石墨负极材料磁选除铁系统的制作方法

本实用新型涉及磁选系统技术领域，具体涉及一种石墨负极材料磁选除铁系统。

背景技术：

锂离子电池是一种二次电池，可以在电量不足情况下充电再次使用，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作，在充放电过程中，锂离子在两个电极之间往返嵌入和脱嵌形成电流。目前，锂离子电池主要是采用石墨微粉作为负极材料，石墨微粉的粒度通常介于3μm～30μm之间，石墨负极材料在生产的过程中，需要去除原料中混入的铁及其氧化物杂质，否则将严重影响石墨负极材料的使用性能。

现有技术中，主要采用化学方法对石墨负极材料进行除铁，这样主要存在以下缺点：

一是耗费大量化学试剂，成本高。采用化学方法对石墨负极材料进行除铁首先是将混有铁杂质的石墨微粉加水造浆形成浆液，并通过搅拌混合，使石墨微粉在水中分散均匀，然后再直接向浆液中加入硫酸或盐酸等酸性溶剂，利用酸性溶剂和铁粉发生化学反应而与石墨不发生化学反应的性质，达到除铁的目的。在除铁过程中，通常会消耗大量的硫酸或盐酸等化学试剂，增加了石墨负极材料的生产成本。

二是不安全。由于使用硫酸或盐酸的化学方法除铁，铁粉与化学试剂反应会产生易燃易爆的氢气，安全隐患大。

三是造成环境污染。铁粉与化学试剂充分反应之后，需要对剩余的石墨微粉进行脱酸及洗酸处理，将会产生大量的酸性废水，对生态环境造成危害。

基于上述原因，有必要提供一种石墨负极材料磁选除铁系统。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种生产成本低、安全环保的石墨负极材料磁选除铁系统，解决现有技术中石墨负极材料在除铁过程中成本高、不安全以及污染环境的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

设计一种石墨负极材料磁选除铁系统，包括反应釜，该反应釜中设置有搅拌架，该搅拌架的顶端由该反应釜的顶部中心穿出并通过减速器连接有电动机；该反应釜内部边缘均匀分布有多组超声波发生器，且均匀分布有多组永磁块；该反应釜的底部出口通过输出管道连通到离心机，该输出管道上设置有控制阀门和化工泵，该离心机设置有固料出口和液料出口，该固料出口下方设置有收料仓，该液料出口通过第一输送管道连通到砂滤池，该砂滤池通过第二输送管道连通到活性炭罐，该第二输送管道上设置有增压泵，且该活性炭罐通过输入管道连通到该反应釜顶端。

优选的，该反应釜安装有用于检测其内部反应物料中铁杂质含量的在线铁含量检测仪。

优选的，该输出管道上设置有用于观察其内部反应物料流动情况的视盅。

优选的，该砂滤池位于该离心机的液料出口所在水平面以下，以使得该离心机中的液料流入该砂滤池中。

优选的，该反应釜内部设置有固定架，该永磁块可拆卸安装在该固定架上。

优选的，该反应釜和固定架的材质均为聚四氟乙烯。

优选的，该永磁块顶部设有用于将其由该反应釜中取出的耳孔。

优选的，该离心机转速为3000～4000转/分。

优选的，该永磁块与超声波发生器在该反应釜内相互交错分布。

优选的，该永磁块的磁体材质为钕铁硼。

与现有技术相比，本实用新型的有益技术效果在于：

1. 生产成本低、安全环保。石墨负极材料磁选除铁系统包括反应釜，反应釜中设置有搅拌架，搅拌架的顶端由反应釜的顶部中心穿出并通过减速器连接有电动机；反应釜内部边缘均匀分布有多组超声波发生器，且均匀分布有多组永磁块；反应釜的底部出口通过输出管道连通到离心机，输出管道上设置有控制阀门和化工泵，离心机设置有固料出口和液料出口，固料出口下方设置有收料仓，液料出口通过第一输送管道连通到砂滤池，砂滤池通过第二输送管道连通到活性炭罐，第二输送管道上设置有增压泵，且活性炭罐通过输入管道连通到反应釜顶端。根据磁铁吸附铁不吸附石墨的特点，通过安装在反应釜中的磁铁将石墨微粉原料中的铁杂质去除，成本低且不会由于使用化学试剂产生氢气而造成安全隐患，也不会产生污染环境的废水，所以整个生产过程安全环保。

