专利名称：一种制备球形氢氧化镍的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种制备球形氢氧化镍的装置，尤其涉及一整套研究与制备二次电池正极材料球形氢氧化镍的小型化设备。
背景技术：
二次电池在工业和生活中的应用方兴未艾，业界对二次电池正极材料的研究亦是热火朝天，其研究对象集中在化学反应配方和工艺革新上，研究其反应设备的很少。然而，各种文献和期刊报导的对于同一个工艺因素或材料因素的研究结论大相径庭，有误导生产之嫌。究其缘由，是因为各位研究者使用的实验设备不一致，没有统一的标准，正是由于设备的差异化导致了实验结果的重复性差和一致性差，难以对放大生产的工艺进行指导。现有技术的缺点是针对二次电池正极材料反应过程及后续的单元操作，所使用的实验器材没有统一标准，导致实验结果的重复性及一致性差，难以对生产工艺进行指导；其次，实验室进行二次电池正极材料制备的小型实验设备和放大生产的设备结构上有较大的差别，致使二者在传热、传质、动量传量和反应过程等的存在差异。
实用新型内容本实用新型是为了要克服现有技术的不足，提供一种在参照现有的成熟的生产设备基础上创新性的设计一整套小型制备球形氢氧化镍的设备，减小了实验到生产的“放大效应”的影响；严格控制了原物料处理、化学反应过程和后处理等流程，保证了实验结果的精确性、重复性和一致性良好。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种制备球形氢氧化镍的装置，由预处理装置、与预处理装置连接的反应装置、与反应装置连接的收料装置组成。预处理装置通过进行反应原物料的预处理，保证原物料的纯度、温度、流量等因素的稳定，以符合实验要求。反应装置对化合反应的进程进行监测与控制；收料装置对反应生成物进行陈化和洗漆。进一步，所述的预处理装置包括硫酸镍储罐及与之连接的镍平衡桶、浓氨水储罐及与之连接的氨水平衡桶、烧碱储罐及与之连接的烧碱平衡桶。所述的反应装置包括有反应釜。所述的收料装置包括收料搅拌釜和洗涤处理器。收料搅拌釜的功能是陈化作用，让球形氢氧化镍的结晶更大。单层釜体，内置电热偶，单层折叶式搅拌器。陈化好的物料流向洗涤处理器。其结构上部是圆柱体，下部是锥形体，中间是滤网和滤纸滤布，这样可以保证物料的收率。反应釜是化学反应的场所，其采用水浴加热或内置四氟聚乙烯包覆的电热偶；内置三层搅拌器，其下层叶轮是折叶式的，其中层叶轮是推进式的，其上层叶轮是直叶式的，主用功用是混合物料，为氢氧化镍创造一个结晶成球的物理环境。反应釜设有PH自动测量仪器，PH自动测量仪器采用梅特勒牌pH电极，将电极安装在可以伸缩的气缸上，通过测量程序来控制气缸的伸缩。当气缸伸出时，PH电极插入反应釜内，测量pH值；当气缸收缩时，pH电极退出反应釜,用自来水清洗电极。进一步的，所述的硫酸镍储罐与镍平衡桶之间、浓氨水储罐与氨水平衡桶之间、烧碱储罐与烧碱平衡桶之间均依次设有球阀和电磁阀。硫酸镍储罐及与之连通的镍平衡桶，镍平衡桶内置温控保证恒温，使用球阀控制镍平衡桶的液面恒定在固定高度，电磁阀的功用是防止浮球失效和硫酸镍储罐渗漏。烧碱储罐及与之连通的烧碱平衡桶，烧碱平衡桶内置温控保证恒温，使用球阀控制烧碱平衡桶的液面恒定在固定高度，电磁阀的功用是防止浮球失效和烧碱储罐渗漏。浓氨水储罐及与之连通的氨水平衡桶，氨水平衡桶内置球阀控制氨水平衡桶的液面恒定在固定高度，电磁阀的功用是防止浮球失效和浓氨水储罐渗漏。进一步的,所述的反应爸与镍平衡桶之间依次设有镍计量泵和镍流量计,反应爸与氨水平衡桶之间依次设有氨水计量泵和氨水流量计，反应釜与烧碱平衡桶之间依次设有烧碱计量泵和烧碱流量计；烧碱平衡桶与收料搅拌器之间还设有另一烧碱计量泵和另一烧碱流量计。