一種適用于工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)的鹵水結(jié)晶碳酸鋰的裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種適用于工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)的鹵水結(jié)晶碳酸鋰的裝置。裝置包括反應(yīng)罐，反應(yīng)罐設(shè)有鹵水入口、鹵水出口和出料口，反應(yīng)罐內(nèi)設(shè)有熱交換器，反應(yīng)罐設(shè)有真空泵接口，真空泵接口與真空泵相連，反應(yīng)罐鹵水入口通過(guò)管道和鹵水預(yù)熱器相連，鹵水出口通過(guò)管道和尾鹵暫存池相連。本實(shí)用新型的裝置，可以使鹵水更為快速地在較低溫度下濃縮，之后在高溫下結(jié)晶，有效避免了高溫濃縮造成碳酸鋰提前結(jié)晶析出，有利于獲得純度更高的碳酸鋰晶體，大大減少了后續(xù)純化處理的難度。本裝置是一種純物理的結(jié)晶裝置，不會(huì)在鹵水中引入外源化合物，是一種極為環(huán)保的生產(chǎn)裝置。
【專利說(shuō)明】—種適用于工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)的鹵水結(jié)晶碳酸鋰的裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種高效節(jié)能的碳酸鋰結(jié)晶裝置，特別涉及一種從鹽湖鹵水中提取碳酸鋰晶體的工業(yè)化半自動(dòng)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]鹽湖中含有多種礦物鹽，是礦物鹽的一個(gè)重要來(lái)源，但是鹽湖中的礦物鹽含量普遍較低，大規(guī)模開(kāi)采利用難度較大。鹽湖鹵水中的鋰鹽一般以Li2CO3晶體的形式被開(kāi)采出來(lái)。目前，國(guó)內(nèi)外提取碳酸鋰的主要方法有吸附法、溶劑萃取法和碳酸鹽沉淀法。這些方法都需要引入化學(xué)試劑，會(huì)破壞高原脆弱的生態(tài)系統(tǒng)。因而，鹽湖的主要開(kāi)采方法是曬鹽法。在曬鹽法開(kāi)采礦物鹽的過(guò)程中，結(jié)晶操作直接影響著開(kāi)采效率。一般而言，鹽湖鹵水要經(jīng)歷制鹵、濃縮、結(jié)晶等多個(gè)過(guò)程，生產(chǎn)周期達(dá)10個(gè)月之久，生產(chǎn)效率慢。
[0003]曬鹽法主要是通過(guò)太陽(yáng)池自然蒸發(fā)，集中利用太陽(yáng)能光照提高鹵水溫度，加速礦物鹽析出，但此法嚴(yán)重依賴自然天氣，受日照強(qiáng)度、風(fēng)雨等因素的影響，對(duì)于產(chǎn)量的提高具有一定的局限性，還是沒(méi)有從根本上改變“靠天吃飯”的狀況。同時(shí)，曬鹽法會(huì)人為增加鹽湖的蒸發(fā)量，導(dǎo)致鹽湖水位下降，對(duì)鹽湖地區(qū)的生態(tài)有一定的破壞。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中缺乏一種可以高效、環(huán)保地從鹽湖鹵水中提取鋰鹽的工業(yè)化半自動(dòng)結(jié)晶裝置。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種從鹽湖鹵水中提取鋰鹽的工業(yè)化半自動(dòng)結(jié)晶裝置。
[0006]本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案是:
[0007]—種適用于工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)的鹵水結(jié)晶碳酸鋰的裝置，包括反應(yīng)罐，反應(yīng)罐設(shè)有鹵水入口、鹵水出口和出料口，反應(yīng)罐內(nèi)設(shè)有熱交換器，反應(yīng)罐設(shè)有真空泵接口，真空泵接口與真空泵相連，反應(yīng)罐鹵水入口通過(guò)管道和鹵水預(yù)熱器相連，鹵水出口通過(guò)管道和尾鹵暫存池相連。
[0008]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，反應(yīng)罐內(nèi)設(shè)有結(jié)晶輔助片。
