CN216498623U - 一种金属物料溶解装置及溶解系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种金属物料溶解装置及溶解系统，金属物料溶解装置包括溶解罐、高扬程循环泵、文丘里喷射管以及文丘里吸气管。所述溶解罐具容纳腔，所述容纳腔用于放置溶液，所述溶解罐顶部具有开口，所述高扬程循环泵一端与溶解罐的侧壁连通，另一端通过循环管与所述开口连通，所述文丘里喷射管与所述循环管远离所述高扬程循环泵的一端连接，且连接所述开口，所述文丘里吸气管一端与所述大气连接，另一端与所述文丘里喷射管连接。本申请实施例使得金属物料表面溶质交换速率加快，加快溶解速度，提升生产效率，通过文丘里吸管自吸空气，实现溶解釜氢气浓度降低，提升设备的安全性。
Description
技术领域
本申请涉及新能源材料制备技术领域，具体涉及一种金属物料溶解装置及溶解系统。
背景技术
锂离子电池不含有铅、镉、汞等有毒物质，在新能源汽车、储能、消费电子领域有着广泛的应用。随着锂离子电池的规模不断扩张，相关原料的价格越来越高，尤其是相关的稀缺资源，例如金属钴，价格居高不下。原料价格的上涨导致锂离子电池的成本上涨，对锂离子电池的进一步应用有不利影响。由于正极材料在整个电池成本中占比较高，降低正极材料以及前驱体的加工成本是降低整个电池成本的重要手段。
目前的三元正极前驱体主要通过共沉淀法合成，工艺流程复杂，耗时长，同时在生产过程中会产生大量的氨氮废水，需要进行处理，产生较大的环保成本。喷雾热解法制备三元正极前驱体是指通过将镍、钴、锰三种金属盐溶液溶解后，按比例均匀混合，然后以雾状喷入高温气氛中，通过溶剂的快速蒸发和金属盐的水解反应，得到组分混合均匀的三元氧化物前驱体。
而在镍溶解过程中，若采用高酸度盐酸溶液进行间断式浸出镍单质，在高酸度溶解的前期，虽然反应速度快，但是高浓度的盐酸溶液其挥发性较强，实际反应中损失的盐酸液较多；到了溶解反应的后期，溶解速度随着酸度的降低而降低，实际效率低下，且在溶解釜内聚集大量的氢气，影响设备的安全性。
因此，提供一种能够提升溶解效率、同时避免溶解釜内聚集大量氢气，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
实用新型内容
本申请实施例提供一种提升溶解效率、同时避免溶解釜内聚集大量氢气的溶解装置及溶解系统。
本申请实施例提供一种金属物料溶解装置，包括：
溶解罐，所述溶解罐具容纳腔，所述容纳腔用于放置溶液，所述溶解罐顶部具有开口；
高扬程循环泵，所述高扬程循环泵一端与溶解罐的侧壁连通，另一端通过循环管与所述开口连通；
文丘里喷射管，所述文丘里喷射管与所述循环管远离所述高扬程循环泵的一端连接，且连接所述开口；
文丘里吸气管，所述文丘里吸气管一端与所述大气连接，另一端与所述文丘里喷射管连接。
在一些实施例中，还包括中心管，所述中心管设置在所述溶解罐内，且所述中心管套设在所述文丘里喷射管外侧。
在一些实施例中，所述中心管从顶部向底部延伸方向的管径逐渐增大。
在一些实施例中，还包括第一旋流器，所述第一旋流器与所述溶解罐的顶部连接，所述第一旋流器一端与所述循环管连接，另一端与出口连接。
在一些实施例中，还包括第二旋流器，所述第二旋流器与所述溶解罐顶部连接，所述第二旋流器一端连接第一旋流器，另一端连接所述出口。
在一些实施例中，还包括挡粉板，所述挡粉板设置在所述溶解罐内，所述挡粉板与所述溶解罐底板之间具有空隙，所述中心管延伸至所述挡粉板与所述空隙连通。
在一些实施例中，还包括折流板，所述折流板设置在所述溶解罐的内壁且位于所述挡粉板的上方，所述溶解罐的侧壁上设有观察口，所述观察口位于所述折流板上方。
在一些实施例中，所述溶解罐的底部为锥形。
在一些实施例中，所述出口设置有过滤器和反吹管道。
本申请实施例提供一种溶解系统，包括金属物料溶解装置和尾气回收装置，所述金属物料溶解装置与所述尾气回收装置连接，所述金属物料溶解装置为以上所述的金属物料溶解装置。
