生產氫氧化鋰過程中的芒硝進行連續冷凍結晶分離的系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種能夠將氫氧化鋰生產過程中產生的芒硝進行連續冷凍結晶分離的生產氫氧化鋰過程中的芒硝進行連續冷凍結晶分離的系統。該分離系統，包括冷凍結晶系統、稠厚養晶系統、細晶沉降系統；冷凍結晶系統，包括循環泵、制冷裝置、冷凍結晶器、出料泵；稠厚養晶系統，包括稠厚器、芒硝離心機、旋液分離器；細晶沉降系統，包括沉降器、反沖泵；冷凍結晶器、出料泵、旋液分離器、稠厚器、芒硝離心機、沉降器、反沖泵順次連通，且反沖泵出口連通到冷凍結晶器；冷凍結晶器上設置有進料管、循環液出口、冷凍出料管；循環液出口通過循環泵連通到制冷裝置，制冷裝置與冷凍結晶器連通。采用該分離系統能夠提高芒硝的產量，提高芒硝的分離效率。
【專利說明】
生產氫氧化鋰過程中的芒硝進行連續冷凍結晶分離的系統
技術領域
[0001]本實用新型涉及對化學反應生成的芒硝進行連續冷凍結晶分離技術，尤其是一種生產氫氧化鋰過程中的芒硝進行連續冷凍結晶分離的系統。
【背景技術】
[0002]公知的:在我國四川、湖北、江西、江蘇等地均有大規模的巖鹽礦床，為當地發展鹽化工提供了資源保證。可是巖鹽常伴生芒硝，芒硝的存在不但制約了鹽的使用，而且處理不好還會造成環境污染。在氫氧化鋰和硫酸鈉混合體系中一般采用以下方法:
[0003]1.間歇式冷凍結晶分離技術
[0004]采用常規的冷凍結晶系統，其原理是利用氫氧化鋰和硫酸鈉在不同溫度下的溶解度差異，當溫度降低到_5°C時，混合溶液體系中的硫酸鈉以Na2SO4.1H2O晶體形式析出，達到分離的目的。氫氧化鋰和硫酸鈉混合溶液在冷凍結晶器中冷凍，當溫度降低到-5?_2°C后，混合溶液體系中的硫酸鈉以Na2SO4.1H2O晶體形式析出，之后輸送到芒硝沉降器系統將Na2SO4.1H2O沉降分離，上層清液溢流至清液槽貯存，從而將結晶析出的Na2SO4.1H2O分咼出來。
[0005]此種方法，由于Na2SO4.1H2O先結晶后析出，容易使設備換熱器產生結垢，導致換熱效果逐漸降低;不利于芒硝顆粒長晶，小顆粒多，造成分離困難;只能間斷生產，產量小。
【實用新型內容】
[0006]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種能夠將生產氫氧化鋰過程中的芒硝進行連續分離，同時提高產量的連續冷凍結晶分離系統。
[0007]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:生產氫氧化鋰過程的芒硝連續冷凍結晶的分離系統，包括冷凍結晶系統、稠厚養晶系統、細晶沉降系統；
[0008]所述冷凍結晶系統，包括循環栗、制冷裝置、冷凍結晶器、出料栗;所述稠厚養晶系統，包括稠厚器、芒硝離心機、旋液分離器;所述細晶沉降系統，包括沉降器、反沖栗；
[0009]所述冷凍結晶器具有內腔，所述冷凍結晶器上設置有與內腔連通的進料管、循環液出口、冷凍出料管;所述循環液出口通過循環栗連通到制冷裝置，所述制冷裝置與冷凍結晶器連通;所述冷凍出料管與出料栗連通；
[0010]所述出料栗具有的出料口與旋液分離器連通，所述旋液分離器具有分離液出口、晶體出口；所述分離液出口與冷凍結晶器的內腔連通，所述晶體出口與稠厚器連通；
[0011]所述稠厚器的出液口與芒硝離心機的入料口連通，所述芒硝離心機的出口連通到沉降器;所述沉降器的上部設置有清液出口以及底部設置有沉降液出口，所述沉降液出口設置有反沖栗，所述反沖栗與進料管連通。
[0012]進一步的，所述制冷裝置采用換熱器。
[0013]進一步的，所述循環液出口設置在冷凍結晶器的上部;所述冷凍出料管設置在冷凍結晶器的下部。
