一种用于矿石法锂盐生产锂盐渣分离、洗涤系统的制作方法

本实用新型涉及锂盐渣分离、洗涤的技术领域，具体的是一种用于矿石法锂盐生产锂盐渣分离、洗涤系统。

背景技术：

由于新材料、新能源行业的快速发展，高端锂产品需求强劲，特别是动力电池、特种工程塑料、玻璃陶瓷和有机合成等领域需求旺盛，成为锂产品行业主要增长点。碳酸锂作为一种新型材料，广泛用于电池工业、玻璃工业、陶瓷业和润滑剂业。其中以锂电池行业的快速增长最为突出，未来几年全球锂离子电池年产量仍然保持高速增长，年增长率达到30%左右。

随着锂电池行业的发展，锂矿资源也越来越紧张，提高锂的收率和资源化利用锂矿渣也显得越来越重要。传统的矿石法锂盐生产工艺是将调浆工段生产的调浆浆液（矿石法锂盐生产工艺浆液固相粒径为150-200目）泵入浸出槽，由浸出槽泵入固液分离设备进行分离、洗涤、得到含氧化锂 万分之五的锂矿渣以及浓度达到硫酸锂含量10%的浸出液。

固液分离设备一般采用连续式真空过滤机（内滤面转鼓真空过滤机、圆盘真空过滤机、转台真空过滤机、翻盘式真空过滤机、带式真空过滤机等）或隔膜压榨洗涤压滤机，前者虽然能够连续生产，但由于滤布容易机械破损造成破坏真空导致洗涤率和分离效率下降浪费极大，排放的锂盐渣水分24-30%，使锂盐渣再次利用能耗提高，后者虽然能使锂盐渣水分小于15%,但为间歇操作，稳定性较差、操作繁琐，浸出槽泵和洗涤泵扬程高于90米以上安全风险大、能耗高，同时因洗涤时容易在滤板间产生沟流降低了洗涤效率收率偏低，最终影响企业的经济效益和导致锂盐渣的综合利用能耗过高。这就是现有技术的不足之处。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题，就是针对现有技术所存在的不足，而提供一种用于矿石法锂盐生产锂盐渣分离、洗涤系统，能够对锂盐渣进行洗涤，有效提高锂盐渣中氧化锂的回收率。

本方案是通过如下技术措施来实现的：一种用于矿石法锂盐生产锂盐渣分离、洗涤系统，包括调浆装置、分离装置、重力洗涤装置、离心机、洗水供给装置以及洗水回收装置，所述调浆装置与分离装置连通，所述分离装置与重力洗涤装置连通，所述重力洗涤装置与离心机连通；按照浆料的流动方向，调浆装置调出的浆料依次经过分离装置，重力洗涤装置，直至离心机内，分离洗涤后的锂盐渣从离心机排出；所述洗水供给装置给调浆装置、重力洗涤装置提供洗水，分离装置溢流出的洗水和/或重力洗涤装置溢流出的洗水和/或离心机分离出的洗水进入洗水回收装置内。采用本技术方案，通过调浆装置将矿石法锂盐生产的锂盐渣与洗水供给装置提供的洗水调成浆料，浆料进入分离装置进行分离，从分离装置的分离出的浆料进入重力洗涤装置内，通过洗水供给装置提供的洗水对重力洗涤装置内的浆料进行洗涤，重力洗涤装置洗涤后的浆料进入分离机进内进行分离，回收的洗水进入洗水回收装置内并对回收的洗水中的氧化锂进行回收。

优选的，所述重力洗涤装置包括依次连接的N级重力洗涤罐（N≥2），所述第一级重力洗涤罐与分离装置连通，所述第N级重力洗涤罐与分离机连通。采用本技术方案，采用N级重力洗涤罐对分离装置分离出的浆料进行洗涤，能够提高对锂盐渣的洗涤效果，提高对锂盐渣内的氧化锂的回收率。