本申请实施例所提供金属物料溶解装置包括溶解罐、高扬程循环泵、文丘里喷射管以及文丘里吸气管。所述溶解罐具容纳腔，所述容纳腔用于放置溶液，所述溶解罐顶部具有开口，所述高扬程循环泵一端与溶解罐的侧壁连通，另一端通过循环管与所述开口连通，所述文丘里喷射管与所述循环管远离所述高扬程循环泵的一端连接，且连接所述开口，所述文丘里吸气管一端与所述大气连接，另一端与所述文丘里喷射管连接。本申请实施例采用高扬程循环泵和文丘里喷射管，增强冲击力，同时在因为文丘里管变径处会产生负压，喷射管冲击处为气液固三相混合区域，使得金属物料表面溶质交换速率加快，加快溶解速度，提升生产效率，通过文丘里吸管自吸空气，实现溶解釜氢气浓度降低，提升设备的安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的第一种金属物料溶解装置结构示意图。
图2为本申请实施例提供的第二种金属物料溶解装置结构示意图。
图3为本申请实施例提供的第三种金属物料溶解装置结构示意图。
图4为本申请实施例提供的第四种金属物料溶解装置结构示意图。
图5为本申请实施例提供的第五种金属物料溶解装置结构示意图。
图6为本申请实施例提供的第六种金属物料溶解装置结构示意图。
图7为本申请实施例提供的第六种金属物料溶解装置结构示意图。
图8为本申请实施例提供的溶解系统结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
需要说明的是，在本申请的描述中，需要理解的是，术语“顶”、“底”“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
本申请实施例提供一种金属物料溶解装置及溶解系统，以下对金属物料溶解装置100做详细介绍。
请参阅图1所示，图1为本申请实施例提供的第一种金属物料溶解装置结构示意图。
其中，本申请实施例提供一种金属物料溶解装置100，金属物料溶解装置100包括溶解罐10、高扬程循环泵20、文丘里喷射管30以及文丘里吸气管40。所述溶解罐10具容纳腔，所述容纳腔用于放置溶液，所述溶解罐10顶部具有开口12，所述高扬程循环泵20一端与溶解罐10的侧壁连通，另一端通过循环管与所述开口12连通。所述文丘里喷射管30与所述循环管远离所述高扬程循环泵20的一端连接，且连接所述开口12。所述文丘里吸气管40一端与所述大气连接，另一端与所述文丘里喷射管30连接。
需要说明的是，溶解罐10具有溶解腔11，溶解腔11内盛放有溶解液。溶解罐10的形状可以为圆筒形、长方体等。本申请实施例中对溶解罐10的形状不做过多限定。溶解罐10采用耐腐蚀性的材料。例如，溶解罐10采用的材料为PPH(Polyproplyene-Homo均聚聚丙烯)，当然溶解罐10还可以采用其他具有耐腐蚀特性的材料。溶解釜也可溶解金属或金属氧化物，金属氢氧化物等。也可用作硫酸体系的金属溶解。另外，所述溶解液可以选自氯化物盐溶液、硝酸盐溶液、草酸盐溶液、硫酸盐溶液中的至少一种。
其中，高扬程循环泵20能够扬程的高度可以大于70米。采用高扬程循环泵20能够加快溶解速度，提升生产效率。
其中，本申请溶解装置中加装文丘里喷射管30和文丘里吸气管40，文丘里喷射管30能够增强溶解的冲击力，而文丘里吸管自吸空气，实现溶解釜氢气浓度降低，提升设备的安全性。
其中，金属物料可以是镍、钴等。当然金属物料还可以是其他高密度金属，本申请实施例中对金属物料不做过多限定。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
请参阅图2，图2为本申请实施例提供的第二种金属物料溶解装置结构示意图。其中，金属物料溶解装置100还包括中心管50，所述中心管50设置在所述溶解罐10内，且所述中心管50套设在所述文丘里喷射管30外侧。
需要说明的是，中心管50套设在文丘里喷射管30的外侧，中心管50朝向溶解罐10底部延伸，且中心管50靠近所述溶解罐10的底部。中心管50与文丘里喷射管30固定连接。中心管50与文丘里喷射管30可以通过螺纹固定连接，也可以采用焊接等其他方式固定连接。本申请实施例中对中心管50与文丘里喷射管30固定连接方式不做过多限定。可以理解的是，由于将中心管50套设在文丘里喷射管30的外侧，且中心管50远离所述文丘里喷射管30的一端靠近溶解罐10底部，这样可以增强溶液冲击力，加快溶解速度，提升生产效率。
其中，所述中心管50从顶部向底部延伸方向的管径逐渐增大。
需要说明的是，中心管50从顶部向底部延伸方向的管径逐渐增大，可以增大喷射范围，增大金属物料与溶液接触面积，使得金属物料表面溶质交换速率加快，加快溶解速度，提升生产效率。