各平衡桶的功能是保证各溶液液面恒定在固定高度和温度稳定。硫酸镍和烧碱的进料采用有单向阀的往复泵，浓氨水进料采用碳化硅材质的柱塞泵和缓冲器来保证计量的精度。流量计采用国标的，可以准确读取数据。进一步的，所述的镍平衡桶与镍计量泵之间、镍计量泵与镍流量计之间、氨水平衡桶与氨水计量泵之间、氨水计量泵与氨水流量计之间、烧碱平衡桶与烧碱计量泵之间、烧碱计量泵与烧碱流量计之间均设有球阀。进一步的，所述的收料搅拌器与洗涤处理器之间依次设有电磁阀、收料泵和球阀，电磁阀与收料泵之间设有另一电磁阀，该电磁阀连接有纯水；洗涤处理器设有安全阀和通过压力调节阀连接压缩空气。进一步的，所述的洗涤处理器依次通过电磁阀和球阀连接有热水罐。所述硫酸镍储罐、浓氨水储罐、烧碱储罐、洗涤处理器、热水罐的上部均为圆柱体，底部均为锥形体。锥形体的角度为10 — 30度，硫酸镍储罐、浓氨水储罐、烧碱储罐和与之对应的平衡桶的容积比为 10:1 —10:5。其中反应釜内还设有搅拌器和带缝的倒梯形挡板，反应釜的整体尺寸反应釜的高度与内径之比为2:1—6:1，反应釜外套有夹层，夹层厚度为3 — 10cm。反应釜的釜底采用W形，其弧度为0.8 —1.5。反应釜材料采用不锈钢或玻璃钢，或搪瓷内衬。搅拌器的结构搅拌器的有三层不同型式的、等距离分布搅拌桨叶，其尺寸从上到下依次变大。最上层搅拌桨叶为平叶式的、四个叶片相互垂直、其叶片长度约为反应釜内径的O. 1-0. 2 ;中间层搅拌桨叶为折叶式的、四叶的、叶片与搅拌轴的夹角为30— 70度、其叶片长度约为反应釜内径的O. 10 — O. 22;最下层的搅拌桨叶为推进式的、四个叶片、叶片与搅拌轴的夹角为30度一65度、其叶片长度约为反应釜内径的O. 1—0. 25。搅拌器材料采用316不锈钢或包塑钢材。倒梯形挡板一共6片，均匀分布在反应釜内壁圆周上，倒梯形挡板的高度为反应釜高度的O. 6—0. 8 ;倒梯形挡板上底边长为反应釜内径的O. 1—0. 3 ;倒梯形挡板下底边长为反应釜内径的O. 1—0. 2 ;缝宽为反应釜内径的O. 02—0. I。倒梯形挡板材料采用不锈钢或其他塑钢。综上所述，本实用新型的制备球形氢氧化镍的装置与现有技术相比，规范了实验过程，包括原物料的处理、反应过程、后处理，从物理角度和化学单元操作保证了实验结果的精确和一致性，对生产工艺有指导作用。
图I是本实用新型实施案例制备球形氢氧化镍的装置的示意图。
具体实施方式
本实用新型实施例所描述的一种制备球形氢氧化镍的装置，如图I所示，由预处理装置、与预处理装置连接的反应装置、与反应装置连接的收料装置组成。所述的预处理装置包括硫酸镍储罐I及与之连接的镍平衡桶2、浓氨水储罐3及与之连接的氨水平衡桶4、烧碱储罐5及与之连接的烧碱平衡桶6。所述的反应装置包括有反应釜7。所述的收料装置包括收料搅拌釜8和洗涤处理器9。进一步的，所述的硫酸镍储罐与镍平衡桶之间、浓氨水储罐与氨水平衡桶之间、烧碱储罐与烧碱平衡桶之间均依次设有球阀10和电磁阀11。进一步的，所述的反应釜与镍平衡桶之间依次设有镍计量泵12和镍流量计13，反应釜与氨水平衡桶之间依次设有氨水计量泵14和氨水流量计15，反应釜与烧碱平衡桶之间依次设有烧碱计量泵16和烧碱流量计17 ;烧碱平衡桶与收料搅拌器之间还设有另一烧碱计量泵和另一烧碱流量计。进一步地，所述的镍平衡桶与镍计量泵之间、镍计量泵与镍流量计之间、氨水平衡桶与氨水计量泵之间、氨水计量泵与氨水流量计之间、烧碱平衡桶与烧碱计量泵之间、烧碱计量泵与烧碱流量计之间均设有球阀。进一步的，所述的收料搅拌器与洗涤处理器之间依次设有电磁阀、收料泵18和球阀，电磁阀与收料泵之间设有另一电磁阀，该电磁阀连接有纯水；洗涤处理器设有安全阀19和通过压力调节阀20连接压缩空气。