优选的，按照洗水的流动方向，所述洗水供给装置供给的洗水依次经过第N级重力洗涤罐，第N-1级重力洗涤罐，依次类推，第一级重力洗涤罐，调浆装置，直至分离装置内，从分离装置中溢流出来的洗水进入洗水回收装置内。采用本技术方案，洗水供给装置提供的洗水先经过第N级重力洗涤罐，第N级重力洗涤罐的溢流液为第N-1级重力洗涤罐提供洗水，依次类推，第二级重力洗涤罐的溢流液作为第一级重力洗涤罐的洗水，第一级重力洗涤罐的溢流液作为调浆装置所需的调浆水，浆料的流动方向与洗水的流动方向相反，能够减少洗水的使用量，提高洗涤效果，而且能够保证回收的洗水中的氧化锂的浓度，减少后续蒸发回收工序的能耗。

优选的，所述洗水供给装置可单独给一级重力洗涤罐或多级重力洗涤罐或调浆槽供水，从单独供水的一级重力洗涤罐溢流出来的洗水或多级重力洗涤罐溢流出的洗水以及从分离装置溢流出的洗水进入洗水回收装置内。

优选的，所述离心机的出液口与洗水供给装置连通，所述洗水供给装置包括洗水槽。

优选的，所述调浆装置包括调浆槽以及与调浆槽连接的调浆水槽；所述调浆槽内设置有搅拌装置。

优选的，所述分离装置包括分离罐，所述分离罐包括罐体Ⅰ，所述罐体Ⅰ内设置有由靶机Ⅰ通过搅拌轴Ⅰ驱动的靶页Ⅰ，所述罐体Ⅰ内设置有与罐体Ⅰ连通的中心筒Ⅰ，所述罐体Ⅰ上设置有与中心筒Ⅰ连通的浆料进口管Ⅰ，所述罐体Ⅰ上还设置有浆料出口Ⅰ以及溢流出口Ⅰ。采用本技术方案，从调浆槽调好的浆料通过浆料进口管Ⅰ先进入中心筒Ⅰ，在中心筒Ⅰ的作用下形成紊流，然后通过中心筒Ⅰ的下端进入罐体Ⅰ内，所述罐体Ⅰ内的洗水从溢流出口Ⅰ流至洗水回收装置中，浆料中的颗粒物在重力作用下向下沉积形成稠浆进入重力洗涤装置中。所述分离罐内根据物料情况分为三层，由上至下为清液层、沉降层以及稠浆层。

优选的，所述罐体Ⅰ包括筒体Ⅰ以及与筒体Ⅰ连接的下椎体Ⅰ，所述中心筒Ⅰ固定设置在筒体Ⅰ的上部，所述溢流出口Ⅰ设置在筒体Ⅰ的上部；所述靶页Ⅰ设置在下椎体Ⅰ内，所述靶机Ⅰ设置在筒体Ⅰ的上方，所述搅拌轴Ⅰ穿过中心筒Ⅰ伸入下椎体Ⅰ内，所述浆料出口Ⅰ设置在椎体Ⅰ的下部。

优选的，所述靶页Ⅰ与下椎体Ⅰ的侧壁平行设置。

优选的，所述重力洗涤罐包括罐体Ⅱ，所述罐体Ⅱ内设置有由靶机Ⅱ通过搅拌轴Ⅱ驱动的靶页Ⅱ，所述罐体Ⅱ内设置有与罐体Ⅱ连通的中心筒Ⅱ，所述罐体Ⅱ上设置有与中心筒Ⅱ连通的浆料进口管Ⅱ和洗水进口管，所述罐体Ⅱ上还设置有浆料出口Ⅱ以及溢流出口Ⅱ。采用本技术方案，浆料通过浆料进口管Ⅱ先进入中心筒Ⅱ，洗水通过洗水进口管先进入中心筒Ⅱ，在中心筒Ⅱ的作用下形成紊流，然后通过中心筒Ⅱ的下端进入罐体Ⅱ内，所述罐体Ⅱ内的洗水从溢流出口Ⅱ流出，浆料中的颗粒物在重力作用下向下沉积形成稠浆。所述重力洗涤罐内根据物料情况分为三层，由上至下为清液层、沉降层以及稠浆层。