2.生产得到的石墨微粉纯净度高。钕铁硼材质的永磁块吸附力强，且反应釜内布设有多块永磁块，能够充分吸附清除石墨微粉原料中的铁杂质。

3.避免石墨微粉的浪费。该系统将通过离心机分离出石墨微粉之后的液体输送到反应釜中，可以再次分离出，避免液体中残留的石墨微粉的流失。

附图说明

图1为本实用新型石墨负极材料磁选除铁系统实施例1的系统组成图；

图2为本实用新型石墨负极材料磁选除铁系统实施例1中永磁块的结构示意图。

附图中各标号示意为：1-反应釜、2-搅拌架、3-电动机、4-减速器、5-在线铁含量检测仪、6-永磁块、7-超声波发生器、8-控制阀门、9-视盅、10-化工泵、11-离心机、12-收料仓、13-砂滤池、14-活性炭罐、15-增压泵、16-投料口、17-耳孔、18-输出管道、191-第一输送管道、192-第二输送管道、20-输入管道。

具体实施方式

下面结合附图和实施例来说明本实用新型的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本实用新型，并不以任何方式限制本实用新型的范围。

以下实施例中所涉及的设备及各零部件，无特别说明的，则均为常规市售产品。

实施例1

请参阅图1和图2。如图1所示，本实用新型实施例提供的石墨负极材料磁选除铁系统包括反应釜1，反应釜1中设置有搅拌架2，搅拌架2的顶端由反应釜1的顶部中心穿出并通过减速器4连接有电动机3。反应釜1内部边缘均匀分布有多组超声波发生器7，且均匀分布有多组永磁块6；反应釜1的底部出口通过输出管道18连通到离心机11，输出管道18上设置有控制阀门8和化工泵10，离心机11设置有固料出口和液料出口，固料出口下方设置有收料仓12，液料出口通过第一输送管道191连通到砂滤池13，砂滤池13通过第二输送管道192连通到活性炭罐14，第二输送管道192上设置有增压泵15，且活性炭罐14通过输入管道20连通到反应釜1顶端。

本石墨负极材料磁选除铁系统的具体工作过程为：待除铁处理的石墨负极材料粉体投入反应釜1中并加水通过搅拌架2搅拌均匀，超声波发生器7产生的超声波可使待处理的粉体颗粒在水中分散的更加均匀，永磁块6与超声波发生器7在反应釜1内相互交错分布，使得超声波发生器7能够对反应釜1中的石墨负极材料料液充分震荡，永磁块6的磁体材质为钕铁硼，对铁杂质的吸附力很强，永磁块6可以充分吸附铁杂质，使磁选除铁更加彻底；反应釜1安装有用于检测其内部反应物料中铁杂质含量的在线铁含量检测仪5，且输出管道18上设置有用于观察其内部反应物料流动情况的视盅9；在线铁含量检测仪5便于随时检测监控反应釜1内石墨负极材料料液的铁含量，当铁含量达标后，开启反应釜1下方的控制阀门8，并经化工泵10将石墨负极材料料液泵入离心机11中进行离心处理，离心机11转速为3500转/分左右，能够使得石墨负极材料料液充分固液分离，固体石墨微粒由离心机11下料口收集在石墨负极材料的收料仓12中储存，砂滤池13位于离心机11的液料出口所在水平面以下，以使得离心机11中的液料流入砂滤池13中，离心机11中的料液进入砂滤池13中经第一次过滤后，再由增压泵15进行泵送并经活性炭罐14之后由输入管道20重新回到反应釜1中，经活性炭罐14之后的料液是经投料口16投入反应釜1中。

反应釜1内部设置有固定架，永磁块6可拆卸安装在固定架上，当该系统工作一段时间后，永磁块6吸附较多铁杂质，永磁块6顶部设有用于将其由反应釜1中取出的耳孔17，方便将永磁块6取出进行清理，然后将永磁块6重新安装在固定架上或者更换新的永磁块。

反应釜1和固定架的材质均为聚四氟乙烯，聚四氟乙烯不沾附石墨粉体、抗酸抗碱、抗各种有机溶剂、耐高温、摩擦系数极低，且易清洁，这些性能使得反应釜1在使用过程中耐用且方便使用。

含铁杂质的石墨负极材料在反应釜中经本实用新型磁选除铁系统处理后，铁杂质大大降低，并且石墨负极材料在水介质和超声波分散的作用下，更易于使其分散均匀，可有效避免干式粉体颗粒聚团及层压而包裹铁杂质从而使其难以除去的现象，具有除铁速度快、效率高的特点，并且通过纯物理方法磁选除铁，不需消耗化学试剂，降低了生产成本，同时无易燃易爆氢气和酸性废液废水产生，安全环保，非常适合石墨负极材料生产企业推广应用。

上面结合附图和实施例对本实用新型作了详细的说明，但是，所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本实用新型宗旨的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，形成多个具体的实施例，均为本实用新型的常见变化范围，在此不再一一详述。