专利名称：一种反应釜的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种化学反应设备，尤其涉及一种特别适合于湿法制备固体颗粒料的反应釜。
背景技术：
现代固体粉末材料的合成方法之一是湿法合成，通常是将原材料配制成溶液，利用沉淀反应将产物从反应溶液中沉淀出来。湿法合成一般使用反应釜作为生产容器，所使用的反应釜通常由釜体、釜盖、搅拌、加热管或夹套、进料口、出料口、测量口等构成；当要求反应物料要充分混合的时候，所使用反应釜的内壁沿竖向还可固定有一定数量的挡板。
湿法合成有时候采用连续溢流的方式，就是一边从反应釜底部进料、一边从反应釜顶部出料，而反应釜不停歇地进行生产，这样一方面提高了生产效率，另一方面有利于控制颗粒产品的粒度均勻及品质稳定。已有的溢流反应釜一般在反应腔内壁设置竖直式挡板，在反应釜下部进行合成反应并通过反应腔上部的溢流口排出反应产物。当产物比重与反应液比重相当时，产物与反应液基本混合均勻，溢流出来的产品容易稳定控制，但当产物比重比反应液比重大时，则存在产物不能及时排出反应器的缺点。
在湿法合成固体粉末材料领域，对产品固体粉末材料的粒度和形貌往往有特殊要求，因此必须将合格的沉淀产物及时从反应釜中排出，否则，沉淀物会继续生长，进而影响产品品质。例如，锂离子电池行业所需的球形四氧化三钴、球形四氧化三锰、球形氢氧化钴及球形锰镍钴三元复合氢氧化物与氧化物，以及镍氢电池行业所需的球形氢氧化亚镍等粉末材料，均是通过湿法合成，在这些固体粉末材料的应用过程中，往往要求这些固体粉末材料的颗粒不能太大，但这些材料的比重一般都大于反应液的密度，因此，用现有的溢流反应釜进行湿法生产合成时，反应产物容易沉积在反应釜的下部，不及时排出时则继续生长，进而影响到产品的品质和使用效果。发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、制作容易、 成本较低、产品均勻且比重高的特别适合于湿法制备固体颗粒料(例如锂离子电池及镍氢电池正极材料)的反应釜。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为一种反应釜(特别适合于湿法制备固体颗粒料的反应釜)，所述反应釜的反应腔中装设有搅拌器，所述反应釜的底部开设有进料口，所述反应釜的上部开设有溢流口，靠近所述搅拌器的搅拌桨位置设有横式挡流板组件，所述搅拌桨上方的反应腔中绕设有螺旋式导流板，所述螺旋式导流板引至所述溢流口处。该反应釜特别适合于湿法制备固体颗粒料，例如锂离子电池及镍氢电池正极材料等。
上述的反应釜中，所述搅拌器优选为双层桨式搅拌器，所述横式挡流板组件设置在所述双层桨式搅拌器的上搅拌桨与下搅拌桨之间。该优选的反应釜中，所述横式挡流板组件的高度建议为上搅拌桨与下搅拌桨之间垂直距离的0. 3 0. 8倍。本发明优选的双层桨式搅拌器一方面能够实现反应釜下部区域物料的充分混合，另一方面能够保证物料在反应釜的中部及上部实现一定强度的旋流。
上述的反应釜中，所述横式挡流板组件可以为各种形状或结构的组件，例如可以是两块横挡板组成的平行框架(两块横挡板两端固接在反应腔内壁上)，也可以是三块以上的横挡板组成的各种多边形框架(各多边形的顶点固接在反应腔的内壁上)，但优选为三角形框式构架(更优选为正三角形框式构架)或四边形框式构架(更优选为正方形框式构架)。 所述三角形框式构架的三个顶点可分别固接在所述反应腔的内壁上。所述四边形框式构架的四个顶点分别固接在所述反应腔的内壁上。
