一種工業(yè)級金屬鋰精煉設(shè)備及其精煉方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種工業(yè)級金屬鋰精煉設(shè)備及精煉方法，特別是化工、醫(yī)藥行業(yè)專用的工業(yè)級金屬鋰精煉成設(shè)備及精煉方法。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)級金屬鋰廣泛運(yùn)用于化工、醫(yī)藥行業(yè)，這種專用的工業(yè)級金屬鋰有其質(zhì)量的特殊要求:一是金屬鋰中鈉的含量較高，通常為I 一 3%。二是固體渣的含量較低。
[0003]工業(yè)生產(chǎn)中通過熔鹽電解法制得的粗鋰中混有大量的熔鹽電解質(zhì)氯化鋰和氯化鉀，同時(shí)得到的金屬鋰中含有較多的氧化鋰和氮化鋰等雜質(zhì)。
[0004]傳統(tǒng)的精煉工藝是在敞口的油浴坩鍋爐中將粗鋰熔融，液態(tài)金屬鋰和固體雜質(zhì)在油介質(zhì)中分層后分離，澆鑄得到工業(yè)級金屬鋰。這種精煉設(shè)備工藝主要有兩個(gè)問題:一是分離的效果不好，產(chǎn)品中經(jīng)常會(huì)混有較多的鹽類和氧化物雜質(zhì)，同時(shí)，產(chǎn)品中含油較高。二是由于金屬鋰中鈉的含量較高，熔煉時(shí)存在較大的安全隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對上述不足之處提供一種工業(yè)級金屬鋰精煉設(shè)備及其精煉方法，利用本設(shè)備可在全密封、高真空和高純氬氣條件下，生產(chǎn)出高質(zhì)量的工業(yè)級金屬鋰產(chǎn)品O
[0006]一種工業(yè)級金屬鋰精煉設(shè)備及其精煉方法是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種工業(yè)級金屬鋰精煉設(shè)備包括熔鋰罐、第一加熱爐、液封閥、純鋰罐、第二加熱爐、真空泵、氬氣裝置和控制柜。
[0007]所述熔鋰罐上部設(shè)有熔鋰罐真空管和熔鋰罐氬氣管，所述熔鋰罐真空管和熔鋰罐氬氣管分別與外部的真空泵和氬氣裝置聯(lián)接；熔鋰罐罐蓋和熔鋰罐罐體通過法蘭全密封聯(lián)接；熔鋰罐內(nèi)部設(shè)有過濾桶，過濾桶通過上部的法蘭懸掛在熔鋰罐罐體上端，過濾桶底部設(shè)有篩板和法蘭托環(huán)，在篩板和法蘭托環(huán)之間設(shè)有金屬過濾網(wǎng)；熔鋰罐底部設(shè)有熔鋰罐出料管；在熔鋰罐外部設(shè)有第一加熱爐；
所述純鋰罐上部一側(cè)設(shè)有純鋰罐進(jìn)料管，純鋰罐的底部設(shè)有純鋰罐出料管，純鋰罐上部另一側(cè)設(shè)有純鋰罐真空管和純鋰罐氬氣管，所述純鋰罐真空管和純鋰罐氬氣管分別與外部的真空泵和氬氣裝置聯(lián)接；純鋰罐罐蓋和純鋰罐罐體通過法蘭全密封聯(lián)接；純鋰罐罐蓋上裝有氣動(dòng)閥缸，氣動(dòng)閥缸與純鋰罐內(nèi)所設(shè)的長桿閥通過法蘭密封聯(lián)接，由氣動(dòng)閥缸控制長桿閥的開、閉；在純鋰罐罐體外部設(shè)有第二加熱爐。
[0008]所述熔鋰罐和純鋰罐之間設(shè)有液封閥。
[0009]所述熔鋰罐和純鋰罐高度位差，即熔鋰罐出料口與純鋰罐進(jìn)料口高度差至少為500mmo
[0010]所述熔鋰罐罐蓋和熔鋰罐罐體的法蘭密封圈上設(shè)有上、下水冷夾套。
[0011]所述純鋰罐罐蓋和純鋰罐罐體的法蘭密封圈上設(shè)有上、下水冷夾套。
[0012]所述熔鋰罐、液封閥和純鋰罐采用管道法蘭聯(lián)接方式全密封聯(lián)接成一體。
[0013]所述熔鋰罐、液封閥、純鋰罐、第一加熱爐以及第二加熱爐內(nèi)均設(shè)有工業(yè)用測溫器，溫度的變化反映出物料的狀態(tài)和走向。
[0014]所述熔鋰罐、純鋰罐、第一加熱爐、第二加熱爐、液封閥、氬氣裝置和真空泵均與控制柜連接，從而實(shí)現(xiàn)全過程自動(dòng)控制的安全生產(chǎn)。
[0015]所述過濾桶過濾精度< 50微米。
[0016]一種采用工業(yè)級金屬鋰精煉設(shè)備的精煉方法，包括如下步驟:
