CN217092953U

CN217092953U - 一种溶解配料装置及喷雾热解系统

Info

Publication number: CN217092953U
Application number: CN202122408816.6U
Authority: CN
Inventors: 刘会基; 任崇
Original assignee: Hunan Electrochemical Houpu Technology Co ltd
Current assignee: Hunan Electrochemical Houpu Technology Co ltd
Priority date: 2021-09-30
Filing date: 2021-09-30
Publication date: 2022-08-02
Anticipated expiration: 2031-09-30

Abstract

本申请提供一种溶解配料装置及喷雾热解系统，溶解配料装置包括溶解釜、安装板、过滤腔室以及循环泵，所述溶解釜具有溶解腔，所述安装板安装在所述溶解釜内，所述安装板上设置有多个过滤孔，所述过滤腔室具有多个，多个所述过滤腔室放置在所述安装板上，所述循环泵一端与所述溶解釜的侧壁连接，另一端与所述溶解釜的顶部连接。本申请通过过滤腔室和安装板两道过滤，增加金属物料与溶液的接触时间，将金属物料分散，从而提高金属物料的浸出效率，这样能够提高生产效率。

Description

一种溶解配料装置及喷雾热解系统

技术领域

本申请涉及新能源材料制备技术领域，具体涉及一种溶解配料装置及喷雾热解系统。

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，例如金属物料钴，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、锰三种金属物料盐溶液按比例均匀混合后以雾状喷入高温气氛中，通过溶剂的快速蒸发和金属物料盐的水解反应，得到组分混合均匀的三元氧化物前驱体。

而在溶解过程中，高密度金属物料(如镍豆等)比重较大，对其进行浸出时，如采用搅拌的方式，金属物料无法有效浆化，且增加了搅拌系统与金属物料摩擦的风险。因此，当前主要采用溶液强制循环，而金属物料静置的浸出方式。即将金属物料放置于反应釜内的蜂窝板上，溶解液通过浸出釜外的泵强制循环，通过流动性的溶解液与金属物料发生反应，过程中向浸出釜内通空气，实现金属物料的浸出，实现金属的浸出。过程中发生的反应如下：2H⁺+2e^-＝H₂↑①，O₂+2e^-＝O^2-②，2H⁺+O^2-＝H₂O③，Ni-2e^-＝Ni²⁺④；这种方式导致在金属物料置于蜂窝板上后全部堆积在一起，导致金属物料浸出效率低且氢气产生量高。

因此，提供一种能够提高金属物料的浸出效率的溶解配料装置，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溶解配料装置及喷雾热解系统，能够提高金属物料的浸出效率。

本申请实施例提供一种溶解配料装置，包括：

溶解釜，所述溶解釜具有溶解腔；

安装板，所述安装板安装在所述溶解釜内，所述安装板上设置有多个过滤孔；

过滤腔室，所述过滤腔室具有多个，多个所述过滤腔室放置在所述安装板上；

循环泵，所述循环泵一端与所述溶解釜的侧壁连接，另一端与所述溶解釜的顶部连接。

在一些实施例中，多个所述过滤腔室堆叠成多层，所述过滤腔室从顶部向底部排列数量逐渐增多。

在一些实施例中，所述过滤腔室从顶部向底部排列数量与每一层的层数相对应，所述过滤腔室从顶部向底部呈三角形。

在一些实施例中，所述过滤腔室从顶部向底部排列数量与每一层的层数平方相对应，所述过滤腔室从顶部向底部呈香槟塔形。

在一些实施例中，所述溶解釜的顶部具有开口，靠近所述溶解釜顶部的所述过滤腔室与所述开口对应。

在一些实施例中，还包括进料通道，所述进料通道设置在所述开口与靠近所述溶解釜顶部的过滤腔室之间。

在一些实施例中，所述过滤腔室包括固定框和蜂窝过滤网，所述固定框与所述蜂窝过滤网一体成型。

在一些实施例中，所述安装框的材料为聚丙烯塑料或者聚对苯二甲酸乙二醇酯塑料。

在一些实施例中，所述循环泵与所述溶解釜之间连接有溶解液阀门，所述溶解釜侧壁连接有空气入口阀门。

本申请实施例还提供一种喷雾热解系统，包括焙烧炉、溶解装置以及后处理装置，所述溶解配料装置与所述后处理装置与所述焙烧炉连接，所述溶解配料装置为以上所述的溶解配料装置。

