CN218248691U - 一种用于湿法合成中高效的提浓装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于湿法合成中高效的提浓装置，该装置包括：壳体，底部为倒锥形结构；浆料进口，设置于壳体上侧侧壁上；底流浆料出口，设置于壳体底部；旋流器主体，设置于壳体内部，旋流器主体的进口端与浆料进口连通；排气机构，设置于壳体顶部，并与所述旋流器主体顶部出气口相互连通；二级分离除泡旋流机构，设置于壳体内部，并位于旋流器主体的底部出料口的上部；三级澄清机构，设置于壳体内部；清液溢流口，设置于壳体顶部。本实用新型针对目前的提浓装置，体积过于庞大、控制精度低、溢流水浑浊、金属损失严重，而且絮凝剂的加入对电池材料前驱体晶核形成及生长存在不良影响，因此难以应用于电池材料前驱体湿法合成提浓中的问题。

Description

一种用于湿法合成中高效的提浓装置

技术领域

本实用新型涉及湿法合成浓密机技术领域，特别涉及一种用于湿法合成中高效的提浓装置。

背景技术

浓密机是基于重力沉降作用的固液分离设备，通常为由混凝土、木材或金属焊接板作为结构材料建成带锥底的圆筒形浅槽，其中结构为中心传动式浓密机最为常见，通过动力输入装置驱动耙在圆筒形浅槽内旋转，同时加入絮凝剂，将矿料进行固液分离工作，这种浓密机通常应用于矿浆等的分离，其体积过于庞大、控制精度低、溢流水浑浊、金属损失严重，而且絮凝剂的加入对电池材料前驱体晶核形成及生长存在不良影响，因此难以应用于电池材料前驱体湿法合成提浓中，而在湿法合成体系中，浆料密度对粒子的致密性有重要影响，体系浆料密度大，颗粒碰撞几率大，有利于一次粒子有序排布，产品生长致密、振实密度大，故而需要一种适应湿法合成工艺浆料提浓装置来解决上述问题。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型提供了一种用于湿法合成中高效的提浓装置。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案具体如下：

一种用于湿法合成中高效的提浓装置，包括：

壳体，底部为倒锥形结构；

浆料进口，设置于壳体上侧侧壁上；

底流浆料出口，设置于壳体底部；

旋流器主体，设置于壳体内部，旋流器主体的进口端与浆料进口连通；

排气机构，设置于壳体顶部，并与所述旋流器主体顶部出气口相互连通；

二级分离除泡旋流机构，设置于壳体内部，并位于旋流器主体的底部出料口的上部；

三级澄清机构，设置于壳体内部，并位于二级分离除泡旋流机构的上部；

清液溢流口，设置于壳体顶部，并与所述三级澄清机构的出口端相互连通；

清洗机构，设置于壳体内部，用于在完成提供作业后对壳体内部进行清洗。

所述排气机构包括：

气体溢散管，底部与所述旋流器主体顶部出气口相互连通，顶部设置有蝶阀；

气体排出管，其侧壁与气体溢散管侧壁相互连通，且其上设置有气体止回阀。

所述二级分离除泡旋流机构为由若干个环形分布的倾斜叶片组成的倒锥形结构体，每个倾斜叶片之间存在缝隙，使得浆液可以通过缝隙进入二级分离除泡旋流机构内。

所述三级澄清机构为两个相互交叉设置的澄清隔板，两个澄清隔板顶部均与壳体内壁连接，两个澄清隔板底部之间存在缝隙，使得清液能够继续进一步的固液分离，达到提升沉降效果、减少溢流清液固含量的目的。

所述旋流器主体底部出口上设置有锥形缓降机构。

所述清洗机构包括：

上部清洗组件，用于对壳体内壁上部进行清洗；

中下部清洗组件，用于对壳体内壁的中部和下部进行清洗。

所述上部清洗组件包括：

上部高压输水管，设置于壳体内壁顶部，其进水端与供水设备连接；

第一雾化喷头，均匀分布于上部高压输水管上。

所述中下部清洗组件包括：

喷枪枪体，设置于所述二级分离除泡旋流机构的下部，其进水端与供水设备连接；

第二雾化喷头，均匀分布于喷枪枪体上。

所述喷枪枪体的进水端与壳体连接处设置有转动密封组件。

所述壳体底部侧壁上设置有透镜观察口。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型具有耐腐蚀、体积小、重量轻、制造成本低、在电池材料前驱体制备中能很好的杜绝磁性异物的引入等优点。

