CN114272678A - 一种磷酸铁锂粉体材料工业湿筛处理设备及其处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磷酸铁锂粉体材料工业湿筛处理设备及其处理方法，处理设备包括有依次循环连接的储水池、湿筛池、回旋沉淀池和水体流出池，以及两个粉体抽滤泵和物料存储池，两个粉体抽滤泵的进口分别与湿筛池、回旋沉淀池的池底连接，两个粉体抽滤泵的出口均与物料存储池的进口连接。发明用于抽检工业磷酸铁锂粉体中是否含有不溶于水的杂质异物，该处理方法与传统的磷酸铁锂粉体工业废水排放方法相比，本发明对磷酸铁锂水溶液进行了沉降处理，在出水末端对水体进行过滤，使水体循环利用，物料可回收，对工业污水排放得到了很好的控制，同时降低了废水排放成本。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池制造技术领域，具体是一种磷酸铁锂粉体材料工业湿筛处理设备及其处理方法。
背景技术
近年来，磷酸铁锂作为性能优异的锂离子电池正极材料，其市场需求量不断增加。磷酸铁锂粉体材料生产过程步骤较多，在各生产阶段物料杂质异物引入概率较大，粉体材料中含有杂质异物会直接影响后续锂离子电池制作工艺和成品电池性能。
湿法过筛测试是抽检磷酸铁锂成品是否含有杂质异物的高效方法。但在测试过程中用水量较大，易产生大量磷酸铁锂溶液，目前大多工业生产中采用自然静置沉淀后直接排放，但磷酸铁锂溶液粘度较大，单纯靠静置沉降，沉降效果差，耗费时间长，直接排放会造成排水管道堵塞，对工业生产进度和效率造成极大影响。
湿法过筛杂质异物检测取样量至少为400g/吨，测试过程中用水量为样品量的20～30倍。对于新能源产业来说，磷酸铁锂年产量为20万吨即会产生8万公斤废料，长期测试会消耗大量水资源。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种磷酸铁锂粉体材料工业湿筛处理设备及其处理方法，处理设备占地面积小，测试效率高，可实现物料再回收，水体重复利用，对环境友好，避免水资源浪费。
本发明的技术方案为：
一种磷酸铁锂粉体材料工业湿筛处理设备，包括有依次循环连接的储水池、湿筛池、回旋沉淀池和水体流出池，以及两个粉体抽滤泵和物料存储池；所述的湿筛池的顶部设置有筛网，筛网用于对磷酸铁锂物料进行湿法过筛，湿筛池和回旋沉淀池上均设置有对应的加药装置，加药装置用于投放沉淀剂溶液，水体流出池的出口处设置有过滤装置，两个粉体抽滤泵的进口分别与湿筛池、回旋沉淀池的池底连接，两个粉体抽滤泵的出口均与物料存储池的进口连接。
所述的储水池和湿筛池之间的连接管道上设置有第一阀门和液体抽滤泵，湿筛池和回旋沉淀池之间的连接管道上设置有第二阀门，回旋沉淀池和水体流出池之间的连接管道上设置有第三阀门，水体流出池和储水池之间的连接管道上设置有第四阀门，物料存储池的进口处设置有第五阀门。
所述的筛网选用目数为250-400目的筛网。
所述的湿筛池和回旋沉淀池之间的连接管道其水平高度比回旋沉淀池和水体流出池之间连接管道的水平高度高至少4cm。
一种磷酸铁锂粉体材料工业湿筛处理方法，具体包括有以下步骤：
(1)、首先由储水池向湿筛池提供水源，磷酸铁锂物料经湿筛池内的筛网筛选后落入到湿筛池中，然后往湿筛池中加入沉降剂溶液，初次沉降完毕后，水体流入回旋沉淀池中；
(2)、在回旋沉淀池中再次加入沉降剂溶液进行二次沉降，二次沉降完成后，水体流入流出池；
(3)、最后流出池流出的水体经过滤装置后储存于储水池中，进行再次利用；
(4)、湿筛池和回旋沉淀池中的沉淀物料通过对应的粉体抽滤泵抽出并回收至物料存储池内。
所述的沉降剂溶液中的溶质为聚合硫酸铁、聚合硫酸铝或聚丙烯酰胺。