本申请实施例所提供溶解配料装置包括溶解釜、安装板、过滤腔室以及循环泵，所述溶解釜具有溶解腔，所述安装板安装在所述溶解釜内，所述安装板上设置有多个过滤孔，所述过滤腔室具有多个，多个所述过滤腔室放置在所述安装板上，所述循环泵一端与所述溶解釜的侧壁连接，另一端与所述溶解釜的顶部连接。本申请通过过滤腔室和安装板两道过滤，增加金属物料与溶液的接触时间，将金属物料分散，从而提高金属物料的浸出效率，这样既能够提高生产效率。

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溶解配料装置第一种结构示意图。

图2为本申请实施例提供的溶解配料装置第二种结构示意图。

图3为本申请实施例提供的溶解配料装置第三种结构示意图。

图4为本申请实施例提供的溶解配料装置第四种结构示意图。

图5为本申请实施例提供的溶解配料装置第五种结构示意图。

图6为本申请实施例提供的过滤腔室结构示意图。

图7为本申请实施例提供的溶解配料装置第六种结构示意图。

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溶解配料装置及喷雾热解系统，以下对溶解配料装置做详细介绍。

请参阅图1所示，图1为本申请实施例提供的溶解配料装置100第一种结构示意图。其中，本申请实施例提供一种溶解配料装置100，溶解配料装置100 包括溶解釜10、安装板20、过滤腔室30以及循环泵40。所述溶解釜具有溶解腔11，所述安装板20安装在所述溶解釜10内，所述安装板20上设置有多个过滤孔21，所述过滤腔室30具有多个，多个所述过滤腔室30放置在所述安装板20上，所述循环泵40一端与所述溶解釜10的侧壁连接，另一端与所述溶解釜10的顶部连接。

需要说明的是，溶解釜10具有溶解腔11，溶解腔11内盛放有溶解液。溶解釜10的形状可以为圆筒形、长方体等。本申请实施例中对溶解釜10的形状不做过多限定。溶解釜10采用耐腐蚀性的材料。例如，溶解釜10采用的材料为PPH(Polyproplyene-Homo均聚聚丙烯)，当然溶解釜10还可以采用其他具有耐腐蚀特性的材料。

其中，安装板20安装在溶解釜10内，安装板20上具有过滤孔21，高密度金属物料可以静置于安装板20上和过滤腔内，溶解液通过循环泵40循环，通过流动性的溶解液与高密度金属物料发生反应，使得高密度金属物料实现溶解。具体的，安装板20也可以是一个蜂窝板，或者安装板20内具有一个过滤层。其中，高密度金属物料可以是镍、钴、锰等金属物料。

其中，过滤腔室30是一个独立的腔室，过滤腔室30内具有过滤网或者多个过滤层。过滤腔室30设置在安装板20上，过滤腔室30在溶解腔11内放置的数量不做限定，只要确保溶解腔11内能够有空间容纳过滤腔室30。

本申请通过过滤腔室30和安装板20两道过滤，增加金属物料与溶液的接触时间，将金属物料分散，从而提高金属物料的浸出效率且降低溶解釜10内瞬间最大氢气产生量，这样既能够提高生产效率，由于溶解釜10内瞬间最大氢气产生量降低，也能够提高生产现场安全性。

请参阅图2，图2为本申请实施例提供的溶解配料装置100第二种结构示意图。其中，多个所述过滤腔室30堆叠成多层，所述过滤腔室30从顶部向底部排列数量逐渐增多。

需要说明的是，过滤腔室30可以堆叠成多层。比如，过滤腔室30可以堆叠成两层、三层、四层等。所述过滤腔室30从顶部向底部排列数量逐渐增多，这样既可以通过增加过滤腔室30的数量，增加高密度金属物料与溶液的接触时间，将高密度金属物料分散，从而提高金属物料的浸出效率且降低溶解釜 10内瞬间最大氢气产生量，既能够提高生产效率，由于溶解釜10内瞬间最大氢气产生量降低，也能够提高生产现场安全性。

请参阅图3，图3为本申请实施例提供的溶解配料装置100第三种结构示意图。其中，所述过滤腔室30从顶部向底部排列数量与每一层的层数相对应，所述过滤腔室30从顶部向底部呈三角形。