请参阅图3，图3为本申请实施例提供的第三种金属物料溶解装置结构示意图。其中，金属物料溶解装置100还包括第一旋流器60，所述第一旋流器60与所述溶解罐10的顶部连接，所述第一旋流器60一端与所述循环管连接，另一端与出口连接。
可以理解的是，使用第一旋流器60可以使得粉尘沉降，实现固液分离，减少出液溶液中的粉尘含量。
请参阅图4，图4为本申请实施例提供的第四种金属物料溶解装置结构示意图。其中，金属物料溶解装置100还包括第二旋流器70，所述第二旋流器70与所述溶解罐10顶部连接，所述第二旋流器70一端连接第一旋流器60，另一端连接所述出口。
可以理解的是，通过第一旋流器60和第二旋流器70串联使用，可以实现多节调节，增加固液分离的效果。
请参阅图5，图5为本申请实施例提供的第五种金属物料溶解装置结构示意图。其中，金属物料溶解装置100还包括挡粉板80，所述挡粉板80设置在所述溶解罐10内，所述挡粉板80与所述溶解罐10底板之间具有空隙，所述中心管50延伸至所述挡粉板80与所述空隙连通。
需要说明的是，挡粉板80设置在溶解罐10内，且挡粉板80靠近溶解罐10的底部，挡粉板80与溶解板之间具有间隙，中心管50直通挡粉板80的下方，这样可以增加金属物料与溶液的反应速率，从而提高生产效率。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
请参阅图6，图6为本申请实施例提供的第六种金属物料溶解装置结构示意图。其中，金属物料溶解装置100还包括折流板90，所述折流板90设置在所述溶解罐10的内壁且位于所述挡粉板80的上方，所述溶解罐10的侧壁上设有观察口101，所述观察口101位于所述折流板90上方。
需要说明的是，增加折流板90可以增加溶液的搅动速度，避免一部分未溶解的大颗粒粉料进入循环管道，减少循环泵及管道磨损。降低出液时的溶液金属颗粒含量，减少后续过滤段的压力，提升传热效果。在侧壁上设置一个观察口101，可以通过观察口101观察溶解罐10内的情况。当然，观察口101可以通过一个封闭门封闭，需要观察的时候，才打开封闭门。
在一些实施例中，所述溶解罐10的底部为锥形。当然，溶解罐10的底部还可以是其他形状。比如，溶解罐10的底部为圆形。
请参阅图7，图7为本申请实施例提供的第六种金属物料溶解装置结构示意图。其中，所述出口设置有过滤器102和反吹管道103。
需要说明的是，在出口设置过滤器102和反吹管道103可以实现对金属物料粉料的回收。
本申请实施例所提供的金属物料溶解装置100包括溶解罐10、高扬程循环泵20、文丘里喷射管30以及文丘里吸气管40。所述溶解罐10具容纳腔，所述容纳腔用于放置溶液，所述溶解罐10顶部具有开口12，所述高扬程循环泵20一端与溶解罐10的侧壁连通，另一端通过循环管与所述开口12连通，所述文丘里喷射管30与所述循环管远离所述高扬程循环泵20的一端连接，且连接所述开口12，所述文丘里吸气管40一端与所述大气连接，另一端与所述文丘里喷射管30连接。本申请实施例采用高扬程循环泵20和文丘里喷射管30，增强冲击力，因为文丘里管变径处会产生负压，喷射管冲击处为气液固三相混合区域，使得金属物料表面溶质交换速率加快，加快溶解速度，提升生产效率，通过文丘里吸管自吸空气，实现溶解釜氢气浓度降低，提升设备的安全性。
请参阅图8，图8为本申请实施例提供的溶解系统结构示意图。其中，本申请实施例提供一种溶解系统1000，溶解系统1000包括金属物料溶解装置100和尾气回收装置200，所述金属物料溶解装置100与所述尾气回收装置200连接，所述金属物料溶解装置100为以上所述的金属物料溶解装置100。由于上述实施例中已经对金属物料溶解装置100进行了详细的介绍，因此，本申请实施例中金属物料溶解装置100不做过多赘述。
需要说明的是，尾气回收装置200为酸气吸收塔，酸气吸收塔与金属物料溶解装置100的出口连接，所述酸气吸收塔可以重复吸收金属物料装置的尾气，通过长时间运行，重复吸收尾气中的氯化氢气体，待吸收塔内盐酸溶液浓度较高时，回到溶解釜中利用。完成对损失氯化氢气体的回收。