[0014]進一步的，所述進料管延伸到冷凍結晶器的底部;且進料管的末端與冷凍結晶器的底部具有間距。
[0015]進一步的，所述沉降器具有內腔，所述沉降器的內腔中部設置有攪拌器。
[0016]進一步的，所述沉降器的內腔內設置有筒形的沉降隔離層，所述沉降隔離層位于攪拌器與沉降器的內壁之間。
[0017]進一步的，所述冷凍結晶器的底部具有錐度tana，α為銳角。
[0018]進一步的，所述稠厚器的底部具有錐度tani3，i3為銳角。
[0019]進一步的，所述沉降器的底部具有錐度tan0，0為銳角。
[0020]優選的，所述α為60°，0為70°，0為60°。
[0021]本實用新型的有益效果是:本實用新型所述的生產氫氧化鋰過程中的芒硝進行連續冷凍結晶分離的系統設置有冷凍結晶系統、稠厚養晶系統、細晶沉降系統;通過在冷凍結晶系統實現對漿液的冷卻，析出晶體，通過在稠厚養晶系統中養晶使得芒硝晶體變大；同時通過芒硝離心機將固體芒硝分離出來;最后在細晶沉降系統中得到芒硝離心機分離后含有芒硝晶體的沉降液；同時對分離過程中產生的含有小晶體的沉降液作為晶種進行循環利用。因此本實用新型所述的生產氫氧化鋰過程中的芒硝進行連續冷凍結晶分離的系統，能夠實現生產氫氧化鋰過程中芒硝的連續分離，同時通過對沉降液的重復利用，利用沉降液中的晶體作為晶種，能夠加快芒硝晶體的析出和長大，提尚芒硝分尚的效率；同時提尚芒硝分離的產量。
【附圖說明】
[0022]圖1是本實用新型連續冷凍結晶分離系統的結構簡圖；
[0023]圖中標示:1_循環栗，2-制冷裝置，3-冷凍結晶器，31-進料管，32-循環液出口，33-冷凍出料管，4-出料栗，5-稠厚器，6-芒硝離心機，7-旋液分離器，71-分離液出口，72-晶體出口，8-沉降器，81-沉降隔離層，82-清液出口，83-沉降液出口，9-攪拌器，10-反沖栗。
【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0025]如圖1所示，本實用新型所述的生產氫氧化鋰過程中的芒硝進行連續冷凍結晶分離的系統，包括冷凍結晶系統、稠厚養晶系統、細晶沉降系統；
[0026]所述冷凍結晶系統，包括循環栗1、制冷裝置2、冷凍結晶器3、出料栗4;所述稠厚養晶系統，包括稠厚器5、芒硝離心機6、旋液分離器7;所述細晶沉降系統，包括沉降器8、反沖栗10;
[0027]所述冷凍結晶器3具有內腔，所述冷凍結晶器3上設置有與內腔連通的進料管31、循環液出口 32、冷凍出料管33;所述循環液出口 32通過循環栗I連通到制冷裝置2，所述制冷裝置2與冷凍結晶器3連通;所述冷凍出料管33與出料栗4連通；
[0028]所述出料栗4具有的出料口與旋液分離器7連通，所述旋液分離器7具有分離液出口 71、晶體出口 72;所述分離液出口 71與冷凍結晶器3的內腔連通，所述晶體出口 72與稠厚器5連通；
[0029]所述稠厚器5的出液口與芒硝離心機6的入料口連通，所述芒硝離心機6的出口連通到沉降器8;所述沉降器8的上部設置有清液出口 82以及底部設置有沉降液出口 83，所述沉降液出口 83設置有反沖栗10，所述反沖栗10與進料管31連通。
[0030]在工作過程中:
[0031](I)首先將氫氧化鋰漿液由進料管31輸送到冷凍結晶器內，當漿液淹沒循環液出口32后啟動循環栗I，循環栗I由循環液出口 32吸出漿液，將漿液輸送到冷卻裝置2進行降溫冷卻，冷卻后的漿液重新送入到冷凍結晶器3內，如此循環往復，至將漿液溫度冷凍至-5?-2°C之間。冷卻后的漿液由于溫度降低在冷凍結晶器3內析出大量芒硝晶體，芒硝晶體在自身重力的作用下沉降到冷凍結晶器3的底部。