2、浆料通过浆料进口以一定速度沿切线射入旋流器主体中，在旋流器主体中做回转运动，离心力大的物料颗粒能克服水力阻力沿旋流器外围运动，并在自身重力共同作用下沿旋流器主体中空圆管内壁螺旋向下运动，浆料清液则因离心力小在中心区域缓慢下沉，通过旋流器主体对物料颗粒进行了预沉降，大大减小了所需的沉降面积，从而减小了设备的体积与高度，从而提浓效果有了很大的提升，沉降浆料的能力大大提升。

3、浆料旋转至旋流器主体底部连接的锥形缓降机构后，将浆料导流至提浓装置下部的锥形内壁上，进一步增加了沉降面积，减缓了浆料的流速，提升了提浓效率。

4、在电池材料前驱体湿法合成过程中经常伴随化学反应，从而产生如NH₃、CO₂等气体，由于固体颗粒会依附在气泡上，从而导致颗粒的沉降速度变慢，大大降低提浓装置的提浓效率，在本实用新型中旋流器主体可以预先脱出很大一部分气体，这部分气体将从旋流器主体内部中空圆管通过气体止回阀排出设备，有效提高了气泡去除效率，从而提高了提浓装置中浆料的沉降速率。

5、通过二级分离除泡旋流机构与三级澄清机构可以将悬浮在上清液中的细小颗粒进一步沉降，沉降完全的固体颗粒滑落到提浓装置底部的浆料沉降层中；浆料中未去除的少量的气体则可以通过二级分离除泡旋流机构进一步打散，然后通过连同至提浓装备内部的排气口

排出，从而到达改善沉降效果、减少溢流清液固含量的目的。

6、通过透镜观察口在浆料提浓过程中可以清楚的观察到浆料上升速度，便于及时调整进浆与出浆平衡，达到提浓精确控制的目的。

7、通过设置于壳体顶部与中下部的清洗机构，能够有效清洗粘壁物料防止不同批次、不同时间段物料发生互相污染现象，显著提高产品的均匀性。

8、通过蝶阀，可以在不拆卸设备的情况下有效处理浆料底部堵塞等意外情况，大大简化的设备操作难度。

9、通过提浓装置中旋流器主体、二级分离除泡旋流机构、三级澄清机构及其他附属设置的有效搭配，不但能有效去除浆料泡沫及降低溢流水浑浊度，而且能实现浆料密度精准控制，有效提高底流浆料均匀性，母液澄清，提高提浓效率，从而提升了湿法合成过程中产品品质控制能力，简化了操作性，优化了湿法合成工艺的连续性，能够有效的将反应釜中的浆料经浓缩排清后，返回到反应釜中，提高反应釜中浆料的固含量制备得到的电池正极材料前驱体具有粒度分布均匀、压实密度高、振实密度高、流动性好、颗粒完整性好等突出优点，具有广泛的应用性。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的二级分离除泡旋流机构的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

如图1所示，一种用于湿法合成中高效的提浓装置，包括：壳体18，底部为倒锥形结构；浆料进口1，设置于壳体18上侧侧壁上；底流浆料出口13，设置于壳体18底部；旋流器主体17，设置于壳体18内部，旋流器主体17的进口端与浆料进口1连通；排气机构，设置于壳体18顶部，并与所述旋流器主体17顶部出气口相互连通；二级分离除泡旋流机构10，设置于壳体18内部，并位于旋流器主体17的底部出料口的上部；三级澄清机构，设置于壳体18内部，并位于二级分离除泡旋流机构10的上部；清液溢流口7，设置于壳体18顶部，并与所述三级澄清机构的出口端相互连通；清洗机构，设置于壳体18内部，用于在完成提供作业后对壳体18内部进行清洗。

如图1所示，排气机构包括：气体溢散管3，底部与所述旋流器主体17顶部出气口相互连通，顶部设置有蝶阀4；气体排出管5，其侧壁与气体溢散管3侧壁相互连通，且其上设置有气体止回阀6。

