、加料板、加料板固定架、第一加水管、第二加水管、喷淋管、第一循环泵、单向球阀、第一液位感应器、过滤网、l型板、限位板以及压滤机，所述废渣处理室本体上开设有加料孔，所述加料板的一端与所述加料孔的孔壁连接，所述加料板固定架安装于所述废渣处理室本体的侧部并用于支撑所述加料板，所述第一加水管固定于所述加料孔的孔壁上且所述第一加水管的一端延伸至所述废渣处理室本体内，所述单向球阀设于所述第一加水管延伸至所述废渣处理室本体内的一端，所述第一液位感应器设于所述废渣处理室本体的内壁上并邻近于所述单向球阀，所述喷淋管和所述过滤网均设于所述废渣处理室本体内，所述喷淋管和所述过滤网沿所述废渣处理室本体的轴向从上至下依次设置，所述废渣处理室本体的上端开设有安装孔，所述第二加水管经由所述安装孔和所述喷淋管连通，所述第一循环泵与所述喷淋管连通，所述l型板设于所述废渣处理室本体侧部，所述限位板设于所述l型板上，所述压滤机连通所述废渣处理室和所述产品制备室，所述产品制备室包括产品制备室本体、氯气管道、第三加水管、碱液喷淋管、氯气报警器、第二液位感应器、第二循环泵、碱液进管控制阀、循环液控制阀、次氯酸钠输送管道，所述产品制备室本体为上端开口的中空结构，所述碱液喷淋管设于所述产品制备室本体的上端，所述产品制备室本体
通过所述碱液喷淋管、所述压滤机连通所述废渣处理室，所述碱液进管控制阀、所述循环液控制阀均设于所述碱液喷淋管上，所述第二循环泵连通所述碱液喷淋管和所述产品制备室本体内部，所述氯气管道、所述第三加水管、所述氯气报警器以及所述次氯酸钠输送管道均设于所述产品制备室本体上，所述第二液位感应器设于所述产品制备室本体的内壁上。
7.进一步的，所述过滤网倾斜安装在所述废渣处理室本体内，所述过滤网的倾斜角度为15至30度，所述过滤网具有低位端和高位端，所述低位端与l型板连接，所述高位端与加料板连接。
8.进一步的，所述限位板通过限位螺旋与所述l型板连接。
9.进一步的，所述过滤网的网孔孔径为20至200目，根据废渣颗粒大小更换。
10.进一步的，所述第一液位感应器与所述第一加水管、所述第二加水管的阀门联动。
11.进一步的，所述产品制备室本体内设有次氯酸钠浓度仪，所述次氯酸钠浓度仪的测量口位于所述第二液位感应器的下方。
12.进一步的，所述产品制备室还包括设于所述产品制备室本体上的氯气加入阀，所述产品制备室本体为瓶颈式结构，所述氯气报警器设于所述产品制备室本体的瓶颈处，所述氯气报警器与所述氯气加入阀联动。
13.一种上述金属锂提纯废渣处理装置的处理方法，所述方法包括以下步骤：
14.步骤一：将金属锂生产废渣经过废渣处理室内加水溶解；
15.步骤二：溶解同时溶液经过过滤分离后得到初级饱和碱液；
16.步骤三：所述初级饱和碱液经过压滤后送入产品制备室稀释至指定浓度碱液；
17.步骤四：所述指定浓度碱液经过氯气增压鼓泡反应生成次氯酸钠溶液。
18.本实用新型提供的金属锂提纯废渣处理装置，包括废渣处理室和产品制备室，其中废渣处理室包含进料板、第一进水管、第二进水管、循环水喷淋、过滤网、液位感应器等部件，可对废渣进行溶解过滤、除杂，同时循环喷淋装置可制备得到饱和的碱液。产品制备室包括氯气管道、第三加水管、碱液喷淋管、氯气报警器、第二液位感应器、第二循环泵等部件，用于稀释碱液、吸收氯气并最终制得次氯酸钠溶液。所有加水、加气管路及次氯酸钠浓度显示仪、氯气报警器等通过电连接并通过plc程序显示控制。该技术通过将金属锂生产废渣经过废渣处理室内溶解、过滤分离后得到初级饱和碱液，经过压滤后送入产品制备室稀释，再经过氯气增压鼓泡反应生成次氯酸钠溶液。本实用新型提供的金属锂提纯的废渣处理技术工艺简单、操作方便、处理高效，在处理处理提纯废钠钾渣及电解产生的氯气的同时，又能制备得到次氯酸钠溶液，获得经济效益。
19.本实用新型提供的金属锂提纯废渣处理装置，加料板与加水管之间开口不封闭，有利于废渣中含有的金属钠与水反应生成氢气排出，同时可加速溶解反应的热量散发。加水出口安装单向球阀，液位到达指定位置自动停止加水。l型挡板打开可配合加水冲洗溶解剩余渣料，也可抽出对滤网彻底清理。采用循环泵对于废渣处理室可以使得使得加入的水充分溶解得到饱和碱液，对于产品制备室可以充分保证氯气的吸收。加水管路可采用气动阀与液位感应器程序控制，并在plc上操作，方便简单。氯气报警器同样和加氯气管路上气动阀联动，使工艺更加智能化。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施方式中需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式，对应本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本实用新型的金属锂提纯废渣处理装置的结构示意图；