[0009]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，反應(yīng)罐內(nèi)設(shè)有晶種添加器。
[0010]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，反應(yīng)罐內(nèi)設(shè)有噴射清洗器。
[0011 ] 作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，真空泵與冷凝器相連，冷凝器連接至蒸餾水儲(chǔ)罐。
[0012]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，蒸餾水儲(chǔ)罐通過(guò)管道連接至噴射清洗器。
[0013]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，反應(yīng)罐上設(shè)有透明的觀察窗。
[0014]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，反應(yīng)罐內(nèi)設(shè)有溫度傳感器。
[0015]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，鹵水預(yù)熱器和尾鹵暫存池分別和熱泵的放熱端和吸熱端相連接。
[0016]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，反應(yīng)罐上設(shè)有液位觀察儀。[0017]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0018]本實(shí)用新型的裝置，可以使鹵水更為快速地在低溫下濃縮，之后在高溫下結(jié)晶，有效避免了高溫濃縮造成碳酸鋰提前結(jié)晶析出，有利于獲得純度更高的碳酸鋰晶體，大大減少了后續(xù)純化處理的難度。本裝置是一種純物理的結(jié)晶裝置，不會(huì)在鹵水中引入外源化合物，是一種極為環(huán)保的生產(chǎn)裝置。
[0019]本實(shí)用新型裝置，可以將濃縮時(shí)的水蒸汽冷凝成為蒸餾水，有效回收了其中的水，有助于維持鹽湖地區(qū)的生態(tài)。
[0020]結(jié)晶輔助片的設(shè)置，增加了結(jié)晶面積，有助于加速碳酸鋰在其上結(jié)晶，同時(shí)方便收集碳酸裡晶體，有助于提聞生廣效率。
[0021]旋轉(zhuǎn)式晶種添加器的設(shè)置，可以方便地根據(jù)需要均勻地補(bǔ)充外源晶種，有助于加速碳酸裡結(jié)晶，提聞生廣效率。
[0022]噴射式清洗器，可以將反應(yīng)罐內(nèi)的結(jié)晶顆粒沖洗下來(lái)，方便對(duì)反應(yīng)罐進(jìn)行清洗，避免了晶體沉積對(duì)生產(chǎn)的影響。此外，在清洗的同時(shí)，可以將碳酸鋰晶體中的易溶性雜質(zhì)進(jìn)行初步的清除，有助于獲得純度更高的碳酸鋰晶體。
[0023]觀察窗的設(shè)置，可以方便地觀察罐內(nèi)的情況，利于操作；液位觀察儀的設(shè)置，可以方便地觀測(cè)罐內(nèi)液面高度，控制生產(chǎn)進(jìn)程；溫度傳感器的設(shè)置，有助于精確控制罐內(nèi)的溫度，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。
[0024]熱泵的使用，可以充分將尾鹵中的余熱回收利用，更有利于節(jié)能。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1是本實(shí)用新型裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]參照?qǐng)D1，一種適用于工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)的鹵水結(jié)晶碳酸鋰的裝置，包括反應(yīng)罐，反應(yīng)罐設(shè)有鹵水入口 11、鹵水出口 12和出料口 13，反應(yīng)罐內(nèi)設(shè)有熱交換器19，反應(yīng)罐上設(shè)有真空泵接口 14，真空泵接口 14與真空泵2相連，反應(yīng)罐鹵水入口 11通過(guò)管道和鹵水預(yù)熱器3相連，鹵水出口 12通過(guò)管道和尾鹵暫存池4相連。