优选的，所述罐体Ⅱ包括筒体Ⅱ以及与筒体Ⅱ连接的下椎体Ⅱ，所述中心筒Ⅱ固定设置在筒体Ⅱ的上部，所述溢流出口Ⅱ设置在筒体Ⅱ的上部；所述靶页Ⅱ设置在下椎体Ⅱ内，所述靶机Ⅱ设置在筒体Ⅱ的上方，所述搅拌轴Ⅱ穿过中心筒Ⅱ伸入下椎体Ⅱ内，所述浆料出口Ⅱ设置在椎体Ⅱ的下部。

优选的，所述靶页Ⅱ与下椎体Ⅱ的侧壁平行设置。

由此可见，本实用新型与现有技术相比，具有实质性特点和进步，其实施的有益效果也是显而易见的。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1中的分离罐的结构示意图；

图3为图1中一级重力洗涤罐的结构示意图；

图4为图1中二级重力洗涤罐的结构示意图。

图中：1-调浆槽，2-分离罐，2.1-筒体Ⅰ，2.2-下椎体Ⅰ，2.3-浆料进口管Ⅰ，2.4-溢流出口Ⅰ，2.5-浆料出口Ⅰ，2.6-中心筒Ⅰ，2.7-靶机Ⅰ，2.8-传动轴Ⅰ，2.9-靶叶Ⅰ，3-洗水回收装置，4-一级重力洗涤罐，4.1-筒体Ⅱ，4.2-下椎体Ⅱ，4.3-浆料进口管Ⅱ，4.4-溢流出口Ⅱ，4.5-浆料出口Ⅱ，4.6-中心筒Ⅱ，4.7-靶机Ⅱ，4.8-传动轴Ⅱ，4.9-靶叶Ⅱ，4.10-洗水进口管，5-调浆水槽，6-二级重力洗涤罐，6.1-筒体Ⅱ，6.2-下椎体Ⅱ，6.3-浆料进口管Ⅱ，6.4-溢流出口Ⅱ，6.5-浆料出口Ⅱ，6.6-中心筒Ⅱ，6.7-靶机Ⅱ，6.8-传动轴Ⅱ，6.9-靶叶Ⅱ，6.10-洗水进口管，7-洗水槽，8-离心机，9-泵。

具体实施方式

为使得本实用新型的实用新型目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将运用具体的实施例及附图，对本实用新型保护的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。

实施例1

如图所示，一种用于矿石法锂盐生产锂盐渣分离、洗涤系统，包括调浆装置、分离装置、重力洗涤装置、离心机、洗水供给装置以及洗水回收装置，所述调浆装置与分离装置连通，所述分离装置与重力洗涤装置连通，所述重力洗涤装置与离心机连通；按照浆料的流动方向，调浆装置调出的浆料依次经过分离装置，重力洗涤装置，直至离心机内，分离洗涤后的锂盐渣从离心机排出；所述洗水供给装置给调浆装置、重力洗涤装置提供洗水。

优选的，所述重力洗涤装置包括依次连接的N级重力洗涤罐（N≥2），所述第一级重力洗涤罐与分离装置连通，所述第N级重力洗涤罐与分离机连通。

优选的，按照洗水的流动方向，所述洗水供给装置供给的洗水依次经过第N级重力洗涤罐，第N-1级重力洗涤罐，依次类推，第一级重力洗涤罐，调浆装置，直至分离装置内，从分离装置中溢流出来的洗水进入洗水回收装置内。

在本技术方案中，所述离心机的出液口与洗水供给装置连通，所述洗水供给装置包括洗水槽。优选的，所述离心机为卧式离心机，离心后的锂盐渣的含水量小于百分之十，不需要脱水处理即可生产水泥等建材产品。

