电池级硫酸锰生产系统

756 编辑：中冶有色技术网来源：江苏瑞升华能源科技有限公司

2023-12-04 14:15:22

权利要求书： 1.一种电池级硫酸锰生产系统，其特征在于，包括：

粗品结晶区(1)，其包括粗品结晶换热器(107)、粗品结晶器(108)，所述粗品结晶器(108)上接有原液管道(106)，粗品结晶器(108)顶端接有气液分离器(110)，气液分离器(110)一侧接有压缩机(109)，所述压缩机(109)一端与粗品结晶换热器(107)连接；

粗品溶解区(2)，其包括粗品溶解器(203)、溶解换热器(204)，所述粗品溶解器(203)一侧接有溶解换热器(204)，粗品溶解器(203)上安装有立式溶解泵(202)，所述立式溶解泵(202)和溶解换热器(204)连接，溶解换热器(204)上设有冷却水进口和冷却水出口；

精品结晶区(3)，其包括精品结晶器(302)和精品稠厚器(307)，所述精品结晶器(302)与精品稠厚器(307)连接，精品稠厚器(307)上接有闪蒸气外排管道，且所述精品结晶器(302)和精品稠厚器(307)的连接管路上安装有精品出料泵(303)，所述精品稠厚器(307)底端接有精品离心机(306)，精品离心机(306)一端接有产品排出管(305)。

2.根据权利要求1所述的电池级硫酸锰生产系统，其特征在于，所述粗品结晶换热器(107)另一端接有蒸馏水罐(102)，所述蒸馏水罐(102)底端接有蒸馏水泵(101)，通过蒸馏水泵(101)将蒸馏水罐(102)中的蒸馏水抽出，蒸馏水罐(102)顶端接有不凝气冷却器(117)，所述不凝气冷却器(117)上接有不凝气出气管、冷却水进水管(104)和冷却水出水管(105)，所述不凝气出气管上安装有真空泵(103)。

3.根据权利要求1所述的电池级硫酸锰生产系统，其特征在于，所述粗品结晶器(108)底端接有粗品稠厚器(111)，且粗品结晶器(108)和粗品稠厚器(111)之间安装有粗品出料泵(116)，所述粗品稠厚器(111)底端接有粗品离心机(112)，粗品离心机(112)底端接有粗品母液罐(115)。

4.根据权利要求3所述的电池级硫酸锰生产系统，其特征在于，所述粗品结晶器(108)一端接有粗品结晶强制循环泵(113)，所述粗品结晶强制循环泵(113)一端与粗品结晶换热器(107)连接，所述粗品母液罐(115)一端与粗品结晶强制循环泵(113)连接，且粗品母液罐(115)和粗品结晶强制循环泵(113)之间安装有粗品母液泵(114)。

5.根据权利要求4所述的电池级硫酸锰生产系统，其特征在于，所述粗品母液泵(114)和粗品结晶强制循环泵(113)之间设有外排浓液口。

6.根据权利要求1所述的电池级硫酸锰生产系统，其特征在于，所述粗品溶解器(203)与粗品离心机(112)连接，且粗品溶解器(203)上接有纯水进水管(201)，所述粗品溶解器(203)一侧还接有清液罐(205)。

7.根据权利要求1所述的电池级硫酸锰生产系统，其特征在于，所述精品结晶器(302)与清液罐(205)连接，精品结晶器(302)和清液罐(205)之间安装有清液转换泵(301)，所述精品离心机(306)底端还接有精品母液罐(308)，精品母液罐(308)一侧和精品结晶器(302)连接，精品母液罐(308)和精品结晶器(302)之间安装有精品母液泵(304)。

8.根据权利要求7所述的电池级硫酸锰生产系统，其特征在于，所述精品结晶器(302)和精品母液泵(304)之间设有外排浓液口，所述精品结晶器(302)上设有冷凝水出口和蒸汽进口。

说明书：一种电池级硫酸锰生产系统技术领域[0001] 本实用新型属于蒸发技术领域，具体涉及一种电池级硫酸锰生产系统。背景技术[0002] 硫酸锰在锰系产品中占有重要地位，是生产其他锰氧化物及锰盐的重要工业中间产品，电池级硫酸锰主要用于制备锂电池正极三元材料前驱体，也是制备电池级高纯四氧化三锰和高纯二氧化锰的基础原料，硫酸锰溶液生产一水硫酸锰采用反应釜间歇结晶，但是产量小，无法及时控制各部分的质量。实用新型内容

