CN218686483U - 从沉锂母液中回收芒硝的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种从沉锂母液中回收芒硝的装置，冷冻结晶器的中上部出口与循环泵的入口相连，循环泵出口通过冷冻换热器与循环供料管相连，循环供料管插入结晶器的内腔下部，原料母液管与循环供料管相连，冷冻结晶器的液面处设有加热盘管；冷冻结晶器的下部及底部出口与晶浆泵的入口相连，晶浆泵的出口与冷冻稠厚罐的上部入口相连，冷冻稠厚罐的底部出口与离心机的入口相连；冷冻稠厚罐侧壁的清液溢流口与冷冻沉淀罐的侧壁入口相连，冷冻沉淀罐的溢流口与母液外排泵的入口相连；冷冻沉淀罐的底部出口及离心机的排液口分别与母液罐的入口相连，母液罐的底部出口通过母液回流泵与循环供料管相连。该装置可提高运行稳定性，且提高锂的直收率。

Description

从沉锂母液中回收芒硝的装置

技术领域

本实用新型涉及一种从工业废水中回收芒硝的装置，尤其涉及一种从沉锂母液中回收芒硝的装置，属于废弃物回收利用技术领域。

背景技术

在电池级碳酸锂和氢氧化锂的生产过程中，会产生大量沉锂母液。沉锂母液去除硫酸钠是非常重要的工段，能够大大的提高锂的直接收率。通常沉锂母液先通过蒸发的方式，析出一部分硫酸钠，然后再通过冷冻的方式进一步去除溶液中的硫酸钠含量。在硫酸钠冷冻结晶过程中，由于结晶器中浮硝以及母液中的细芒硝颗粒难以沉降分离等影响因素，对装置的连续稳定运行以及锂的直收率产生重大影响，已经成为提高产能的瓶颈。本领域急需寻找一种消除冷冻结晶器浮硝及降低冷冻母液中细晶含量的工艺及装置，以解决提高锂产能的瓶颈。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种从沉锂母液中回收芒硝的装置，可以消除冷冻结晶器中的浮硝，降低冷冻母液中细晶含量，提高装置运行的稳定性，且提高锂的直收率。

为解决以上技术问题，本实用新型的一种从沉锂母液中回收芒硝的装置，包括冷冻结晶器，所述冷冻结晶器的中上部出口通过循环下行管与循环泵的入口相连，循环泵的出口与冷冻换热器的下端入口相连，冷冻换热器的上端出口连接有循环供料管，所述循环供料管沿轴线插入冷冻结晶器的内腔下部，原料母液管的出口与所述循环供料管相连，所述冷冻结晶器的液面处设有加热盘管；所述冷冻结晶器的下部及底部出口与晶浆泵的入口相连，晶浆泵的出口与冷冻稠厚罐的上部入口相连，冷冻稠厚罐的底部出口与离心机的入口相连；冷冻稠厚罐侧壁的清液溢流口与冷冻沉淀罐的侧壁入口相连，冷冻沉淀罐的溢流口与母液外排泵的入口相连；冷冻沉淀罐的底部出口及所述离心机的排液口分别与母液罐的入口相连，所述母液罐的底部出口与母液回流泵的入口相连，所述母液回流泵的出口通过母液回流管与所述循环供料管相连。

作为本实用新型的改进，所述原料母液管及母液回流管的出口分别与所述循环供料管的水平段相连。

作为本实用新型的进一步改进，所述冷冻结晶器的上部溢流口通过结晶器溢流管与所述冷冻稠厚罐的顶部入口相连。

作为本实用新型的进一步改进，所述冷冻换热器的壳程出口通过换热器壳程出口管与辅助循环泵的入口相连，所述辅助循环泵的出口通过换热器壳程入口管与所述冷冻换热器的壳程入口相连；所述换热器壳程入口管的中段与冷媒供给管及冷媒回流管相连。

作为本实用新型的进一步改进，所述换热器壳程出口管的外周设有加热夹套，所述加热夹套的上部入口与蒸汽管相连，所述加热夹套的下部出口与冷凝水排放管相连。

作为本实用新型的进一步改进，所述冷冻稠厚罐的底部设有稠厚锥斗，沿轴线设有稠厚中心筒，所述稠厚中心筒的上端与冷冻稠厚罐的顶盖相连，冷冻稠厚罐的顶盖上固定有搅拌驱动机构，搅拌轴沿稠厚中心筒的轴线向下延伸且下端连接有搅拌桨叶，所述搅拌桨叶位于稠厚锥斗的中部内腔；所述冷冻稠厚罐的顶盖上设有多个稠厚罐进料口，各稠厚罐进料口分别通过斜向进料管与所述稠厚中心筒侧壁相连。