[0032 ] (2)然后通過冷凍出料管33將含有芒硝晶體的冷凍料液輸送到出料栗4，出料栗4將漿液送入到旋液分離7，分離出的清液由分離液出口 71返回冷凍結晶器(清液含有少量細小晶體)，而含有大量粗顆粒的芒硝的漿液由晶體出口 72進入稠厚器5。
[0033](3)在稠厚器5內，含有大量粗顆粒的芒硝的漿液養晶沉降，然后將養晶后的漿液送入到芒硝離心機6進行分離，分離出的液體(含有15%的細小晶體)送入到細晶沉降系統的沉降器8，固體芒硝被分離出來。
[0034](4)離心分離出的液體輸送至沉降器8，在沉降器8中芒硝晶體緩慢沉降，上層清液由清液出口 83溢流至清液貯槽，下層芒硝晶體由沉降液出口 83返回冷凍結晶器3做晶種，增加晶體粒度。
[0035]綜上所述，本實用新型所述的生產氫氧化鋰過程中的芒硝進行連續冷凍結晶分離的系統設置有冷凍結晶系統、稠厚養晶系統、細晶沉降系統;通過在冷凍結晶系統實現對漿液的冷卻，析出晶體，通過在稠厚養晶系統中養晶使得芒硝晶體變大；同時通過芒硝離心機6將固體芒硝分離出來;最后在細晶沉降系統中得到芒硝離心機分離后含有芒硝晶體的沉降液；同時將分離過程中產生的含有小晶體的沉降液作為晶種進行循環利用。因此本實用新型所述冷凍結晶分離的系統，能夠實現芒硝的連續分離，同時通過對沉降液的重復利用，利用沉降液中的晶體作為晶種，能夠加快芒硝晶體的析出和長大，提高芒硝分離的效率;同時提高芒硝分離的產量。
[0036]所述制冷裝置2可以采用多種設備，為了降低設備制造成本，便于操作，所述制冷裝置2采用換熱器。換熱器操作簡單，同時便于對液體進行流動冷卻，且成本較低。
[0037]為了避免循環栗I將冷凍結晶器3內的晶體吸入，在制冷裝置2處進行制冷時，晶體變大阻塞管道;進一步的，所述循環液出口 32設置在冷凍結晶器3的上部;所述冷凍出料管33設置在冷凍結晶器3的下部。由于在冷凍結晶器3內芒硝晶體從氫氧化鋰溶液中析出后，由于自身重力作用將下沉到底部，因此將循環液出口 32設置在冷凍結晶器3的上部，從而避免了循環栗I吸入芒硝晶體。由于出料管33的主要作用是排出含有芒硝晶體的溶液，因此出料管32設置在芒硝晶體較多的冷凍結晶器3的下部。其中的一種具體方式為循環液出口 32的液位與液面差為lm，循環栗I輸出的溶液出口與冷凍結晶器3內腔底部相差lm。
[0038]為了避免氫氧化鋰溶液中析出的芒硝晶體沉淀在冷凍結晶器3的底部;進一步的，所述進料管31延伸到冷凍結晶器3的底部;且進料管31的末端與冷凍結晶器3的底部具有間距。從進料管31進入的液體，由于栗的動力使冷凍結晶器3內的芒硝晶體不能沉積在設備底部，便于物料流通。其中具體的一種設置方式為:冷凍結晶器3的進料管31在深入結晶器底部相距Im，物料出料口位置距離進料口位置約800mm-l 200mm，此處出料晶體顆粒均勻且偏大。
[0039]為了避免芒硝晶體附著在沉降器8的內壁上，同時避免芒硝晶體沉淀在沉降器8的底部，進一步的，所述沉降器8具有內腔，所述沉降器8的內腔中部設置有攪拌器9。
[0040]為了降低液體在沉降器8內的流動速度，增加沉淀效果，進一步的，所述沉降器8的內腔內設置有筒形的沉降隔離層81，所述沉降隔離層81位于攪拌器9與沉降器8的內壁之間。
[0041]為了使得冷凍結晶器3內的芒硝晶體能夠沉淀到冷凍結晶器3的底部，進一步的，所述冷凍結晶器3的底部具有錐度tana，α為銳角。
[0042]為了使得稠厚器5內的芒硝晶體能夠全部從底部排出，進一步的，所述稠厚器5的底部具有錐度tani3，i3為銳角。在芒硝晶體自身重力的作用下，芒硝晶體沉降到稠厚器5的底部，同時將稠厚器5的底部設置為具有錐度tani3，i3為銳角。從而使得芒硝晶體能夠沿著錐度沉降到最低點排出，然后送入到芒硝離心機6中。