在本技术方案中，所述调浆装置包括调浆槽以及与调浆槽连接的调浆水槽；所述调浆槽内设置有搅拌装置。

在本技术方案中，所述分离装置包括分离罐，所述分离罐包括罐体Ⅰ，所述罐体Ⅰ内设置有由靶机Ⅰ通过搅拌轴Ⅰ驱动的靶页Ⅰ，所述罐体Ⅰ内设置有与罐体Ⅰ连通的中心筒Ⅰ,所述中心筒Ⅰ的下端设置有通料孔，所述罐体Ⅰ上设置有与中心筒Ⅰ连通的浆料进口管Ⅰ，所述罐体Ⅰ上还设置有浆料出口Ⅰ以及溢流出口Ⅰ。从调浆槽调好的浆料通过浆料进口管Ⅰ先进入中心筒Ⅰ，在中心筒Ⅰ的作用下形成紊流，然后通过中心筒Ⅰ的下端进入罐体Ⅰ内，所述罐体Ⅰ内的洗水从溢流出口Ⅰ流至洗水回收装置中，浆料中的颗粒物在重力作用下向下沉积形成稠浆进入重力洗涤装置中。所述分离罐内根据物料情况分为三层，由上至下为清液层、沉降层以及稠浆层。

优选的，所述罐体Ⅰ包括筒体Ⅰ以及与筒体Ⅰ连接的下椎体Ⅰ，所述中心筒Ⅰ固定设置在筒体Ⅰ的上部，所述溢流出口Ⅰ设置在筒体Ⅰ的上部；所述靶页Ⅰ设置在下椎体Ⅰ内，所述靶机Ⅰ设置在筒体Ⅰ的上方，所述搅拌轴Ⅰ穿过中心筒Ⅰ伸入下椎体Ⅰ内，所述浆料出口Ⅰ设置在椎体Ⅰ的下部。

优选的，所述靶页Ⅰ与下椎体Ⅰ的侧壁平行设置。

在本技术方案中，所述重力洗涤罐包括罐体Ⅱ，所述罐体Ⅱ内设置有由靶机Ⅱ通过搅拌轴Ⅱ驱动的靶页Ⅱ，所述罐体Ⅱ内设置有与罐体Ⅱ连通的中心筒Ⅱ，所述中心筒Ⅱ的下端设置有通料孔，所述罐体Ⅱ上设置有与中心筒Ⅱ连通的浆料进口管Ⅱ和洗水进口管，所述罐体Ⅱ上还设置有浆料出口Ⅱ以及溢流出口Ⅱ。采用本技术方案，浆料通过浆料进口管Ⅱ先进入中心筒Ⅱ，洗水通过洗水进口管先进入中心筒Ⅱ，在中心筒Ⅱ的作用下形成紊流，然后通过中心筒Ⅱ的下端进入罐体Ⅱ内，所述罐体Ⅱ内的洗水从溢流出口Ⅱ流出，浆料中的颗粒物在重力作用下向下沉积形成稠浆。所述重力洗涤罐内根据物料情况分为三层，由上至下为清液层、沉降层以及稠浆层。

优选的，所述罐体Ⅱ包括筒体Ⅱ以及与筒体Ⅱ连接的下椎体Ⅱ，所述中心筒Ⅱ固定设置在筒体Ⅱ的上部，所述溢流出口Ⅱ设置在筒体Ⅱ的上部；所述靶页Ⅱ设置在下椎体Ⅱ内，所述靶机Ⅱ设置在筒体Ⅱ的上方，所述搅拌轴Ⅱ穿过中心筒Ⅱ伸入下椎体Ⅱ内，所述浆料出口Ⅱ设置在椎体Ⅱ的下部。