作为本实用新型的进一步改进，所述冷冻沉淀罐的底部设有沉淀锥斗，沿轴线设有沉淀中心筒，所述沉淀中心筒的上端与冷冻沉淀罐的顶盖相连，所述沉淀中心筒的下端伸入所述沉淀锥斗的内腔上部，所述冷冻稠厚罐的内腔上部设有径向进料管，所述径向进料管的外端口伸出冷冻沉淀罐的筒壁外且与所述冷冻稠厚罐侧壁的清液溢流口相连，所述径向进料管的内端口连接在所述沉淀中心筒的上部侧壁。

相对于现有技术，本实用新型取得了以下有益效果：1、能够防止换热器在运行过程中堵管，解决换热器堵管频繁及清理时间长等问题，提高系统运行的稳定性及连续性；

2、通过采用在结晶器液面处进行加热，消除浮硝，降低外排母液中细晶含量；

3、采用冷冻稠厚罐+二次冷冻沉淀罐组合的方式，对细晶进行二次沉淀，进一步降低外排母液中细晶的含量，细晶含量≤0.1%，减轻芒硝的沉降分离难度，提高装置运行的连续性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明，附图仅提供参考与说明用，非用以限制本实用新型。

图1为本实用新型从沉锂母液中回收芒硝的装置的流程图；

图2为本实用新型中冷冻结晶器液面处的截面图；

图3为本实用新型中冷冻稠厚罐的放大图；

图中：1.冷冻结晶器；1a.加热盘管；2.冷冻换热器；3.辅助循环泵；4.冷冻稠厚罐；4a.稠厚罐进料口；4b.斜向进料管；4c.稠厚中心筒；4d.清液溢流口；4e.搅拌驱动机构；4f.搅拌轴；4g.搅拌桨叶；5.冷冻沉淀罐；5a.径向进料管；5b.沉淀中心筒；5c.排气口；6.离心机；7.母液罐；B1.循环泵；B2.晶浆泵；B3.母液回流泵；B4.母液外排泵；S1.原料母液管；S2.循环供料管；S3.循环下行管；S4.晶浆排出管；S5.结晶器溢流管；S6.母液回流管；S7.母液外排管；S8.换热器壳程出口管；S9.换热器壳程入口管；S10.冷媒供给管；S11.冷媒回流管；S12.蒸汽管；S13.冷凝水排放管；S14.热水供水管；S15.热水回水管。

具体实施方式

在本实用新型的以下描述中，术语“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实用新型和简化描述，而不是指装置必须具有特定的方位。

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。

如图1至图3所示，本实用新型从沉锂母液中回收芒硝的装置包括冷冻结晶器1、冷冻换热器2、冷冻稠厚罐4、冷冻沉淀罐5、离心机6及母液罐7，冷冻结晶器1的中上部出口通过循环下行管S3与循环泵B1的入口相连，循环泵B1的出口与冷冻换热器2的下端入口相连，冷冻换热器2的上端出口连接有循环供料管S2，循环供料管S2沿轴线插入冷冻结晶器1的内腔下部，原料母液管S1的出口与循环供料管S2的水平段相连。

冷冻换热器2的壳程出口通过换热器壳程出口管S8与辅助循环泵3的入口相连，辅助循环泵3的出口通过换热器壳程入口管S9与冷冻换热器2的壳程入口相连；换热器壳程入口管S9的中段与冷媒供给管S10及冷媒回流管S11相连。

沉锂母液通过原料母液管S1进入循环供料管S2中，与循环液混合后进入冷冻结晶器1的内腔底部，物料温度降低至-5℃，析出大量的芒硝。循环液从冷冻结晶器1的中上部出口流出后，沿循环下行管S3进入循环泵B1，由循环泵B1送入冷冻换热器2中进行降温。冷媒通过辅助循环泵3进行循环，带走热量，对系统物料进行降温。