可以理解的是，所述过滤腔室30从顶部向底部排列数量与每一层的层数相对应，也就是顶层为第一层，第一层的过滤腔室30数量为一个。从上到下，接下来是第二层，第二层的过滤腔室30数量为两个。接下来是第三层，第三层的过滤腔室30数量为三个，以此类推。所述过滤腔室30从顶部向底部呈三角形。通过以上结构，增加高密度金属物料与溶液的接触时间，将高密度金属物料分散，从而提高金属物料的浸出效率且降低溶解釜10内瞬间最大氢气产生量，这样既能够提高生产效率，由于溶解釜10内瞬间最大氢气产生量降低，也能够提高生产现场安全性。

请参阅图4，图4为本申请实施例提供的溶解配料装置100第四种结构示意图。其中，所述过滤腔室30从顶部向底部排列数量与每一层的层数平方相对应，所述过滤腔室30从顶部向底部呈香槟塔形。

可以理解的是，所述过滤腔室30从顶部向底部排列数量与每一层的层数平方相对应。也就是顶层为第一层，第一层的过滤腔室30数量为一个。从上到下，接下来是第二层，第二层的过滤腔室30数量为四个个。接下来是第三层，第三层的过滤腔室30数量为九个，以此类推。所述过滤腔室30从顶部向底部呈香槟塔形。通过这种过滤腔室30的排布方式，增加高密度金属物料与溶液的接触时间，将高密度金属物料分散，从而提高金属物料的浸出效率且降低溶解釜10内瞬间最大氢气产生量，这样既能够提高生产效率，由于溶解釜 10内瞬间最大氢气产生量降低，也能够提高生产现场安全性。

其中，所述溶解釜10的顶部具有开口12，所述过滤腔室30与所述开口 12对应。

可以理解的是，开口12也可以设置在溶解釜10的其他位置。比如，开口 12设置在溶解釜10顶部的边缘位置。将开口12设置在溶解釜10的中心位置，方便将高密度金属物料放入过滤腔室30内。

请参阅图5，图5为本申请实施例提供的溶解配料装置100第五种结构示意图。其中，溶解配料装置100还包括进料通道50，所述进料通道50设置在所述开口12与靠近所述溶解釜10顶部的过滤腔室30之间。

需要说明的是，进料通道50可以是管道，也可以是滑轨。高密度金属物料可以沿着进料通道50进入到过滤腔室30内，方便进料。进料通道50还可以是其他结构，本申请实施例不做限定。在一些实施例中，进料通道50与过滤腔室30之间存在倾斜度，也就是进料通道50余过滤腔室30之间存在角度，这样高密度金属物料进入过滤腔室时，具有缓冲性，在加料过程中，不容易损坏

请参阅图6，图6为本申请实施例提供的过滤腔室30结构示意图。其中，所述过滤腔室30包括固定框31和蜂窝过滤网32，所述固定框31具有容纳腔，所述蜂窝过滤网32设置在所述容纳腔内。

在一些实施例中，所述固定框31和蜂窝过滤网32一体成型。

可以理解的是，蜂窝过滤网32可以更好地增加高密度金属物料与溶液的接触时间，将高密度金属物料分散，从而提高金属物料的浸出效率且降低溶解釜10内瞬间最大氢气产生量。固定框31的形状可以是正方体、长方体以及圆柱体等，本申请实施例中对固定框31的形状不做限定。

其中，所述固定框31的材料为聚丙烯塑料或者聚对苯二甲酸乙二醇酯塑料。当然固定框31的材料还可以采用其他耐腐蚀的材料。

请参阅图7，图7为本申请实施例提供的溶解配料装置100第六种结构示意图。

其中，所述循环泵40与所述溶解釜10之间连接有溶解液阀门60，所述溶解釜10侧壁连接有空气入口阀门70。

需要说明的是，循环泵40可以将溶液循环，为了加快循环速度，可以将循环泵40改用高杨循环泵40。这样可以提高溶解效率。

本申请实施例所提供溶解配料装置100包括溶解釜10、安装板20、过滤腔室30以及循环泵40，所述溶解釜具有溶解腔11，所述安装板20安装在所述溶解釜10内，所述安装板20上设置有多个过滤孔21，所述过滤腔室30具有多个，多个所述过滤腔室30放置在所述安装板20上，所述循环泵40一端与所述溶解釜10的侧壁连接，另一端与所述溶解釜10的顶部连接。本申请通过过滤腔室30和安装板20两道过滤，增加金属物料与溶液的接触时间，将金属物料分散，从而提高金属物料的浸出效率，这样既能够提高生产效率。