优选的，所述靶页Ⅱ与下椎体Ⅱ的侧壁平行设置。

在本技术方案中，所述重力洗涤装置包括依次连接的二级重力洗涤罐，分别为第一级重力洗涤罐和第二级重力洗涤罐。调浆槽内调好的浆料通过浆料进口管Ⅰ进入分离罐内的中心筒Ⅰ内形成紊流，然后从中心筒Ⅰ的下端进入分离罐的罐体Ⅰ内，罐体Ⅰ内的洗水从溢流出口Ⅰ流至洗水回收装置内，罐体Ⅰ内沉积的稠浆通过浆料出口Ⅰ以及第一级重力洗涤罐的浆料进口管Ⅱ进入第一级重力洗涤罐内的中心筒Ⅱ内，从第二级重力洗涤罐的溢流出口Ⅱ溢流出的洗水从第一级重力洗涤罐上的洗水进口管进入第一级重力洗涤罐的中心筒Ⅱ内，然后从第一级重力洗涤罐的中心筒Ⅱ的下端进入第一级重力洗涤罐的罐体Ⅱ内，第一级重力洗涤罐的罐体Ⅱ内的洗水通过第一级重力洗涤罐的溢流出口Ⅱ流至调浆水槽内，第一级重力洗涤罐的罐体Ⅱ内的稠浆通过第一级重力洗涤罐的浆料出口Ⅱ以及第二级重力洗涤罐的浆料进口管Ⅱ进入第二级重力洗涤罐内的中心筒Ⅱ内，洗水槽内的洗水通过第二级重力洗涤罐上的洗水进口管进入第二级重力洗涤罐内的中心筒Ⅱ内，第二级重力洗涤罐的罐体Ⅱ内沉积的稠浆通过第二级重力洗涤罐上的浆料出口Ⅱ进入离心机，从离心机分离出的液体进入洗水槽。

所述分离罐由普通碳钢材料制成，筒体Ⅱ的高径比为0.6:1-0.8:1，下椎体Ⅱ与筒体Ⅱ的夹角为38°-40°，所述中心筒Ⅱ的直径为筒体Ⅰ的直径的六分之一至三分之一，中心筒Ⅱ的直径为1000mm-2000mm、高度为2500mm-3500mm，浆料进口管Ⅱ按流速1.3m/s-2.0m/s取值，安装位置距筒体Ⅱ顶部1000mm-1500mm，洗水进口管按流速1.3m/s-2.0m/s取值，安装位置距筒体Ⅱ顶部1000mm-1500mm；溢流出口Ⅱ的管径按照0.6m/s-1.2m/s取值，安装位置距筒体Ⅱ顶部500mm-1000mm；浆料出口Ⅱ的管径为200mm-400mm，所述靶叶Ⅱ设置有4片-8片、并均匀分布在传动轴Ⅱ上，转动轴Ⅰ的转速为0.1 r/min -0.13r/min。所述重力洗涤罐的原理是利用液体与固体颗粒的密度差产生相对运动分离，清液溢流出来，固体颗粒以一定的速度沉积。

所述重力洗涤罐由普通碳钢材料制成，筒体Ⅰ的高径比为0.6:1-0.8:1，下椎体Ⅰ与筒体Ⅰ的夹角为38°-40°，所述中心筒Ⅰ的直径为筒体Ⅰ的直径的六分之一至三分之一，中心筒Ⅰ的直径为1000mm-2000mm、高度为2500mm-3500mm，浆料进口管Ⅰ按流速1.3m/s-2.0m/s取值，安装位置距筒体Ⅰ顶部1000mm-1500mm；溢流出口Ⅰ的管径按照0.6m/s-1.2m/s取值，安装位置距筒体Ⅰ顶部500mm-1000mm；浆料出口Ⅰ的管径为200mm-400mm，所述靶叶Ⅰ设置有4片-8片、并均匀分布在传动轴Ⅰ上，转动轴Ⅰ的转速为0.1 r/min -0.13r/min。所述分离罐的原理是利用液体与固体颗粒的密度差产生相对运动分离，清液溢流出来，固体颗粒以一定的速度沉积。

年产1万吨锂盐渣的分离、洗涤：

调浆槽的直径为3.3m，高度为4m，将浆料从调浆槽输送至分离罐使用的调浆泵流量100m³/h，扬程25m，浆料液固比2.8-3.0:1，浆料固相粒径为150-200目。

分离罐、一级重力洗涤罐、二级重力洗涤罐：分离罐和两级重力洗涤罐浆料进料约为45立方米/小时，在分离罐和重力洗涤罐的上部保持1.5米左右清液层高度，沉降层沉降时间保持在2至2.5小时。