[0027]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，反應(yīng)罐內(nèi)設(shè)有結(jié)晶輔助片18。
[0028]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，反應(yīng)罐內(nèi)設(shè)有晶種添加器15。晶種添加器優(yōu)選是可旋轉(zhuǎn)的，這樣可以更為均勻地向反應(yīng)罐內(nèi)添加晶種。
[0029]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，反應(yīng)罐內(nèi)設(shè)有噴射清洗器16。
[0030]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，真空泵5與冷凝器相連，冷凝器連接至蒸餾水儲(chǔ)罐5。
[0031]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，蒸餾水儲(chǔ)罐5通過(guò)管道連接至噴射清洗器16。
[0032]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，反應(yīng)罐上設(shè)有透明的觀察窗17。
[0033]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，反應(yīng)罐內(nèi)設(shè)有溫度傳感器。
[0034]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，鹵水預(yù)熱器和尾鹵暫存池分別和熱泵6的放熱端61和吸熱端62相連接。
[0035]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，反應(yīng)罐上設(shè)有液位觀察儀20。[0036]必要的情況下，可在管道內(nèi)設(shè)置水泵7，以促進(jìn)液體流動(dòng)。
[0037]通過(guò)各種傳感器和控制電路，本裝置可以方便地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化或半自動(dòng)化生產(chǎn)。
[0038]運(yùn)行時(shí)，鹵水進(jìn)入鹵水預(yù)熱器進(jìn)行加熱，之后導(dǎo)入反應(yīng)罐中，啟動(dòng)真空泵進(jìn)行減壓濃縮，進(jìn)一步提高鹵水中的鋰含量，達(dá)到設(shè)定值后，進(jìn)行結(jié)晶。結(jié)晶得到的碳酸鋰通過(guò)出料口排出，剩余的高溫尾鹵排入尾鹵暫存池中。尾鹵中的余熱可以通過(guò)熱泵進(jìn)行回收，用于預(yù)熱鹵水。
[0039]本實(shí)用新型的裝置，可以使鹵水更為快速地在較低溫度下濃縮，之后在高溫下結(jié)晶，有效避免了高溫濃縮造成碳酸鋰提前結(jié)晶析出，有利于獲得純度更高的碳酸鋰晶體，大大減少了后續(xù)純化處理的難度。本裝置是一種純物理的結(jié)晶裝置，不會(huì)在鹵水中引入外源化合物，是一種極為環(huán)保的生產(chǎn)裝置。
[0040]本實(shí)用新型裝置，可以將濃縮時(shí)的水蒸汽冷凝成為蒸餾水，有效回收了其中的水，有助于維持鹽湖地區(qū)的生態(tài)。
[0041]結(jié)晶輔助片的設(shè)置，增加了結(jié)晶面積，有助于加速碳酸鋰在其上結(jié)晶，同時(shí)方便收集碳酸裡晶體，有助于提聞生廣效率。
[0042]旋轉(zhuǎn)式晶種添加器的設(shè)置，可以方便地根據(jù)需要均勻地補(bǔ)充外源晶種，有助于加速碳酸裡結(jié)晶，提聞生廣效率。
[0043]噴射式清洗器，可以將反應(yīng)罐內(nèi)的結(jié)晶顆粒沖洗下來(lái)，方便對(duì)反應(yīng)罐進(jìn)行清洗，避免了晶體沉積對(duì)生產(chǎn)的影響。此外，在清洗的同時(shí)，可以將碳酸鋰晶體中的易溶性雜質(zhì)進(jìn)行初步的清除，有助于獲得純度更高的碳酸鋰晶體。
[0044]觀察窗的設(shè)置，可以方便地觀察罐內(nèi)的情況，利于操作；液位觀察儀的設(shè)置，可以方便地觀測(cè)罐內(nèi)液面高度，控制生產(chǎn)進(jìn)程；溫度傳感器的設(shè)置，有助于精確控制罐內(nèi)的溫度，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。