如图1和图2所示，二级分离除泡旋流机构10为由若干个环形分布的倾斜叶片组成的倒锥形结构体，每个倾斜叶片之间存在缝隙，使得浆液可以通过缝隙进入二级分离除泡旋流机构10内。

如图1所示，三级澄清机构为两个相互交叉设置的澄清隔板9，两个澄清隔板9顶部均与壳体18内壁连接，两个澄清隔板9底部之间存在缝隙，使得清液能够继续进一步的固液分离，达到提升沉降效果、减少溢流清液固含量的目的。

如图1所示，旋流器主体17底部出口上设置有锥形缓降机构11。

如图1所示，清洗机构包括：上部清洗组件，用于对壳体18内壁上部进行清洗；中下部清洗组件，用于对壳体18内壁的中部和下部进行清洗，上部清洗组件包括：上部高压输水管2，设置于壳体18内壁顶部，其进水端与供水设备连接；第一雾化喷头8，均匀分布于上部高压输水管2上，中下部清洗组件包括：喷枪枪体15，设置于所述二级分离除泡旋流机构10的下部，其进水端与供水设备连接；第二雾化喷头14，均匀分布于喷枪枪体15上，喷枪枪体15的进水端与壳体18连接处设置有转动密封组件16。

如图1所示，壳体18底部侧壁上设置有透镜观察口12。

优选的，本实用新型壳体18、浆料进口2的管道、旋流器主体17、第一雾化喷头8和第二雾化喷头14均采用耐高压PVC或PPH材质，能够承受1.0bar～10.0bar的压力。

优选的，本设备为圆柱式立式结构，平顶锥底，壳体18壁厚15～30mm,运行温度为-20℃～90℃。

优选的，壳体18和底流浆料出口13及所配螺栓要求为不锈钢304或钛材质，法兰密封使用密封良好、柔软的橡胶或硅胶密封圈。

优选的，浆料进口1的输送管与旋流器主体17外壁相切，浆料进口1的输送管的轴线与旋流器主体17的轴线垂直。

优选的，喷枪枪体15上安装若干个第二雾化喷头14，第二雾化喷头14呈20～90°环绕在喷枪枪体15上，第二雾化喷头14间隔100-500mm布置在喷枪枪体15上，第二雾化喷头14为陶瓷材质，喷枪枪体15与壳体18外壁通过转动密封组件16连接，可以实现360°旋转。

优选的，两个澄清隔板9夹角为60～160°。

优选的，旋流器主体17垂直穿过二级分离除泡旋流机构10。

优选的，二级分离除泡旋流机构10的倾斜叶片均安装在旋流器主体17外壁上。

优选的，所述的透镜观察口12材质为可透视的钢化玻璃或有机玻璃。

本实用新型工作时，在湿法合成提浓碳酸钴过程中，碳酸钴浆料以由反应釜底部砂浆泵以30HZ频率打入浆料进口1，沿切线方向进入旋流器主体17，通过旋流器主体17对碳酸钴浆料颗粒进行了预沉降，湿法合成反应产生的大部分气体在沉降过程中与浆料分离通过气体溢散管3从气体止回阀6及气体排出管5排出，浆料沉降至锥形缓降机构11将浆料导流至提浓装置下部的锥形内壁上，进一步增加了沉降面积，减缓了浆料的流速，提升了提浓效率。大部分浆料在提浓装置底部沉降并通过底流浆料出口13返回反应釜，清液及部分碳酸钴沉淀颗粒上升至二级分离除泡旋流机构10可以将悬浮在上清液中的细小颗粒进一步沉降，沉降完全的固体颗粒滑落到提浓装置底部的浆料沉降层中，清液继续在三级澄清机构9进一步的固液分离，达到提升沉降效果、减少溢流清液固含量的目的，最终溢流清液从清液溢流口7排至清液处理系统，当一个流水完成后，可以通过提浓装置上部高压输水管2、喷枪枪体15给予0.2-0.6MPa压力打入去离子水至第一雾化喷头8和第二雾化喷头14，再经过第一雾化喷头8和第二雾化喷头14对壳体18内壁进行清洗，清洗过程中可以通过转动喷枪枪体15来对壳体18内壁进行全方位清洗。