所述的洗涤处理器依次通过电磁阀和球阀连接有热水罐21。进一步的，所述硫酸镍储罐、浓氨水储罐、烧碱储罐、洗涤处理器、热水罐的上部均为圆柱体，底部均为锥形体，锥形体的角度为10度和30度之间，硫酸镍储罐、浓氨水储罐、烧碱储罐和与之对应的平衡桶的容积比为10 1—10 :5。以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型的技术内容作任何形式上的限制。凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型的技术方案的范围内。
权利要求1.一种制备球形氢氧化镍的装置，其特征在于由预处理装置、与预处理装置连接的反应装置、与反应装置连接的收料装置组成。
2.根据权利要求I所述的制备球形氢氧化镍的装置，其特征在于所述的预处理装置包括硫酸镍储罐(I)及与之连接的镍平衡桶(2)、浓氨水储罐(3)及与之连接的氨水平衡桶(4 )、烧碱储罐(5 )及与之连接的烧碱平衡桶(6 )。
3.根据权利要求2所述的制备球形氢氧化镍的装置，其特征在于所述的反应装置包括有反应釜(7)。
4.根据权利要求3所述的制备球形氢氧化镍的装置，其特征在于所述的收料装置包括收料搅拌釜(8 )和洗涤处理器(9 )。
5.根据权利要求2所述的制备球形氢氧化镍的装置，其特征在于所述的硫酸镍储罐与镍平衡桶之间、浓氨水储罐与氨水平衡桶之间、烧碱储罐与烧碱平衡桶之间均依次设有球阀(10)和电磁阀(11)。
6.根据权利要求4所述的制备球形氢氧化镍的装置，其特征在于所述的反应釜与镍平衡桶之间依次设有镍计量泵(12)和镍流量计(13)，反应釜与氨水平衡桶之间依次设有氨水计量泵(14)和氨水流量计(15)，反应釜与烧碱平衡桶之间依次设有烧碱计量泵(16)和烧碱流量计(17);烧碱平衡桶与收料搅拌器之间还设有另一烧碱计量泵和另一烧碱流量计。
7.根据权利要求6所述的制备球形氢氧化镍的装置，其特征在于所述的镍平衡桶与镍计量泵之间、镍计量泵与镍流量计之间、氨水平衡桶与氨水计量泵之间、氨水计量泵与氨水流量计之间、烧碱平衡桶与烧碱计量泵之间、烧碱计量泵与烧碱流量计之间均设有球阀。
8.根据权利要求4所述的制备球形氢氧化镍的装置，其特征在于所述的收料搅拌器与洗涤处理器之间依次设有电磁阀、收料泵(18)和球阀，电磁阀与收料泵之间设有另一电磁阀，该电磁阀连接有纯水；洗涤处理器设有安全阀(19)和通过压力调节阀(20)连接压缩空气。
9.根据权利要求8所述的制备球形氢氧化镍的装置，其特征在于所述的洗涤处理器依次通过电磁阀和球阀连接有热水罐(21)。
10.根据权利要求9所述的制备球形氢氧化镍的装置，其特征在于所述硫酸镍储罐、浓氨水储罐、烧碱储罐、洗涤处理器、热水罐的上部均为圆柱体，底部均为锥形体，锥形体的角度为10 — 30度，硫酸镍储罐、浓氨水储罐、烧碱储罐和与之对应的平衡桶的容积比为10:1—10:5。
专利摘要本实用新型公开了一种制备球形氢氧化镍的装置，由预处理装置、与预处理装置连接的反应装置、与反应装置连接的收料装置组成。预处理装置通过进行反应原物料的预处理，保证原物料的纯度、温度、流量等因素的稳定，以符合实验要求；反应装置对化合反应的进程进行监测与控制；收料装置对反应生成物进行陈化和洗涤。该制备球形氢氧化镍的装置与现有技术相比，规范了实验过程，包括原物料的处理、反应过程、后处理，从物理角度和化学单元操作保证了实验结果的精确和一致性，对生产工艺有指导作用。
文档编号C01G53/04GK202744348SQ20122029732
公开日2013年2月20日 申请日期2012年6月25日 优先权日2012年6月25日
发明者谭英伟, 李纯勇, 袁水源, 刘澧浦, 田吉平 申请人:江门市长优实业有限公司