[0003] 本实用新型的目的是，为了解决现有技术存在的问题，本实用新型提供一种电池级硫酸锰生产系统。[0004] 本实用新型提供了如下的技术方案：[0005] 一种电池级硫酸锰生产系统，包括：[0006] 粗品结晶区，其包括粗品结晶换热器、粗品结晶器，所述粗品结晶器上接有原液管道，粗品结晶器顶端接有气液分离器，气液分离器一侧接有压缩机，所述压缩机一端与粗品结晶换热器连接；[0007] 粗品溶解区，其包括粗品溶解器、溶解换热器，所述粗品溶解器一侧接有溶解换热器，粗品溶解器上安装有立式溶解泵，所述立式溶解泵和溶解换热器连接，溶解换热器上设有冷却水进口和冷却水出口；[0008] 精品结晶区，其包括精品结晶器和精品稠厚器，所述精品结晶器与精品稠厚器连接，精品稠厚器上接有闪蒸气外排管道，且所述精品结晶器和精品稠厚器的连接管路上安装有精品出料泵，所述精品稠厚器底端接有精品离心机，精品离心机一端接有产品排出管。[0009] 进一步地，所述粗品结晶换热器另一端接有蒸馏水罐，所述蒸馏水罐底端接有蒸馏水泵，通过蒸馏水泵将蒸馏水罐中的蒸馏水抽出，蒸馏水罐顶端接有不凝气冷却器，所述不凝气冷却器上接有不凝气出气管、冷却水进水管和冷却水出水管，所述不凝气出气管上安装有真空泵。[0010] 进一步地，所述粗品结晶器底端接有粗品稠厚器，且粗品结晶器和粗品稠厚器之间安装有粗品出料泵，所述粗品稠厚器底端接有粗品离心机，粗品离心机底端接有粗品母液罐。[0011] 进一步地，所述粗品结晶器一端接有粗品结晶强制循环泵，所述粗品结晶强制循环泵一端与粗品结晶换热器连接，所述粗品母液罐一端与粗品结晶强制循环泵连接，且粗品母液罐和粗品结晶强制循环泵之间安装有粗品母液泵。[0012] 进一步地，所述粗品母液泵和粗品结晶强制循环泵之间设有外排浓液口。[0013] 进一步地，所述粗品溶解器与粗品离心机连接，且粗品溶解器上接有纯水进水管，所述粗品溶解器一侧还接有清液罐。[0014] 进一步地，所述精品结晶器与清液罐连接，精品结晶器和清液罐之间安装有清液转换泵，所述精品离心机底端还接有精品母液罐，精品母液罐一侧和精品结晶器连接，精品母液罐和精品结晶器之间安装有精品母液泵。[0015] 进一步地，所述精品结晶器和精品母液泵之间设有外排浓液口，所述精品结晶器上设有冷凝水出口和蒸汽进口。[0016] 本实用新型的有益效果是：[0017] 采用连续生产工艺，粗品结晶、精品溶解和精品结晶均采用结晶器，便于掌握各区加工情况，及时进行调整，适用于大规模生产。附图说明[0018] 附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：[0019] 图1是本实用新型的主视结构示意图。具体实施方式[0020] 如图1所示，一种电池级硫酸锰生产系统，包括粗品结晶区1、粗品溶解区2和精品结晶区3，该生产工艺分为三个工段，工段一为粗品结晶，工段二为粗品溶解，工段三为精品结晶。[0021] 粗品结晶区1包括粗品结晶换热器107、粗品结晶器108，所述粗品结晶器108上接有原液管道106，粗品结晶器108顶端接有气液分离器110，气液分离器110一侧接有压缩机109，所述压缩机109一端与粗品结晶换热器107连接。

[0022] 粗品结晶换热器107另一端接有蒸馏水罐102，所述蒸馏水罐102底端接有蒸馏水泵101，通过蒸馏水泵101将蒸馏水罐102中的蒸馏水抽出，蒸馏水罐102顶端接有不凝气冷却器117，所述不凝气冷却器117上接有不凝气出气管、冷却水进水管104和冷却水出水管105，所述不凝气出气管上安装有真空泵103。