由于本申请实施例中采用的了上述实施例的金属物料溶解装置，金属物料溶解装置包括溶解罐、高扬程循环泵、文丘里喷射管以及文丘里吸气管。所述溶解罐具容纳腔，所述容纳腔用于放置溶液，所述溶解罐顶部具有开口，所述高扬程循环泵一端与溶解罐的侧壁连通，另一端通过循环管与所述开口连通，所述文丘里喷射管与所述循环管远离所述高扬程循环泵的一端连接，且连接所述开口，所述文丘里吸气管一端与所述大气连接，另一端与所述文丘里喷射管连接。因此，本申请实施例的溶解系统也采用了高扬程循环泵和文丘里喷射管，增强冲击力，同时在因为文丘里管变径处会产生负压，喷射管冲击处为气液固三相混合区域，使得金属物料表面溶质交换速率加快，加快溶解速度，提升生产效率，通过文丘里吸管自吸空气，实现溶解釜氢气浓度降低，提升设备的安全性。
本申请实施例对金属物料溶解装置及溶解系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请。同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
Claims (10)
1.一种金属物料溶解装置，其特征在于，包括：
溶解罐，所述溶解罐具容纳腔，所述容纳腔用于放置溶液，所述溶解罐顶部具有开口；
高扬程循环泵，所述高扬程循环泵一端与溶解罐的侧壁连通，另一端通过循环管与所述开口连通；
文丘里喷射管，所述文丘里喷射管与所述循环管远离所述高扬程循环泵的一端连接，且连接所述开口；
文丘里吸气管，所述文丘里吸气管一端与大气连接，另一端与所述文丘里喷射管连接。
2.根据权利要求1所述的金属物料溶解装置，其特征在于，还包括中心管，所述中心管设置在所述溶解罐内，且所述中心管套设在所述文丘里喷射管外侧。
3.根据权利要求2所述的金属物料溶解装置，其特征在于，所述中心管从顶部向底部延伸方向的管径逐渐增大。
4.根据权利要求1所述的金属物料溶解装置，其特征在于，还包括第一旋流器，所述第一旋流器与所述溶解罐的顶部连接，所述第一旋流器一端与所述循环管连接，另一端与出口连接。
5.根据权利要求4所述的金属物料溶解装置，其特征在于，还包括第二旋流器，所述第二旋流器与所述溶解罐顶部连接，所述第二旋流器一端连接第一旋流器，另一端连接所述出口。
6.根据权利要求2所述的金属物料溶解装置，其特征在于，还包括挡粉板，所述挡粉板设置在所述溶解罐内，所述挡粉板与所述溶解罐底板之间具有空隙，所述中心管延伸至所述挡粉板与所述空隙连通。
7.根据权利要求6所述的金属物料溶解装置，其特征在于，还包括折流板，所述折流板设置在所述溶解罐的内壁且位于所述挡粉板的上方，所述溶解罐的侧壁上设有观察口，所述观察口位于所述折流板上方。
8.根据权利要求6所述的金属物料溶解装置，其特征在于，所述溶解罐的底部为锥形。
9.根据权利要求5所述的金属物料溶解装置，其特征在于，所述出口设置有过滤器和反吹管道。
10.一种溶解系统，其特征在于，包括金属物料溶解装置和尾气回收装置，所述金属物料溶解装置与所述尾气回收装置连接，所述金属物料溶解装置为权利要求1至9任一项所述的金属物料溶解装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202122433379.3U CN216498623U (zh) | 2021-10-09 | 2021-10-09 | 一种金属物料溶解装置及溶解系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202122433379.3U CN216498623U (zh) | 2021-10-09 | 2021-10-09 | 一种金属物料溶解装置及溶解系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN216498623U true CN216498623U (zh) | 2022-05-13 |
Family
ID=81520267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202122433379.3U Active CN216498623U (zh) | 2021-10-09 | 2021-10-09 | 一种金属物料溶解装置及溶解系统 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN216498623U (zh) |
-
2021
- 2021-10-09 CN CN202122433379.3U patent/CN216498623U/zh active Active
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