[0045]熱泵的使用，可以充分將尾鹵中的余熱回收利用，更有利于節(jié)能。
[0046]使用實(shí)例I
[0047]取150升實(shí)驗(yàn)鹽湖水(Li+濃度為1.5 g/L)置于反應(yīng)罐中，加熱至50°C，抽真空至鹽湖水表面氣壓為42 kPa，持續(xù)I小時(shí)，然后保溫1.5個(gè)小時(shí)，將上層的尾鹵抽到尾鹵暫存池內(nèi)。從蒸餾水儲(chǔ)罐中抽取一部分蒸餾水噴射清洗反應(yīng)罐，然后出料口放出碳酸鋰混鹽，再用蒸餾水處理，然后進(jìn)行分離、干燥、稱重并檢測(cè)，得到品位為88%的Li2CO3 527 g。
[0048]使用實(shí)例2
[0049]取150升實(shí)驗(yàn)鹽湖水(Li+濃度為1.5 g/L)置于反應(yīng)罐中，加熱至60°C，抽真空至鹽湖水表面氣壓為45 kPa，持續(xù)I小時(shí)，然后保溫1.5個(gè)小時(shí)，將上層的尾鹵抽到尾鹵暫存池內(nèi)。從蒸餾水儲(chǔ)罐中抽取一部分蒸餾水噴射清洗反應(yīng)罐，然后出料口放出碳酸鋰混鹽，再用蒸餾水處理，然后進(jìn)行分離、干燥、稱重并檢測(cè)，得到品位為87%的Li2CO3 574 g。
[0050]使用實(shí)例3
[0051]取150升實(shí)驗(yàn)鹽湖水(Li+濃度為1.5 g/L)置于反應(yīng)罐中，加熱至70°C，抽真空至鹽湖水表面氣壓為49 kPa，持續(xù)I小時(shí)，然后保溫1.5個(gè)小時(shí)，將上層的尾鹵抽到尾鹵暫存池內(nèi)。從蒸餾水儲(chǔ)罐中抽取一部分蒸餾水噴射清洗反應(yīng)罐，然后出料口放出碳酸鋰混鹽，再用蒸餾水處理，然后進(jìn)行分離、干燥、稱重并檢測(cè)，得到品位為90%的Li2CO3 631 g。
[0052]使用實(shí)例4[0053]取150升實(shí)驗(yàn)鹽湖水(Li+濃度為1.5 g/L)置于反應(yīng)罐中，加熱至70°C，抽真空至鹽湖水表面氣壓為51 kPa，持續(xù)I小時(shí)，然后添加碳酸鋰晶種25g，再保溫1.5個(gè)小時(shí)，將上層的尾鹵抽到尾鹵暫存池內(nèi)。從蒸餾水儲(chǔ)罐中抽取一部分蒸餾水噴射清洗反應(yīng)罐，然后出料口放出碳酸鋰混鹽，再用蒸餾水處理，然后進(jìn)行分離、干燥、稱重并檢測(cè)，得到品位為94%的Li2CO3 729g。整個(gè)過(guò)程中，鹵水加熱消耗電能9.5kff.h，抽真空時(shí)將鹵水維持在70°C消耗電能10.2 kff.h，離心泵消耗電能1.6 kW.h，整個(gè)過(guò)程共消耗電能21.3 kW.h。
[0054]使用實(shí)例5
[0055]取150升實(shí)驗(yàn)鹽湖水(Li+濃度為1.5 g/L)置于反應(yīng)罐中，取150升實(shí)驗(yàn)鹽湖水(Li+濃度為1.5 g/L)置于預(yù)熱罐中。將反應(yīng)罐中鹵水加熱至70°C，抽真空至鹽湖水表面氣壓為52 kPa，持續(xù)I小時(shí)，然后添加碳酸鋰晶種25g，再在保溫1.5個(gè)小時(shí)，將上層的尾鹵抽到尾鹵暫存池內(nèi)。從蒸餾水儲(chǔ)罐中抽取一部分蒸餾水噴射清洗反應(yīng)罐，然后出料口放出碳酸鋰混鹽，再用蒸餾水處理，然后進(jìn)行分離、干燥、稱重并檢測(cè)，得到品位為89%的Li2CO3745g。整個(gè)過(guò)程中，加熱和抽真空消耗電能20.8 kff *h0熱泵機(jī)組冷端吸收水蒸氣和尾鹵的預(yù)熱，使700升的自來(lái)水從16.5°C上升到38.1°C，吸收熱量17.6 kW.h。熱泵運(yùn)轉(zhuǎn)消耗電能3.5 kff.h，熱泵熱端對(duì)預(yù)熱罐進(jìn)行加熱的效率為0.7，即熱泵可以回收熱量9.9 kff.h，一個(gè)生產(chǎn)周期實(shí)際消耗電能10.9 kff.h0
[0056]使用實(shí)例6
[0057]每次取150升實(shí)驗(yàn)鹽湖水(Li+濃度為1.5 g/L)進(jìn)行連續(xù)化生產(chǎn)，控制以下參數(shù):鹵水的反應(yīng)溫度在70V ;抽真空I小時(shí)，真空度為50kPa ;添加碳酸鋰晶種25g ;保溫時(shí)間
1.5個(gè)小時(shí)。周期性運(yùn)轉(zhuǎn)5次，平均每個(gè)周期可以得到品位為89%的碳酸鋰733g，耗電11.4kW.h。