22.图2为本实用新型的金属锂提纯废渣处理装置的废渣处理室的结构示意图；
23.图3为本实用新型的金属锂提纯废渣处理装置的产品制备室的结构示意图。
24.附图中附图标记所对应的名称为：
25.加料板1、加料板固定架2、第一加水管3、第二加水管4、喷淋管5、第一循环泵6、单向球阀7、第一液位感应器8、过滤网9、l 型板10、限位板11、压滤机12、氯气管道13、第三加水管14、碱液喷淋管15、氯气报警器16、第二液位感应器17、第二循环泵18、碱液进管控制阀19、循环液控制阀20、次氯酸钠输送管道21。
具体实施方式
26.以下是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。
27.请参考图1-图3，本实用新型的一种金属锂提纯废渣处理装置包括废渣处理室和产品制备室，所述废渣处理室包括废渣处理室本体(图未标)、加料板1、加料板固定架2、第一加水管3、第二加水管4、喷淋管5、第一循环泵6、单向球阀7、第一液位感应器8、过滤网9、l型板10、限位板11以及压滤机12，所述废渣处理室本体上开设有加料孔(图未标)，所述加料板的一端与所述加料孔的孔壁连接，所述加料板固定架安装于所述废渣处理室本体的侧部并用于支撑所述加料板，所述第一加水管固定于所述加料孔的孔壁上且所述第一加水管的一端延伸至所述废渣处理室本体内，所述单向球阀设于所述第一加水管延伸至所述废渣处理室本体内的一端，所述第一液位感应器设于所述废渣处理室本体的内壁上并邻近于所述单向球阀，所述喷淋管和所述过滤网均设于所述废渣处理室本体内，所述喷淋管和所述过滤网沿所述废渣处理室本体的轴向从上至下依次设置，所述废渣处理室本体的上端开设有安装孔(图未标)，所述第二加水管经由所述安装孔和所述喷淋管连通，所述第一循环泵与所述喷淋管连通，所述l型板设于所述废渣处理室本体侧部，所述限位板设于所述l型板上，所述压滤机连通所述废渣处理室和所述产品制备室，所述产品制备室包括产品制备室本体(图未标)、氯气管道13、第三加水管14、碱液喷淋管15、氯气报警器16、第二液位感应器17、第二循环泵18、碱液进管控制阀19、循环液控制阀 20、次氯酸钠输送管道21，所述产品制备室本体为上端开口的中空结构，所述碱液喷淋管设于所述产品制备室本体的上端，所述产品制备室本体通过所述碱液喷淋管、所述压滤机连通所述废渣处理室，所述碱液进管控制阀、所述循环液控制阀均设于所述碱液喷淋管上，所述第二循环泵连通所述碱液喷淋管和所述产品制备室本体内部，所述氯气管道、所述第三加水管、所述氯气报警器以及所述次氯酸钠输送管道均设于所述产品制备室本体上，所述第二液位感应器设于所述产品制备室本体的内壁上。
28.其中，所述废渣指粗锂提纯蒸馏产生的钠钾料经过燃烧后产生的废渣，主成分为金属钠。所述压滤器主要过能滤废渣处理室内未能过滤的细小渣料。
29.其中，所述废渣处理室能够对废渣进行溶解过滤、除杂，同时循环喷淋装置可制备得到饱和的碱液。所述产品制备室能够稀释碱液、吸收氯气并最终制得次氯酸钠溶液。
30.其中，所述第一加水管、所述第二加水管、所述第三加水管、所述氯气管道、所述碱液喷淋管、所述氯气报警器、所述第一液位感应器、第二液位感应器、所述碱液进管控制阀、所述循环液控制阀、次氯酸钠输送管道均与所述金属锂提纯废渣处理装置的控制器电连接。
31.在一个实施方式中，所述过滤网倾斜安装在所述废渣处理室本体内，所述过滤网的倾斜角度为15至30度，所述过滤网具有低位端和高位端，所述低位端与l型板连接，所述高位端与加料板连接。
32.在一个实施方式中，所述限位板通过限位螺旋与所述l型板连接。
33.在一个实施方式中，所述过滤网的网孔孔径为20至200目，根据废渣颗粒大小更换。
34.在一个实施方式中，所述第一液位感应器与所述第一加水管、所述第二加水管的阀门联动，液位到达所述第一液位感应器停止加水。
35.在一个实施方式中，所述产品制备室本体内设有次氯酸钠浓度仪(图未示)，所述次氯酸钠浓度仪的测量口位于所述第二液位感应器的下方。