所述的沉降剂溶液中的溶质的质量分数为1.8％-4.4％。
所述的湿筛池中沉降剂溶液中溶质的质量是加入到湿筛池中磷酸铁锂粉体质量的1/40-1/30。
所述的回旋沉淀池中沉降剂溶液中溶质的质量为湿筛池中沉降剂溶液中溶质质量的1-5％。
所述的磷酸铁锂粉体在湿筛池中和回旋沉淀池中的总沉淀静置时间为1-3小时。
本发明的优点：
本发明用于抽检工业磷酸铁锂粉体中是否含有不溶于水的杂质异物，该处理方法与传统的磷酸铁锂粉体工业废水排放方法相比，本发明对磷酸铁锂水溶液进行了沉降处理，在出水末端对水体进行过滤，使水体循环利用，物料可回收，对工业污水排放得到了很好的控制，同时降低了废水排放成本。
附图说明
图1是本发明磷酸铁锂粉体材料工业湿筛处理设备的结构示意图。
附图标记：1-储水池，2-湿筛池，3-回旋沉淀池，4-水体流出池，5-粉体抽滤泵，6-物料存储池，7-筛网，8-加药装置，9-过滤装置，10-液体抽滤泵，11-第一阀门，12-第二阀门，13-第三阀门，14-第四阀门，15-第五阀门。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种磷酸铁锂粉体材料工业湿筛处理设备，包括有依次循环连接的储水池1、湿筛池2、回旋沉淀池3和水体流出池4，以及两个粉体抽滤泵5和物料存储池6；湿筛池2的顶部设置有筛网7(目数为250-400目)，筛网7用于对磷酸铁锂物料进行湿法过筛，湿筛池2和回旋沉淀池3上均设置有对应的加药装置8，加药装置8用于投放沉淀剂溶液，水体流出池4的出口处设置有过滤装置9，两个粉体抽滤泵5的进口分别与湿筛池2、回旋沉淀池3的池底连接，两个粉体抽滤泵5的出口均与物料存储池6的进口连接；其中，储水池1和湿筛池2之间的连接管道上设置有第一阀门11和液体抽滤泵10，湿筛池2和回旋沉淀池3之间的连接管道上设置有第二阀门12，回旋沉淀池3和水体流出池4之间的连接管道上设置有第三阀门13，水体流出池4和储水池1之间的连接管道上设置有第四阀门14，物料存储池6的进口处设置有第五阀门15，湿筛池2和回旋沉淀池3之间的连接管道其水平高度比回旋沉淀池3和水体流出池4之间连接管道的水平高度高至少4cm。
实施例1
一种磷酸铁锂粉体材料工业湿筛处理方法，具体包括有以下步骤：
(1)、首先将聚合硫酸铁粉末加入纯水中制成沉降剂溶液，聚合硫酸铁与纯水的质量比为1：39，然后加入到两个加药装置8中；
(2)、首先将液体抽滤泵10和第一阀门11打开，由储水池1向湿筛池2提供水源，磷酸铁锂物料经湿筛池2内300目筛网7的筛选后落入到湿筛池2中，湿筛完成后关闭第一阀门11，然后加药装置8往湿筛池2中加入沉降剂溶液，初次沉降完毕后，打开第二阀门12，水体流入回旋沉淀池3中；其中，湿筛池中沉降剂溶液中溶质的质量是加入到湿筛池中磷酸铁锂粉体质量的1/35；
(3)、加药装置8往回旋沉淀池3中加入沉降剂溶液进行二次沉降，待铁锂物料彻底沉降完成后，打开第三阀门13，水体流入流出池4；其中，回旋沉淀池3中沉降剂溶液的质量为湿筛池2中沉降剂溶液质量的1％；
(4)、打开第四阀门14，流出池4流出的水体经过滤装置9后储存于储水池1中，进行再次利用；
(5)、磷酸铁锂粉体抽取时，打开第五阀门15，湿筛池2和回旋沉淀池3中的沉淀物料通过对应的粉体抽滤泵5抽出并回收至物料存储池6内。
实施例2
一种磷酸铁锂粉体材料工业湿筛处理方法，具体包括有以下步骤：
(1)、首先将聚合硫酸铁粉末加入纯水中制成沉降剂溶液，聚合硫酸铁与纯水的质量比为1：52，然后加入到两个加药装置8中；
(2)、首先将液体抽滤泵10和第一阀门11打开，由储水池1向湿筛池2提供水源，磷酸铁锂物料经湿筛池2内250目筛网7的筛选后落入到湿筛池2中，湿筛完成后关闭第一阀门11，然后加药装置8往湿筛池2中加入沉降剂溶液，初次沉降完毕后，打开第二阀门12，水体流入回旋沉淀池3中；其中，湿筛池中沉降剂溶液中溶质的质量是加入到湿筛池中磷酸铁锂粉体质量的1/35；