[0058]實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，利用電能在高溫下減壓快速蒸發(fā)能夠大幅度的縮短碳酸鋰的結(jié)晶時(shí)間，提1?碳酸裡的結(jié)晶效率。
【權(quán)利要求】
1.一種適用于工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)的鹵水結(jié)晶碳酸鋰的裝置，包括反應(yīng)罐，反應(yīng)罐設(shè)有鹵水入口、鹵水出口和出料口，其特征在于:反應(yīng)罐內(nèi)設(shè)有熱交換器，反應(yīng)罐設(shè)有真空泵接口，真空泵接口與真空泵相連，反應(yīng)罐鹵水入口通過(guò)管道和鹵水預(yù)熱器相連，鹵水出口通過(guò)管道和尾鹵暫存池相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)的鹵水結(jié)晶碳酸鋰的裝置，其特征在于:反應(yīng)罐內(nèi)設(shè)有結(jié)晶輔助片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的適用于工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)的鹵水結(jié)晶碳酸鋰的裝置，其特征在于:反應(yīng)罐內(nèi)設(shè)有晶種添加器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的適用于工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)的鹵水結(jié)晶碳酸鋰的裝置，其特征在于:反應(yīng)罐內(nèi)設(shè)有噴射清洗器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)的鹵水結(jié)晶碳酸鋰的裝置，其特征在于:真空泵與冷凝器相連，冷凝器連接至蒸餾水儲(chǔ)罐。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的適用于工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)的鹵水結(jié)晶碳酸鋰的裝置，其特征在于:蒸餾水儲(chǔ)罐通過(guò)管道連接至噴射清洗器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、5或6所述的適用于工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)的鹵水結(jié)晶碳酸鋰的裝置，其特征在于:反應(yīng)罐上設(shè)有透明的觀察窗。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2、5或6所述的適用于工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)的鹵水結(jié)晶碳酸鋰的裝置，其特征在于:反應(yīng)罐內(nèi)設(shè)有溫度傳感器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2、5或6所述的適用于工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)的鹵水結(jié)晶碳酸鋰的裝置，其特征在于:鹵水預(yù)熱器和尾鹵暫存池分別和熱泵的放熱端和吸熱端相連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、2、5或6所述的適用于工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)的鹵水結(jié)晶碳酸鋰的裝置，其特征在于:反應(yīng)罐上設(shè)有液位觀察儀。
【文檔編號(hào)】C01D15/08GK203612977SQ201320646089
【公開(kāi)日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2013年10月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月21日
【發(fā)明者】易丹青, 王斌, 肖麗華, 朱彬元, 余昊, 曾雄 申請(qǐng)人:西藏日喀則扎布耶鋰業(yè)高科技有限公司, 西藏金浩投資有限公司