工作原理:通过提浓装置中旋流器主体、二级分离除泡旋流机构、三级澄清机构及其他附属设置的有效搭配，通过控制浆料的进入速度及底流浆料返釜流量，不但能有效去除浆料泡沫及降低溢流清液浑浊度，而且能实现浆料密度精准控制，有效提高底流浆料均匀性，母液澄清，提高提浓效率，从而提升了湿法合成过程中产品品质控制能力，简化了操作性，优化了湿法合成工艺的连续性，能够有效的将反应釜中的浆料经浓缩排清后，返回到反应釜中，提高反应釜中浆料的固含量制备得到的碳酸钴前驱体具有粒度分布均匀、压实密度高、振实密度高、流动性好、颗粒完整性好等突出优点，具有广泛的应用性。

应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (10)

1.一种用于湿法合成中高效的提浓装置，其特征在于，包括：

壳体（18），底部为倒锥形结构；

浆料进口（1），设置于壳体（18）上侧侧壁上；

底流浆料出口（13），设置于壳体（18）底部；

旋流器主体（17），设置于壳体（18）内部，旋流器主体（17）的进口端与浆料进口（1）连通；

排气机构，设置于壳体（18）顶部，并与所述旋流器主体（17）顶部出气口相互连通；

二级分离除泡旋流机构（10），设置于壳体（18）内部，并位于旋流器主体（17）的底部出料口的上部；

三级澄清机构，设置于壳体（18）内部，并位于二级分离除泡旋流机构（10）的上部；

清液溢流口（7），设置于壳体（18）顶部，并与所述三级澄清机构的出口端相互连通；

清洗机构，设置于壳体（18）内部，用于在完成提供作业后对壳体（18）内部进行清洗。

2.根据权利要求1所述的一种用于湿法合成中高效的提浓装置，其特征在于，所述排气机构包括：

气体溢散管（3），底部与所述旋流器主体（17）顶部出气口相互连通，顶部设置有蝶阀（4）；

气体排出管（5），其侧壁与气体溢散管（3）侧壁相互连通，且其上设置有气体止回阀（6）。

3.根据权利要求1所述的一种用于湿法合成中高效的提浓装置，其特征在于，所述二级分离除泡旋流机构（10）为由若干个环形分布的倾斜叶片组成的倒锥形结构体，每个倾斜叶片之间存在缝隙，使得浆液可以通过缝隙进入二级分离除泡旋流机构（10）内。

4.根据权利要求1所述的一种用于湿法合成中高效的提浓装置，其特征在于，所述三级澄清机构为两个相互交叉设置的澄清隔板（9），两个澄清隔板（9）顶部均与壳体（18）内壁连接，两个澄清隔板（9）底部之间存在缝隙，使得清液能够继续进一步的固液分离，达到提升沉降效果、减少溢流清液固含量的目的。

5.根据权利要求1所述的一种用于湿法合成中高效的提浓装置，其特征在于，所述旋流器主体（17）底部出口上设置有锥形缓降机构（11）。

6.根据权利要求1所述的一种用于湿法合成中高效的提浓装置，其特征在于，所述清洗机构包括：

上部清洗组件，用于对壳体（18）内壁上部进行清洗；

中下部清洗组件，用于对壳体（18）内壁的中部和下部进行清洗。

7.根据权利要求6所述的一种用于湿法合成中高效的提浓装置，其特征在于，所述上部清洗组件包括：

上部高压输水管（2），设置于壳体（18）内壁顶部，其进水端与供水设备连接；

第一雾化喷头（8），均匀分布于上部高压输水管（2）上。

8.根据权利要求6所述的一种用于湿法合成中高效的提浓装置，其特征在于，所述中下部清洗组件包括：

喷枪枪体（15），设置于所述二级分离除泡旋流机构（10）的下部，其进水端与供水设备连接；

第二雾化喷头（14），均匀分布于喷枪枪体（15）上。

9.根据权利要求8所述的一种用于湿法合成中高效的提浓装置，其特征在于，所述喷枪枪体（15）的进水端与壳体（18）连接处设置有转动密封组件（16）。

10.根据权利要求1所述的一种用于湿法合成中高效的提浓装置，其特征在于，所述壳体（18）底部侧壁上设置有透镜观察口（12）。

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