(3)、加药装置8往回旋沉淀池3中加入沉降剂溶液进行二次沉降，待铁锂物料彻底沉降完成后，打开第三阀门13，水体流入流出池4；其中，回旋沉淀池3中沉降剂溶液的质量为湿筛池2中沉降剂溶液质量的2％；
(4)、打开第四阀门14，流出池4流出的水体经过滤装置9后储存于储水池1中，进行再次利用；
(5)、磷酸铁锂粉体抽取时，打开第五阀门15，湿筛池2和回旋沉淀池3中的沉淀物料通过对应的粉体抽滤泵5抽出并回收至物料存储池6内。
实施例3
一种磷酸铁锂粉体材料工业湿筛处理方法，具体包括有以下步骤：
(1)、首先将聚合硫酸铁粉末加入纯水中制成沉降剂溶液，聚合硫酸铁与纯水的质量比为1：52，然后加入到两个加药装置8中；
(2)、首先将液体抽滤泵10和第一阀门11打开，由储水池1向湿筛池2提供水源，磷酸铁锂物料经湿筛池2内400目筛网7的筛选后落入到湿筛池2中，湿筛完成后关闭第一阀门11，然后加药装置8往湿筛池2中加入沉降剂溶液，初次沉降完毕后，打开第二阀门12，水体流入回旋沉淀池3中；其中，湿筛池中沉降剂溶液中溶质的质量是加入到湿筛池中磷酸铁锂粉体质量的1/30；
(3)、加药装置8往回旋沉淀池3中加入沉降剂溶液进行二次沉降，待铁锂物料彻底沉降完成后，打开第三阀门13，水体流入流出池4；其中，回旋沉淀池3中沉降剂溶液的质量为湿筛池2中沉降剂溶液质量的5％；
(4)、打开第四阀门14，流出池4流出的水体经过滤装置9后储存于储水池1中，进行再次利用；
(5)、磷酸铁锂粉体抽取时，打开第五阀门15，湿筛池2和回旋沉淀池3中的沉淀物料通过对应的粉体抽滤泵5抽出并回收至物料存储池6内。
实施例4
一种磷酸铁锂粉体材料工业湿筛处理方法，具体包括有以下步骤：
(1)、首先将聚合硫酸铝粉末加入纯水中制成沉降剂溶液，聚合硫酸铝与纯水的质量比为1：39，然后加入到两个加药装置8中；
(2)、首先将液体抽滤泵10和第一阀门11打开，由储水池1向湿筛池2提供水源，磷酸铁锂物料经湿筛池2内300目筛网7的筛选后落入到湿筛池2中，湿筛完成后关闭第一阀门11，然后加药装置8往湿筛池2中加入沉降剂溶液，初次沉降完毕后，打开第二阀门12，水体流入回旋沉淀池3中；其中，湿筛池中沉降剂溶液中溶质的质量是加入到湿筛池中磷酸铁锂粉体质量的1/35；
(3)、加药装置8往回旋沉淀池3中加入沉降剂溶液进行二次沉降，待铁锂物料彻底沉降完成后，打开第三阀门13，水体流入流出池4；其中，回旋沉淀池3中沉降剂溶液的质量为湿筛池2中沉降剂溶液质量的1％；
(4)、打开第四阀门14，流出池4流出的水体经过滤装置9后储存于储水池1中，进行再次利用；
(5)、磷酸铁锂粉体抽取时，打开第五阀门15，湿筛池2和回旋沉淀池3中的沉淀物料通过对应的粉体抽滤泵5抽出并回收至物料存储池6内。
实施例5
一种磷酸铁锂粉体材料工业湿筛处理方法，具体包括有以下步骤：
(1)、首先将聚丙烯酰胺粉末加入纯水中制成沉降剂溶液，聚丙烯酰胺与纯水的质量比为1：39，然后加入到两个加药装置8中；
(2)、首先将液体抽滤泵10和第一阀门11打开，由储水池1向湿筛池2提供水源，磷酸铁锂物料经湿筛池2内300目筛网7的筛选后落入到湿筛池2中，湿筛完成后关闭第一阀门11，然后加药装置8往湿筛池2中加入沉降剂溶液，初次沉降完毕后，打开第二阀门12，水体流入回旋沉淀池3中；其中，湿筛池中沉降剂溶液中溶质的质量是加入到湿筛池中磷酸铁锂粉体质量的1/35；
(3)、加药装置8往回旋沉淀池3中加入沉降剂溶液进行二次沉降，待铁锂物料彻底沉降完成后，打开第三阀门13，水体流入流出池4；其中，回旋沉淀池3中沉降剂溶液的质量为湿筛池2中沉降剂溶液质量的1％；
