CN219051289U - 一种盐湖锂矿溶解反应釜 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种盐湖锂矿溶解反应釜，属于锂矿提取技术领域，以解决盐湖锂矿溶解塔提取不完全，易堵塔，效率低下、生产成本高的问题。该反应釜包括自上而下依次设置的上封头、釜体、下封头，釜体内设有布气管道，釜体侧壁设有侧出料口；反应釜内设有搅拌轴，搅拌轴自下而上设有搅拌桨叶、涡轮式搅拌桨叶、至少一组推进式桨叶；釜体和下封头外壁设有盘管。本实用新型从锂矿溶解的温度、搅拌两方面出发，兼顾全方位搅拌与降温促进溶解；同时通过合理冷却水管路设计对二氧化碳气化节能提效；省去二氧化碳泄压排空的作业时间，节省运输动力，切实实现了改造中成本与效率的兼顾。

Description

一种盐湖锂矿溶解反应釜

技术领域

本实用新型属于锂矿提取技术领域，具体涉及一种盐湖锂矿溶解反应釜。

背景技术

盐湖锂矿是重要的锂原料，因具有杂质种类多，杂质含量高的特点，是相对于矿石锂资源而言更难以处理的原料。其溶解过程是盐湖锂矿的提取的第一步，溶解速率、是否溶解彻底是决定锂的收率、锂盐产品纯度的关键。传统的盐湖锂矿的溶解通常采用塔式设备，存在提取不完全，物料容易堵塔，二氧化碳利用率不高以及作业时间长等诸多问题，导致该工艺周期延长、检修率高，影响生产成本。

研究其原因，主要是以下几个方面：

1.溶解工艺中对温度较为敏感，低温有助于溶解。

2.搅拌促进溶解中，传统的搅拌釜体中的搅拌桨一般偏重于防止沉淀，虽然搅拌可以促进溶解，但是效果不佳。

3.以上低温和搅拌溶解中，技术改进难控制的关键点在于成本与效率的兼顾。

基于以上背景技术，研发人员提出了一种盐湖锂矿的溶解反应釜。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种盐湖锂矿溶解反应釜，以解决盐湖锂矿溶解塔提取不完全，易堵塔，效率低下、生产成本高的问题。

为了解决以上问题，本实用新型技术方案为：

一种盐湖锂矿溶解反应釜，该反应釜包括自上而下依次设置的上封头、釜体、下封头，釜体内设有布气管道，釜体侧壁设有侧出料口；反应釜内设有搅拌轴，搅拌轴自下而上设有搅拌桨叶、涡轮式搅拌桨叶、至少一组推进式桨叶；釜体和下封头外壁设有盘管。

反应釜前端设有依次连接的二氧化碳液罐、气液转换器、二氧化碳气罐，二氧化碳气罐出口连接布气管道；气液转换器外部设有水套；盘管两端分别设有冷却水进口和冷却水出口；水套的冷水出口连接在冷却水进口上，水套的回水进口连接在冷却水出口上。利用二氧化碳气化吸热的特性，将水套中的回水温度降低，正好供给反应釜的盘管中的冷却水，保证反应釜中溶解所放的热量与冷水进行交换，促进釜内溶解进程，回水温度升高后进入水套，正好有助于气液转换器中二氧化碳的气化；将此二者联合使用后，可省去盘管中的冷却水去冷却塔降温的回路，且能提高气液转换器的效率，一举两得，进一步提升溶解效率和气化效率，并节省生产成本。

反应釜的釜体内壁均匀间隔设置至少个折流板，增加搅拌中锂矿与釜壁的碰撞，有助于锂矿分散溶解。

下封头底部设有底出料口，用于放料和卸除反应釜底部杂质。

布气管道通过支架设在釜体内壁，其底部靠近底出料口，能很好地起到将大颗粒的盐湖锂矿进一步搅动的效果。

上封头上设有观察口和人孔；观察口便于观察溶解进程，方便确认溶解结束时间点；人孔便于检修。

本实用新型的有益效果如下：

（1）本实用新型在一般反应釜固有的底部搅拌桨叶基础上，加装组合叶片，其中搅拌桨叶的作用是搅起锂矿，使之向上翻腾；推进式桨叶的作用是向下翻腾；中间的涡轮式搅拌桨叶作用是充分混合，三种叶片的配合使用，使锂矿的搅拌形成上下翻腾、中间混合，实现全方位无死角的搅拌效果，最终形成均匀的浆料。通过布气管道通入二氧化碳气流，该气流逐步上升，在多层搅拌的作用下，气流均匀分散，与反应釜内部的盐湖锂矿充分接触，配合盘管中的冷却水提供最佳的溶解温度，锂矿溶解速率加快，平均单釜作业时间10min。通入的二氧化碳维持釜内气压，配合侧出料口的设置，便于放出锂矿溶解完毕的澄清液体，同时借助釜内二氧化碳压力作为动力，将澄清液体送入下一道工序，不用放空釜内二氧化碳的同时完成液体输送，省去泄压环节的作业时间和液体运送的动力成本，可直接进行下一釜的锂矿溶解操作；相较于每次锂矿溶解完毕后都放空二氧化碳进行泄压后再通过泵输送澄清液体的操作，减少了二氧化碳排放及动力消耗，降低了生产成本的同时提升了作业效率。