本申请实施例提供一种喷雾热解系统，喷雾热解系统包括焙烧炉、溶解配料装置以及后处理装置。所述溶解配料装置与所述后处理装置与所述焙烧炉连接，所述溶解配料装置为以上实施例所述的溶解配料装置。上述实施例中已经对溶解配料装置进行了详细的介绍，因此，本申请实施例中对溶解配料装置不做过多赘述。

需要说明的是，溶解配料装置的数量具有多个，多个溶解溶解配料装置分别用于溶解镍、钴、锰等金属物料元素，分别得到镍盐溶液、钴盐溶液和锰盐溶液。然后将镍盐溶液、钴盐溶液和锰盐溶液加入混合器中混合，混匀后得到混合液，将混合溶液输送到焙烧炉进行高温热解，得到镍钴锰氧化物固体。后处理装置包括破碎机、水洗机、除磁机等，利用破碎机对镍钴锰氧化物固体进行破碎，使得镍钴锰氧化物变成粒径很小的镍钴锰氧化物粉末，利用水洗机对镍钴锰氧化物进行水洗，除去镍钴锰氧化物粉末里面的其它杂质，利用除磁机对氧化物镍钴锰粉末进行除磁。当然，后处理装置还可以包括其他部件，本申请实施例中不逐一介绍。

另外，由于本申请实施例中溶解配料装置为上述实施例中的溶解配料装置，因此，本申请实施例所提供溶解配料装置包括溶解釜、安装板、过滤腔室以及循环泵，所述溶解釜具有溶解腔，所述安装板安装在所述溶解釜内，所述安装板上设置有多个过滤孔，所述过滤腔室具有多个，多个所述过滤腔室放置在所述安装板上，所述循环泵一端与所述溶解釜的侧壁连接，另一端与所述溶解釜的顶部连接。本申请通过过滤腔室和安装板两道过滤，增加金属物料与溶液的接触时间，将金属物料分散，从而提高金属物料的浸出效率，这样既能够提高生产效率。

本申请实施例对溶解配料装置及喷雾热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

1.一种溶解配料装置，其特征在于，包括：

溶解釜，所述溶解釜具有溶解腔；

2.根据权利要求1所述的溶解配料装置，其特征在于，多个所述过滤腔室堆叠成多层，所述过滤腔室从顶部向底部排列数量逐渐增多。

3.根据权利要求2所述的溶解配料装置，其特征在于，所述过滤腔室从顶部向底部排列数量与每一层的层数相对应，所述过滤腔室从顶部向底部呈三角形。

4.根据权利要求2所述的溶解配料装置，其特征在于，所述过滤腔室从顶部向底部排列数量与每一层的层数平方相对应，所述过滤腔室从顶部向底部呈香槟塔形。

5.根据权利要求4所述的溶解配料装置，其特征在于，所述溶解釜的顶部具有开口，靠近所述溶解釜顶部的所述过滤腔室与所述开口对应。

6.根据权利要求5所述的溶解配料装置，其特征在于，还包括进料通道，所述进料通道设置在所述开口与靠近所述溶解釜顶部的过滤腔室之间。

7.根据权利要求1所述的溶解配料装置，其特征在于，所述过滤腔室包括固定框和蜂窝过滤网，所述固定框与所述蜂窝过滤网一体成型。

8.根据权利要求7所述的溶解配料装置，其特征在于，所述固定框的材料为聚丙烯塑料或者聚对苯二甲酸乙二醇酯塑料。

9.根据权利要求7所述的溶解配料装置，其特征在于，所述循环泵与所述溶解釜之间连接有溶解液阀门，所述溶解釜侧壁连接有空气入口阀门。

10.一种喷雾热解系统，其特征在于，包括焙烧炉、溶解配料装置以及后处理装置，所述溶解配料装置与所述后处理装置与所述焙烧炉连接，所述溶解配料装置为权利要求1至9任一项所述的溶解配料装置。