调浆水槽的容积为300m³；靶叶设置有4片，转速为0.13r/min；筒体Ⅰ和筒体Ⅱ的直径为6.2m，筒体Ⅰ和筒体Ⅱ的高度为4.76m；中心筒Ⅰ和中心筒Ⅱ的直径为1.5m，中心筒Ⅰ和中心筒Ⅱ的高度为3m。

将调浆水槽内的洗水输送至调浆槽中使用的调浆水泵的流量为220m³/h，扬程15m。

所述卧式离心机的型号为LW450。

所述洗水槽的容积为200m³。

将洗水槽内的洗水输送至第二级重力洗涤罐中使用的洗水泵的流量为35m³/h，扬程15m。

洗水回收装置内回收的洗水中硫酸锂的含量为10.2%；离心后的锂盐渣的含水量为8%、残氧化锂含量降至0.018%。

年产2万吨锂盐渣的分离、洗涤：

调浆槽的直径为4.2m，高度为5m，将浆料从调浆槽输送至分离罐使用的调浆泵流量180m³/h，扬程25m，浆料液固比3.0-3.2:1，浆料固相粒径为150-200目。

分离罐、一级重力洗涤罐、二级重力洗涤罐：分离罐和两级重力洗涤罐浆料进料约为90立方米/小时，在分离罐和重力洗涤罐的上部保持1.5米左右清液层高度，沉降层沉降时间保持在2至2.5小时。

调浆水槽的容积为300m³；靶叶设置有6片，转速为0.1r/min；筒体Ⅰ和筒体Ⅱ的直径为7.6m，筒体Ⅰ和筒体Ⅱ的高度为6m；中心筒Ⅰ和中心筒Ⅱ的直径为1.5m，中心筒Ⅰ和中心筒Ⅱ的高度为3m。

将调浆水槽内的洗水输送至调浆槽中使用的调浆水泵的流量为220m³/h，扬程15m。

所述卧式离心机的型号为LW450。

所述洗水槽的容积为200m³。

将洗水槽内的洗水输送至第二级重力洗涤罐中使用的洗水泵的流量为35m³/h，扬程15m。

洗水回收装置内回收的洗水中硫酸锂的含量为9.8%；离心后的锂盐渣的含水量为7%、残氧化锂含量降至0.017%。

年产3万吨锂盐渣的分离、洗涤：

调浆槽的直径为4.5m，高度为5.4m，将浆料从调浆槽输送至分离罐使用的调浆泵流量270m³/h，扬程25m，浆料液固比2.7-2.9:1，浆料固相粒径为150-200目。

分离罐、一级重力洗涤罐、二级重力洗涤罐：分离罐和两级重力洗涤罐浆料进料约为135立方米/小时，在分离罐和重力洗涤罐的上部保持1.5米左右清液层高度，沉降层沉降时间保持在2至2.5小时。

调浆水槽的容积为400m³；靶叶设置有8片，转速为0.1r/min；筒体Ⅰ和筒体Ⅱ的直径为8.8m，筒体Ⅰ和筒体Ⅱ的高度为6.9m；中心筒Ⅰ和中心筒Ⅱ的直径为1.5m，中心筒Ⅰ和中心筒Ⅱ的高度为3m。

将调浆水槽内的洗水输送至调浆槽中使用的调浆水泵的流量为550m³/h，扬程15m。

所述卧式离心机的型号为LW630。

所述洗水槽的容积为300m³。

将洗水槽内的洗水输送至第二级重力洗涤罐中使用的洗水泵的流量为55m³/h，扬程15m。

洗水回收装置内回收的洗水中硫酸锂的含量为10%；离心后的锂盐渣的含水量为8%、残氧化锂含量降至0.018%。

实施例2

与实施例1的不同之处在于：所述洗水供给装置可单独给一级重力洗涤罐或多级重力洗涤罐或调浆槽供水，从单独供水的一级重力洗涤罐溢流出来的洗水或多级重力洗涤罐溢流出的洗水以及从分离装置溢流出的洗水进入洗水回收装置内。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参考即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点、创造性的特点相一致的最宽的范围。