（2）本实用新型从锂矿溶解的温度、搅拌两方面出发，兼顾全方位搅拌与降温促进溶解；同时通过合理冷却水管路设计对二氧化碳气化节能提效；省去二氧化碳泄压排空的作业时间，节省运输动力；切实实现了改造中成本与效率的兼顾。

附图说明

图1为一种盐湖锂矿溶解反应釜的结构示意图；

图2为一种盐湖锂矿溶解反应釜的连接关系示意图。

附图标记如下：

10-反应釜；1-釜体；2-支架；3-布气管道；4-观察口；5-上封头；6-人孔；7-搅拌轴；8-推进式桨叶；9-折流板；11-涡轮式搅拌桨叶；12-侧出料口；13-搅拌桨叶；14-冷却水进口；15-底出料口；16-下封头；17-盘管；18-冷却水出口；20-二氧化碳气罐；30-气液转换器；31-水套；40-二氧化碳液罐。

具体实施例

如图1-2所示，一种盐湖锂矿溶解反应釜，其前端连接方式为：反应釜10前端设有依次连接的二氧化碳液罐40、气液转换器30、二氧化碳气罐20。

该反应釜10包括自上而下依次设置的上封头5、釜体1、下封头16，三者间焊接固定。反应釜10内设有常规的检测釜内液位的液位计、检测釜内温度的温度计及检测釜内压力的压力计。反应釜10内设有搅拌轴7，搅拌轴7自下而上设有搅拌桨叶13、涡轮式搅拌桨叶11、至少一组推进式桨叶8。

上封头5上设有观察口4和人孔6。

釜体1内壁均匀间隔设置至少2个折流板9。釜体1内壁通过支架2设有布气管道3，布气管道3入口与二氧化碳气罐20出口连接；布气管道3出口靠近底出料口15。底出料口15位于下封头16底部。

气液转换器30外部设有水套31；盘管17两端分别设有冷却水进口14和冷却水出口18；水套31的冷水出口连接在冷却水进口14上，水套31的回水进口连接在冷却水出口18上。

作业时：

冷却水的回路为图2所示，盘管17的冷却水出口18出，进水套31，水套31冷却后的冷水通过冷却水进口14进入盘管17，为反应釜10内发生的溶解进行降温。

二氧化碳的走向为：二氧化碳液罐40中的液态二氧化碳经气液转换器30转换后进入二氧化碳气罐20中存储，根据需要随时通入反应釜10内。

反应釜10内加入锂矿和纯水，开启搅拌轴7的电机，锂矿和纯水在搅拌桨叶13作用下向上翻腾，在推进式桨叶8作用下向下翻腾，并在涡轮式搅拌桨叶11作用下充分混合，形成浆料。搅拌中折流板9增加锂矿与釜壁的碰撞，有助于锂矿分散溶解。

同时从布气管道3通入二氧化碳，二氧化碳在罐体内上升，并在各层搅拌桨叶作用下充分细化成气泡，加大了锂矿与二氧化碳、水的接触面积，从而实现溶解彻底、提升作业效率的效果。一般单釜溶解作业10min左右，溶解时间快到时，暂停二氧化碳通入，反应釜10气泡减少，可观察口4观察溶液状态，基本澄清后暂停搅拌，气泡消除后澄清，打开阀门可直接借助反应釜10内二氧化碳的压力，将溶液通过侧出料口12压出罐体1，输送至下一道工艺环节。不需要二氧化碳的放空操作，利用二氧化碳在反应釜本体内的余压即可实现溶液的排出操作，既可以避免放空二氧化碳造成浪费，也可以减少动力消耗。

出液后进行下一釜的锂矿溶解，当反应釜10内底部有杂质需要排空时，下封头16和底出料口15均可打开进行排空。锂矿纯度高无杂质时，侧出料口12与底出料口15可根据实际生产情况进行选择出液，通过外部管路阀门选择即可。

需要说明的是，二氧化碳液罐40、气液转换器30、二氧化碳气罐20、反应釜10的具体的型号规格需根据该装置的实际规格等进行选型确定，具体选型计算方法采用本领域现有技术，故不再详细赘述。

Claims (6)

1.一种盐湖锂矿溶解反应釜，该反应釜（10）包括自上而下依次设置的上封头（5）、釜体（1）、下封头（16），所述反应釜（10）内通过搅拌轴（7）设有搅拌桨叶（13），其特征在于：釜体（1）侧壁设有侧出料口（12）；所述釜体（1）内设有布气管道（3），所述釜体（1）和下封头（16）外壁设有盘管（17），所述搅拌轴（7）的搅拌桨叶（13）上方依次设有涡轮式搅拌桨叶（11）和至少一组推进式桨叶（8）。

2.如权利要求1所述的一种盐湖锂矿溶解反应釜，其特征在于：所述布气管道（3）连接有二氧化碳供气管；所述盘管（17）两端分别设有冷却水进口（14）和冷却水出口（18）。

3.如权利要求1或2所述的一种盐湖锂矿溶解反应釜，其特征在于：所述反应釜（10）的釜体（1）内壁均匀间隔设置至少2个折流板（9）。

4.如权利要求3所述的一种盐湖锂矿溶解反应釜，其特征在于：所述下封头（16）底部设有底出料口（15）。

5.如权利要求4所述的一种盐湖锂矿溶解反应釜，其特征在于：所述布气管道（3）通过支架（2）设在釜体（1）内壁，其底部靠近底出料口（15）。

6.如权利要求1所述的一种盐湖锂矿溶解反应釜，其特征在于：所述上封头（5）上设有观察口（4）和人孔（6）。

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