上述的反应釜中，所述螺旋式导流板的位置和高度没有十分严格的要求，但其螺旋起点优选与所述搅拌器的上搅拌桨位于同一水平高度，所述螺旋式导流板的螺旋终点于所述溢流口的管口下端后终止。
上述的反应釜中，所述螺旋式导流板沿反应腔径向的宽度优选为Icm 10cm，所述螺旋式导流板的螺旋螺距优选为IOcm 30cm。
本发明反应釜的材质无特别要求，可以为塑料、不锈钢、钛材等各种材质。对于上述本发明反应釜的加热方式无需做特别限定，可以为夹套加热，也可以为釜内盘管加热等各种加热方式。
与现有技术相比，本发明的优点在于本发明的反应釜结构简单，制作容易，成本较低；将本发明的反应釜应用于湿法合成颗粒型物料时，本发明的设置的横式挡流板组件能够更好地保证反应物料的充分混合均勻，使反应制备的反应产物具有更好的均质性；另外通过与本发明反应釜中的螺旋式导流板配合，可连续溢流生产出高比重、高均勻性的固体颗粒产品，产品的品质更加有保证，产品的性能更符合实际应用的要求。
图1为本发明实施例中反应釜的主视图(去除部分侧壁)。
图2为本发明实施例中设有螺旋式导流板的反应釜侧壁的立体视图。
图3为本发明实施例1中设有三角形框式构架的反应釜侧壁的仰视图。
图4为本发明实施例2中设有正方形框式构架的反应釜侧壁的仰视图。
图例说明1、反应腔；11、进料口 ；12、测量口 ；13、溢流口 ；14、人孔；15、底阀口 ；2、搅拌器；21、上搅拌桨；22、下搅拌桨；23、动力装置；3、横式挡流板组件；31、正三角形框式构架；32、正四边形框式构架；4、螺旋式导流板；5、釜体；51、侧壁；52、釜底；6、釜盖。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
实施例1 一种如图1 图2所示的本发明的反应釜，该反应釜包括由釜体5和釜盖6构成的反应腔1，釜体5包括周向的侧壁51和与侧壁51相连的釜底52 ；该反应釜的反应腔1中装设有搅拌器2，与搅拌器2相连的动力装置23安装在釜盖6上；反应釜的釜底52上开设有两个进料口 11和一个测量口 12 (进料口的测量口的位置可以任意互换)，釜底52的中心位置开设有底阀口 15，反应釜的上部开设有溢流口 13，釜盖6上还开设有人孔14。靠近搅拌器 2的搅拌桨位置设有横式挡流板组件3，搅拌桨上方的反应腔1中绕设有螺旋式导流板4，螺旋式导流板4引至溢流口 13处。
本实施例的反应釜中，搅拌器2为双层桨式搅拌器，横式挡流板组件3设置在双层桨式搅拌器的上搅拌桨21与下搅拌桨22之间。本实施例中，横式挡流板组件3的高度H 为上搅拌桨21与下搅拌桨22之间垂直距离的0. 4倍。
本实施例的反应釜中，横式挡流板组件3设置为如图3所示的正三角形框式构架31。如图3所示的正三角形框式构架31的三个顶点分别固接在反应腔1的内壁上。
本实施例的反应釜中，螺旋式导流板4的螺旋起点与搅拌器2的上搅拌桨21位于同一水平高度，螺旋式导流板4的螺旋终点于溢流口 13的管口下端后终止。本实施例中， 螺旋式导流板4沿反应腔1径向的宽度W为3cm (Icm IOcm均可)，螺旋式导流板4的螺旋螺距为15cm (IOcm 30cm均可)。
本实施例反应釜的工作原理为反应物料从反应釜釜底52的进料口 11处进入反应釜的反应腔1中，在搅拌器2的作用下，反应物料在反应腔内旋转、翻转；在搅拌器2产生的旋流和横式挡流板组件3的共同作用下，反应制得的高比重固体颗粒被离心甩到反应釜的侧壁51周围，然后继续被旋流推动，沿侧壁51上设置的螺旋式导流板4逐渐被推高至溢流口 13出而排出。本实施例反应釜中的进料口 11与测量口 12分别用于物料的进料与反应参数(如温度、PH值等)的测控，其数量可根据需要适当增加或减少。