换热器壳程出口管S8的外周设有加热夹套，加热夹套的上部入口与蒸汽管S12相连，加热夹套的下部出口与冷凝水排放管S13相连。在运行过程中，如果芒硝在换热管中析出导致换热器堵管，则通过蒸汽管S12向加热夹套中注入蒸汽，对冷媒进行升温，可快速溶解粘附在换热管上的芒硝，快速解决芒硝细晶析出堵管问题，提高生产效率。

冷冻结晶器1的下部及底部出口与晶浆泵B2的入口相连，晶浆泵B2的出口与冷冻稠厚罐4的上部入口相连，冷冻稠厚罐4的底部出口与离心机6的入口相连；离心机6的排液口与母液罐7的入口相连，母液罐7的底部出口与母液回流泵B3的入口相连，母液回流泵B3的出口通过母液回流管S6与循环供料管S2相连。母液回流管S6的出口可以与循环供料管S2的水平段相连。

在冷冻结晶器1的底部，硫酸钠随着温度降低而溶解度降低，以芒硝的形式大量析出，细晶以及循环清液从冷冻结晶器1的上部澄清区再次返回冷冻换热器2，结晶器晶体生长区的芒硝颗粒，通过晶浆泵B2采出，经过晶浆排出管S4送入冷冻稠厚罐4进行第一次沉降，底流固含量进一步提高，排入离心机6中进行固液分离，离心母液进入母液罐7中收集，由母液回流泵B3通过母液回流管S6送回冷冻结晶器1中循环。

如图2所示，冷冻结晶器1的液面处设有加热盘管1a，加热盘管1a呈S形延伸，一端与热水供水管S14相连，另一端与热水回水管S15相连。

在系统运行过程中，冷冻结晶器1液面处会产生大量的浮硝，泡沫夹带着大量的细晶体颗粒。通过热水供水管S14通入60℃的热水，通过加热盘管1a对液面处的浮硝进行局部升温，快速消除浮硝，热水通过热水回水管S15回到热水系统循环。

冷冻结晶器1的上部溢流口通过结晶器溢流管S5与冷冻稠厚罐4的顶部入口相连，可以控制冷冻结晶器1的最高液位。

如图3所示，冷冻稠厚罐4的底部设有稠厚锥斗，沿轴线设有稠厚中心筒4c，稠厚中心筒4c的上端与冷冻稠厚罐4的顶盖相连，冷冻稠厚罐4的顶盖上固定有搅拌驱动机构4e，搅拌轴4f沿稠厚中心筒4c的轴线向下延伸且下端连接有搅拌桨叶4g，搅拌桨叶4g位于稠厚锥斗的中部内腔；冷冻稠厚罐4的顶盖上设有多个稠厚罐进料口4a，各稠厚罐进料口4a分别通过斜向进料管4b与稠厚中心筒4c侧壁相连。

晶浆泵B2送出的晶浆进入稠厚罐进料口4a，通过斜向进料管4b进入稠厚中心筒4c的内腔，从稠厚中心筒4c的下端口流出后，进入稠厚锥斗中，搅拌驱动机构4e通过搅拌轴4f驱动搅拌桨叶4g旋转，在离心力的作用下，晶粒被甩向稠厚锥斗的内壁向下沉降，清液沿稠厚中心筒4c外周的环形空间上升，上升的清液与下沉的晶浆互不交叉，提高分离效果，上升的清液从清液溢流口4d流出。

冷冻稠厚罐4侧壁的清液溢流口4d与冷冻沉淀罐5的侧壁入口相连，冷冻沉淀罐5的底部出口与母液罐7的入口相连。冷冻沉淀罐5的溢流口与母液外排泵B4的入口相连。

冷冻沉淀罐5的底部设有沉淀锥斗，沿轴线设有沉淀中心筒5b，沉淀中心筒5b的上端与冷冻沉淀罐5的顶盖相连，冷冻沉淀罐5的顶盖中心设有排气口5c，避免沉淀中心筒5b憋气。沉淀中心筒5b的下端伸入沉淀锥斗的内腔上部，冷冻稠厚罐4的内腔上部设有径向进料管5a，径向进料管5a的外端口伸出冷冻沉淀罐5的筒壁外且与冷冻稠厚罐4侧壁的清液溢流口4d相连，径向进料管5a的内端口连接在沉淀中心筒5b的上部侧壁。

冷冻稠厚罐4的上层清液从清液溢流口4d流出，进入冷冻沉淀罐5中进行二次沉淀，物料在冷冻沉淀罐5中的停留时间≥2h，进一步降低溶液中细晶含量，经过二次沉淀后的母液进一步降低细晶的含量，经过母液外排泵B4及母液外排管S7排出系统。