(4)、打开第四阀门14，流出池4流出的水体经过滤装置9后储存于储水池1中，进行再次利用；
(5)、磷酸铁锂粉体抽取时，打开第五阀门15，湿筛池2和回旋沉淀池3中的沉淀物料通过对应的粉体抽滤泵5抽出并回收至物料存储池6内。
分别对实施例1-5磷酸铁锂溶液的沉降效果进行测试，测试结果见表1。
| 测试例 | 沉降效果 | 沉降时间(小时) |
| 实施例1 | 100％ | 1.5 |
| 实施例2 | 50％ | 3 |
| 实施例3 | 20％ | 4.5 |
| 实施例4 | 10％ | 1.5 |
| 实施例5 | 20％ | 1.5 |
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种磷酸铁锂粉体材料工业湿筛处理设备，其特征在于：包括有依次循环连接的储水池、湿筛池、回旋沉淀池和水体流出池，以及两个粉体抽滤泵和物料存储池；所述的湿筛池的顶部设置有筛网，筛网用于对磷酸铁锂物料进行湿法过筛，湿筛池和回旋沉淀池上均设置有对应的加药装置，加药装置用于投放沉淀剂溶液，水体流出池的出口处设置有过滤装置，两个粉体抽滤泵的进口分别与湿筛池、回旋沉淀池的池底连接，两个粉体抽滤泵的出口均与物料存储池的进口连接。
2.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂粉体材料工业湿筛处理设备，其特征在于：所述的储水池和湿筛池之间的连接管道上设置有第一阀门和液体抽滤泵，湿筛池和回旋沉淀池之间的连接管道上设置有第二阀门，回旋沉淀池和水体流出池之间的连接管道上设置有第三阀门，水体流出池和储水池之间的连接管道上设置有第四阀门，物料存储池的进口处设置有第五阀门。
3.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂粉体材料工业湿筛处理设备，其特征在于：所述的筛网选用目数为250-400目的筛网。
4.根据权利要求2所述的一种磷酸铁锂粉体材料工业湿筛处理设备，其特征在于：所述的湿筛池和回旋沉淀池之间的连接管道其水平高度比回旋沉淀池和水体流出池之间连接管道的水平高度高至少4cm。
5.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂粉体材料工业湿筛处理设备的处理方法，其特征在于：具体包括有以下步骤：
(1)、首先由储水池向湿筛池提供水源，磷酸铁锂物料经湿筛池内的筛网筛选后落入到湿筛池中，然后往湿筛池中加入沉降剂溶液，初次沉降完毕后，水体流入回旋沉淀池中；
(2)、在回旋沉淀池中再次加入沉降剂溶液进行二次沉降，二次沉降完成后，水体流入流出池；
(3)、最后流出池流出的水体经过滤装置后储存于储水池中，进行再次利用；
(4)、湿筛池和回旋沉淀池中的沉淀物料通过对应的粉体抽滤泵抽出并回收至物料存储池内。
6.根据权利要求5所述的处理方法，其特征在于：所述的沉降剂溶液中的溶质为聚合硫酸铁、聚合硫酸铝或聚丙烯酰胺。
7.根据权利要求5所述的处理方法，其特征在于：所述的沉降剂溶液中的溶质的质量分数为1.8％-4.4％。
8.根据权利要求5所述的处理方法，其特征在于：所述的湿筛池中沉降剂溶液中溶质的质量是加入到湿筛池中磷酸铁锂粉体质量的1/40-1/30。
9.根据权利要求5所述的处理方法，其特征在于：所述的回旋沉淀池中沉降剂溶液中溶质的质量为湿筛池中沉降剂溶液中溶质质量的1-5％。
10.根据权利要求5所述的处理方法，其特征在于：所述的磷酸铁锂粉体在湿筛池中和回旋沉淀池中的总沉淀静置时间为1-3小时。
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