实施例2 一种如图1 图2所示的本发明的反应釜，该反应釜包括由釜体5和釜盖6构成的反应腔1，釜体5包括周向的侧壁51和与侧壁51相连的釜底52 ；该反应釜的反应腔1中装设有搅拌器2，与搅拌器2相连的动力装置23安装在釜盖6上；反应釜的釜底52上开设有两个进料口 11和一个测量口 12 (进料口的测量口的位置可以任意互换)，釜底52的中心位置开设有底阀口 15，反应釜的上部开设有溢流口 13，釜盖6上还开设有人孔14。靠近搅拌器 2的搅拌桨位置设有横式挡流板组件3，搅拌桨上方的反应腔1中绕设有螺旋式导流板4，螺旋式导流板4引至溢流口 13处。
本实施例的反应釜中，搅拌器2为双层桨式搅拌器，横式挡流板组件3设置在双层桨式搅拌器的上搅拌桨21与下搅拌桨22之间。本实施例中，横式挡流板组件3的高度H 为上搅拌桨21与下搅拌桨22之间垂直距离的0. 5倍。
本实施例的反应釜中，横式挡流板组件3设置为如图4所示的正四边形框式构架32。如图4所示的正四边形框式构架的四个顶点分别固接在反应腔1的内壁上。
本实施例的反应釜中，螺旋式导流板4的螺旋起点与搅拌器2的上搅拌桨21位于同一水平高度，螺旋式导流板4的螺旋终点于溢流口 13的管口下端后终止。本实施例中， 螺旋式导流板4沿反应腔1径向的宽度W为5cm (Icm IOcm均可)，螺旋式导流板4的螺旋螺距为20cm (IOcm 30cm均可)。
本实施例反应釜的工作原理与实施例1基本相同。
权利要求
1.一种反应釜，所述反应釜的反应腔中装设有搅拌器，所述反应釜的底部开设有进料口，所述反应釜的上部开设有溢流口，其特征在于靠近所述搅拌器的搅拌桨位置设有横式挡流板组件，所述搅拌桨上方的反应腔中绕设有螺旋式导流板，所述螺旋式导流板引至所述溢流口处。
2.根据权利要求1所述的反应釜，其特征在于所述搅拌器为双层桨式搅拌器，所述横式挡流板组件设置在所述双层桨式搅拌器的上搅拌桨与下搅拌桨之间。
3.根据权利要求2所述的反应釜，其特征在于所述横式挡流板组件的高度为上搅拌桨与下搅拌桨之间垂直距离的0. 3 0. 8倍。
4.根据权利要求1 3中任一项所述的反应釜，其特征在于所述横式挡流板组件为三角形框式构架，且三角形框式构架的三个顶点分别固接在所述反应腔的内壁上。
5.根据权利要求4所述的反应釜，其特征在于所述三角形框式构架为正三角形框式构架。
6.根据权利要求1 3中任一项所述的反应釜，其特征在于所述横式挡流板组件为四边形框式构架，且四边形框式构架的四个顶点分别固接在所述反应腔的内壁上。
7.根据权利要求6所述的反应釜，其特征在于所述四边形框式构架为正方形框式构^K O
8.根据权利要求2或3所述的反应釜，其特征在于所述螺旋式导流板的螺旋起点与所述搅拌器的上搅拌桨位于同一水平高度，所述螺旋式导流板的螺旋终点于所述溢流口的管口下端后终止。
9.根据权利要求2或3所述的反应釜，其特征在于所述螺旋式导流板沿反应腔径向的宽度为Icm 10cm，所述螺旋式导流板的螺旋螺距为IOcm 30cm。
全文摘要
本发明公开了一种反应釜，反应釜的反应腔中装设有搅拌器，反应釜的底部开设有进料口，反应釜的上部开设有溢流口，靠近搅拌器的搅拌桨位置设有横式挡流板组件，搅拌桨上方的反应腔中绕设有螺旋式导流板，螺旋式导流板引至溢流口处。本发明的反应釜结构简单、制作容易、成本较低、产品均匀且比重高，特别适合于湿法制备固体颗粒料。
文档编号B01J19/18GK102500308SQ20111045793
公开日2012年6月20日 申请日期2011年12月31日 优先权日2011年12月31日
发明者刘务华, 唐素娟, 彭天剑, 申喜元 申请人:湖南汇通科技有限责任公司