1)在熔鋰罐充滿氬氣的狀態(tài)下，開啟熔鋰罐罐蓋，并保持繼續(xù)通入氬氣，將工業(yè)級粗鋰加料后關(guān)閉熔鋰罐罐蓋，同時(shí)關(guān)閉熔鋰罐氬氣管閥門停止通入氬氣；
開啟熔鋰罐真空管閥門對熔鋰罐進(jìn)行抽真空作業(yè)，當(dāng)熔鋰罐內(nèi)真空度< 5Pa時(shí)，開啟第一加熱爐；
當(dāng)熔鋰罐內(nèi)物料溫度達(dá)到210°C時(shí)，保持恒溫加熱I小時(shí)；
2)步驟I)中熔料作業(yè)結(jié)束后，開啟純鋰罐真空管閥門對純鋰罐進(jìn)行抽真空作業(yè)；
當(dāng)純鋰罐內(nèi)真空度< 5Pa時(shí)，開啟液封閥，將熔鋰罐內(nèi)的物料自然過濾流入至純鋰罐內(nèi)后，開啟第二加熱爐，保持純鋰罐內(nèi)物料溫度210°C ；
閉合液封閥，向熔鋰罐和純鋰罐通入氬氣至常壓狀態(tài)；
3)開啟純鋰罐內(nèi)氣動(dòng)長桿閥進(jìn)行工業(yè)級金屬鋰錠的澆鑄。
[0017]由于本設(shè)備采用熔鋰爐和純鋰爐分離設(shè)計(jì)，在全密閉真空條件下進(jìn)行熔鋰、過濾作業(yè)，粗鋰中混有的電解質(zhì)熔鹽雜質(zhì)和氧化鋰、氮化鋰等雜質(zhì)基本被除去，同時(shí)粗鋰中所含的白油亦基本被除去。因此，得到的工業(yè)級金屬鋰產(chǎn)品質(zhì)量好、穩(wěn)定。
[0018]本發(fā)明新型工業(yè)級金屬鋰精煉設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便，生產(chǎn)運(yùn)行安全可靠，可實(shí)現(xiàn)全過程自動(dòng)控制生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0019]以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
圖1是本發(fā)明一種工業(yè)級金屬鋰精煉設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖中:1、熔鋰罐，2、第一加熱爐，3、過濾桶，4、熔鋰罐罐體，5、熔鋰罐罐蓋，6、液封閥，7、純鋰罐，8、第二加熱爐，9、長桿閥，10、純鋰罐罐體，11、純鋰罐罐蓋，12、氣動(dòng)閥缸，13、真空泵，14、氬氣裝置，15、控制柜，a、熔鋰罐真空管，b、熔鋰罐氬氣管，C、熔鋰罐出料管，d、純鋰罐進(jìn)料管，e、純鋰罐出料管，f、純鋰罐真空管，g、純鋰罐氬氣管。
【具體實(shí)施方式】
[0021]參照附圖1，一種工業(yè)級金屬鋰精煉設(shè)備包括熔鋰罐1、第一加熱爐2、液封閥6、純鋰罐7、第二加熱爐8、真空泵13、氬氣裝置14和控制柜15。
[0022]所述熔鋰罐I上部設(shè)有熔鋰罐真空管a和熔鋰罐氬氣管b，所述熔鋰罐真空管a和熔鋰罐氬氣管b分別與外部的真空泵13和氬氣裝置14聯(lián)接；熔鋰罐罐蓋5和熔鋰罐罐體4通過法蘭全密封聯(lián)接；熔鋰罐I內(nèi)部設(shè)有過濾桶3，過濾桶3通過上部的法蘭懸掛在熔鋰罐罐體4上端，過濾桶3底部設(shè)有篩板和法蘭托環(huán)，在篩板和法蘭托環(huán)之間設(shè)有金屬過濾網(wǎng)；熔鋰罐I底部設(shè)有熔鋰罐出料管c ;在熔鋰罐I外部設(shè)有第一加熱爐2 ; 所述純鋰罐7上部一側(cè)設(shè)有純鋰罐進(jìn)料管d，純鋰罐7的底部設(shè)有純鋰罐出料管e，純鋰罐7上部另一側(cè)設(shè)有純鋰罐真空管f和純鋰罐氬氣管g，所述純鋰罐真空管f和純鋰罐氬氣管g分別與外部的真空泵13和氬氣裝置14聯(lián)接；純鋰罐罐蓋11和純鋰罐罐體10通過法蘭全密封聯(lián)接；純鋰罐罐蓋11上裝有氣動(dòng)閥缸12，氣動(dòng)閥缸12與純鋰罐7內(nèi)所設(shè)的長桿閥9通過法蘭密封聯(lián)接，由氣動(dòng)閥缸12控制長桿閥9的開、閉；在純鋰罐罐體10外部設(shè)有第二加熱爐8。
[0023]所述熔鋰罐I和純鋰罐7之間設(shè)有液封閥6。
[0024]所述熔鋰罐I和純鋰罐7高度位差，即熔鋰罐出料口 c與純鋰罐進(jìn)料口 d高度差至少為500mm。
[0025]所述熔鋰罐罐蓋和熔鋰罐罐體的法蘭密封圈上設(shè)有上、下水冷夾套。
[0026]所述純鋰