[0043]為了使得沉降器8內的芒硝晶體能夠全部從底部排出，進一步的，所述沉降器8的底部具有錐度tan0，0為銳角。所述α、β、θ可以為任意銳角;但是α、β、θ角度太小，芒硝晶體沉降到底部的效果越差;α、β、Θ角度太大會使得設備尺寸較大，占地空間較大。其中一種優選方式為:所述α為60°，0為70°，0為60°。
【主權項】
1.生產氫氧化鋰過程中的芒硝進行連續冷凍結晶分離的系統，其特征在于:包括冷凍結晶系統、稠厚養晶系統、細晶沉降系統； 所述冷凍結晶系統，包括循環栗(1)、制冷裝置(2)、冷凍結晶器(3)、出料栗(4);所述稠厚養晶系統，包括稠厚器(5)、芒硝離心機(6)、旋液分離器(7);所述細晶沉降系統，包括沉降器(8)、反沖栗(10); 所述冷凍結晶器(3)具有內腔，所述冷凍結晶器(3)上設置有與內腔連通的進料管(31)、循環液出口(32)、冷凍出料管(33);所述循環液出口(32)通過循環栗(I)連通到制冷裝置(2)，所述制冷裝置(2)與冷凍結晶器(3)連通;所述冷凍出料管(33)與出料栗(4)連通； 所述出料栗(4)具有的出料口與旋液分離器(7)連通，所述旋液分離器(7)具有分離液出口(71)、晶體出口(72);所述分離液出口(71)與冷凍結晶器(3)的內腔連通，所述晶體出口(72)與稠厚器(5)連通； 所述稠厚器(5)的出液口與芒硝離心機(6)的入料口連通，所述芒硝離心機(6)的出口連通到沉降器(8);所述沉降器(8)的上部設置有清液出口(82)以及底部設置有沉降液出口(83)，所述沉降液出口(83)設置有反沖栗(10)，所述反沖栗(10)與進料管(31)連通。2.如權利要求1所述的生產氫氧化鋰過程中的芒硝進行連續冷凍結晶分離的系統，其特征在于:所述制冷裝置(2)采用換熱器。3.如權利要求1所述的生產氫氧化鋰過程中的芒硝進行連續冷凍結晶分離的系統，其特征在于:所述循環液出口(32)設置在冷凍結晶器(3)的上部;所述冷凍出料管(33)設置在冷凍結晶器(3)的下部。4.如權利要求3所述的生產氫氧化鋰過程中的芒硝進行連續冷凍結晶分離的系統，其特征在于:所述進料管(31)延伸到冷凍結晶器(3)的底部;且進料管(31)的末端與冷凍結晶器(3)的底部具有間距。5.如權利要求1所述的生產氫氧化鋰過程中的芒硝進行連續冷凍結晶分離的系統，其特征在于:所述沉降器(8)具有內腔，所述沉降器(8)的內腔中部設置有攪拌器(9)。6.如權利要求5所述的生產氫氧化鋰過程中的芒硝進行連續冷凍結晶分離的系統，其特征在于:所述沉降器(8)的內腔內設置有筒形的沉降隔離層(81)，所述沉降隔離層(81)位于攪拌器(9)與沉降器(8)的內壁之間。7.如權利要求1所述的生產氫氧化鋰過程中的芒硝進行連續冷凍結晶分離的系統，其特征在于:所述冷凍結晶器(3)的底部具有錐度tana，α為銳角。8.如權利要求7所述的生產氫氧化鋰過程中的芒硝進行連續冷凍結晶分離的系統，其特征在于:所述稠厚器(5)的底部具有錐度tani3，β為銳角。9.如權利要求8所述的生產氫氧化鋰過程中的芒硝進行連續冷凍結晶分離的系統，其特征在于:所述沉降器(8)的底部具有錐度tan0，Θ為銳角。10.如權利要求9所述的生產氫氧化鋰過程中的芒硝進行連續冷凍結晶分離的系統，其特征在于:所述α為60°，0為70°，0為60°。
【文檔編號】C01D15/02GK205472704SQ201620278885
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月6日
【發明人】趙本常, 張炳元, 涂明江, 陳福懷, 夏光有, 邢武, 劉遜榮
【申請人】天齊鋰業股份有限公司