36.在一个实施方式中，所述产品制备室还包括设于所述产品制备室本体上的氯气加入阀(图未示)，所述产品制备室本体为瓶颈式结构，所述氯气报警器设于所述产品制备室本体的瓶颈处，所述氯气报警器与所述氯气加入阀联动，氯气浓度达到设定标准停止加氯。瓶顶部与废渣处理室的排液管道连接并安装喷淋，喷淋下方采用弧形变径。
37.本实用新型还提供一种采用上述金属锂提纯废渣处理装置的处理方法，所述方法包括以下步骤：
38.步骤一：将金属锂生产废渣经过废渣处理室内加水溶解；
39.步骤二：溶解同时溶液经过过滤分离后得到初级饱和碱液；
40.步骤三：所述初级饱和碱液经过压滤后送入产品制备室稀释至指定浓度碱液；
41.步骤四：所述指定浓度碱液经过氯气增压鼓泡反应生成次氯酸钠溶液。
42.金属锂提纯废渣处理装置及处理方法的过程如下，通过所述第一加水管往所述废渣处理室本体内加水至所述液位感应器液位处后关闭进水，开启所述第一循环泵后，将锂提纯废渣从加料板1上投入，在循环水的喷淋下不断的溶解直到废渣不能溶解后停止加料。得到的饱和碱液经过压滤机12后，通过碱液进料管全部喷淋进入产品制备室内。然后关闭碱液进管控制阀19、开启循环液控制阀20，打开第二循环泵18，通过氯气管道13通入氯气，氯气在循环水的作用下持续被吸收形成浓的次氯酸钠溶液。直到氯气不能被吸收后，氯气浓度升至设定浓度氯气报警器报警后停止通入氯气。最后从加水管加水至次氯酸钠达到产品级浓度后停止，得到产品经过次氯酸钠输送管道送入储罐。
43.可以理解的，所述废渣处理室内过滤网上的料渣提起限位板，用水冲出废渣，处理不了的通过拉开l型板整体将滤网抽出后清洗。
44.可以理解的，废渣处理室的循环管路入泵管路口装有滤网，防止滤渣进入。循环管
路的料渣可通过第二加水管4加水冲出。
45.可以理解的，本实用新型次氯酸钠的制备也可以是在产品制备室内先将浓碱进行稀释至12-15％浓度的稀释液，再通入氯气循环吸收至指定的次氯酸钠浓度。
46.可以理解的，通过第一加水管3往废渣处理室内加水至第一液位感应器8液位处后关闭进水，开启第一循环泵6后，将高浓度锂氧化废渣从加料板1上投入，在循环水的喷淋下不断的溶解直到废渣不能溶解后停止加料。得到的饱和氢氧化锂溶液经过压滤机12后，通过碱液进料管全部喷淋进入产品制备室内。然后关闭碱液进管控制阀19、开启循环液控制阀20，打开第二循环泵18，通过氯气管道13通入盐酸溶液，盐酸和氢氧化锂经过酸碱中和反应知道ph＝7 为中性为止。其中的次氯酸钠浓度仪可以更换为ph测量仪。得到的产品经过进一步压滤后经过输送管道送入储罐。
47.本实用新型提供的金属锂提纯废渣处理装置，包括废渣处理室和产品制备室，其中废渣处理室包含进料板、第一进水管、第二进水管、循环水喷淋、过滤网、液位感应器等部件，可对废渣进行溶解过滤、除杂，同时循环喷淋装置可制备得到饱和的碱液。产品制备室包括氯气管道、第三加水管、碱液喷淋管、氯气报警器、第二液位感应器、第二循环泵等部件，用于稀释碱液、吸收氯气并最终制得次氯酸钠溶液。所有加水、加气管路及次氯酸钠浓度显示仪、氯气报警器等通过电连接并通过plc程序显示控制。该技术通过将金属锂生产废渣经过废渣处理室内溶解、过滤分离后得到初级饱和碱液，经过压滤后送入产品制备室稀释，再经过氯气增压鼓泡反应生成次氯酸钠溶液。本实用新型提供的金属锂提纯的废渣处理技术工艺简单、操作方便、处理高效，在处理提纯废钠钾渣及电解产生的氯气的同时，又能制备得到次氯酸钠溶液，获得经济效益。
48.本实用新型提供的金属锂提纯废渣处理装置，加料板与加水管之间开口不封闭，有利于废渣中含有的金属钠与水反应生成氢气排出，同时可加速溶解反应的热量散发。加水出口安装单向球阀，液位到达指定位置自动停止加水。l型挡板打开可配合加水冲洗溶解剩余渣料，也可抽出对滤网彻底清理。采用循环泵对于废渣处理室可以使得使得加入的水充分溶解得到饱和碱液，对于产品制备室可以充分保证氯气的吸收。加水管路可采用气动阀与液位感应器程序控制，并在plc上操作，方便简单。氯气报警器同样和加氯气管路上气动阀联动，使工艺更加智能化。
49.以上实施例仅表达了本实用新型的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都是属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。