冷冻稠厚罐4的上层清液通过径向进料管5a先进入沉淀中心筒5b内腔，从沉淀中心筒5b的下端口进入沉淀锥斗中，然后晶粒下沉，清液沿沉淀中心筒5b外周的环形空间向上流动，延伸清液的流动距离，利于晶粒沉降。

冷冻稠厚罐4及冷冻沉淀罐5的外周均设有降温夹套，降温夹套的下端入口分别与冷媒供给管S10相连，降温夹套的上端出口分别与冷媒回流管S11相连。

以上所述仅为本实用新型之较佳可行实施例而已，显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点，非因此局限本实用新型的专利保护范围，本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制。除上述实施例外，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还可以有其他实施方式。本实用新型还会有各种变化和改进，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述。

Claims (7)

1.一种从沉锂母液中回收芒硝的装置，包括冷冻结晶器，所述冷冻结晶器的中上部出口通过循环下行管与循环泵的入口相连，循环泵的出口与冷冻换热器的下端入口相连，冷冻换热器的上端出口连接有循环供料管，其特征在于：所述循环供料管沿轴线插入冷冻结晶器的内腔下部，原料母液管的出口与所述循环供料管相连，所述冷冻结晶器的液面处设有加热盘管；所述冷冻结晶器的下部及底部出口与晶浆泵的入口相连，晶浆泵的出口与冷冻稠厚罐的上部入口相连，冷冻稠厚罐的底部出口与离心机的入口相连；冷冻稠厚罐侧壁的清液溢流口与冷冻沉淀罐的侧壁入口相连，冷冻沉淀罐的溢流口与母液外排泵的入口相连；冷冻沉淀罐的底部出口及所述离心机的排液口分别与母液罐的入口相连，所述母液罐的底部出口与母液回流泵的入口相连，所述母液回流泵的出口通过母液回流管与所述循环供料管相连。

2.根据权利要求1所述的从沉锂母液中回收芒硝的装置，其特征在于：所述原料母液管及母液回流管的出口分别与所述循环供料管的水平段相连。

3.根据权利要求1所述的从沉锂母液中回收芒硝的装置，其特征在于：所述冷冻结晶器的上部溢流口通过结晶器溢流管与所述冷冻稠厚罐的顶部入口相连。

4.根据权利要求1所述的从沉锂母液中回收芒硝的装置，其特征在于：所述冷冻换热器的壳程出口通过换热器壳程出口管与辅助循环泵的入口相连，所述辅助循环泵的出口通过换热器壳程入口管与所述冷冻换热器的壳程入口相连；所述换热器壳程入口管的中段与冷媒供给管及冷媒回流管相连。

5.根据权利要求4所述的从沉锂母液中回收芒硝的装置，其特征在于：所述换热器壳程出口管的外周设有加热夹套，所述加热夹套的上部入口与蒸汽管相连，所述加热夹套的下部出口与冷凝水排放管相连。

6.根据权利要求1所述的从沉锂母液中回收芒硝的装置，其特征在于：所述冷冻稠厚罐的底部设有稠厚锥斗，沿轴线设有稠厚中心筒，所述稠厚中心筒的上端与冷冻稠厚罐的顶盖相连，冷冻稠厚罐的顶盖上固定有搅拌驱动机构，搅拌轴沿稠厚中心筒的轴线向下延伸且下端连接有搅拌桨叶，所述搅拌桨叶位于稠厚锥斗的中部内腔；所述冷冻稠厚罐的顶盖上设有多个稠厚罐进料口，各稠厚罐进料口分别通过斜向进料管与所述稠厚中心筒侧壁相连。

7.根据权利要求1所述的从沉锂母液中回收芒硝的装置，其特征在于：所述冷冻沉淀罐的底部设有沉淀锥斗，沿轴线设有沉淀中心筒，所述沉淀中心筒的上端与冷冻沉淀罐的顶盖相连，所述沉淀中心筒的下端伸入所述沉淀锥斗的内腔上部，所述冷冻稠厚罐的内腔上部设有径向进料管，所述径向进料管的外端口伸出冷冻沉淀罐的筒壁外且与所述冷冻稠厚罐侧壁的清液溢流口相连，所述径向进料管的内端口连接在所述沉淀中心筒的上部侧壁。

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