[0023] 粗品结晶器108底端接有粗品稠厚器111，且粗品结晶器108和粗品稠厚器111之间安装有粗品出料泵116，所述粗品稠厚器111底端接有粗品离心机112，粗品离心机112底端接有粗品母液罐115。[0024] 粗品结晶器108一端接有粗品结晶强制循环泵113，所述粗品结晶强制循环泵113一端与粗品结晶换热器107连接，所述粗品母液罐115一端与粗品结晶强制循环泵113连接，且粗品母液罐115和粗品结晶强制循环泵113之间安装有粗品母液泵114，粗品母液泵114和粗品结晶强制循环泵113之间设有外排浓液口。[0025] 原料液通过原液管道106进入粗品结晶器108内，粗品结晶强制循环泵113将粗品结晶器108内的料液抽送至粗品结晶换热器107内进行循环，位于粗品结晶器108上部的物料一部分闪蒸产生二次蒸汽进入气液分离器110，经过气液分离器110去除液滴后进入压缩机109内进行升温升压，最后再进入粗品结晶换热器107内与内部的物料换热，蒸汽换热后冷凝，蒸馏水罐102收集蒸馏水后，通过蒸馏水泵101将蒸馏水罐102内的蒸馏水排出，少量不凝气通过不凝气冷却器117及真空泵103排出系统，物料在蒸发系统内不断循环蒸发，其浓度不断提高达到过饱和结晶；晶体较大的颗粒悬浮于粗品结晶器108下部，通过粗品出料泵116送入粗品稠厚器111，其中粗品稠厚器111内的清液从上部溢流至粗品母液罐115，晶浆液放料至粗品离心机112，分离出一水硫酸锰晶体，母液返回粗品母液罐115通过粗品母液泵114返回蒸发结晶系统，当系统内杂质累积到一定量后部分外排进行处理，其中粗品系统内蒸发温度控制在90～95℃，进粗品离心机112的晶体含量35～40％，结晶一水硫酸锰粒径大于400且占比80％，含水率10％左右。[0026] 粗品溶解区2包括粗品溶解器203、溶解换热器204，所述粗品溶解器203一侧接有溶解换热器204，粗品溶解器203上安装有立式溶解泵202，所述立式溶解泵202和溶解换热器204连接，溶解换热器204上设有冷却水进口和冷却水出口；粗品溶解器203与粗品离心机112连接，且粗品溶解器203上接有纯水进水管201，所述粗品溶解器203一侧还接有清液罐

205。

[0027] 从粗品离心机112出来的结晶盐进入粗品溶解器203内，纯水通过纯水进水管201进入粗品溶解器203内，由于硫酸锰溶解度随温度降低溶解度升高，通过立式溶解泵202将料液送入溶解换热器204管程内，与溶解换热器204内的冷却水进行换热，然后进入粗品溶解器203底部继续循环冷却，溶解后的清液通过粗品溶解器203顶部的溢流口进入清液罐205内，其中系统溶解温度控制在50℃左右，溶解后的锰离子含量55g/l。

[0028] 精品结晶区3包括精品结晶器302和精品稠厚器307，所述精品结晶器302与精品稠厚器307连接，精品稠厚器307上接有闪蒸气外排管道，且所述精品结晶器302和精品稠厚器307的连接管路上安装有精品出料泵303，所述精品稠厚器307底端接有精品离心机306，精品离心机306一端接有产品排出管305。

[0029] 精品结晶器302与清液罐205连接，精品结晶器302和清液罐205之间安装有清液转换泵301，所述精品离心机306底端还接有精品母液罐308，精品母液罐308一侧和精品结晶器302连接，精品母液罐308和精品结晶器302之间安装有精品母液泵304，精品结晶器302和精品母液泵304之间设有外排浓液口，所述精品结晶器302上设有冷凝水出口和蒸汽进口。[0030] 通过清液转料泵301将清液罐205溶解的硫酸锰溶液送入精品结晶器302内，精品结晶器302内带有中心筒，中心筒上带有蒸汽加热盘管，中心筒内部安装有搅拌装置(图中未画出)，料液进入中心筒，在搅拌装置的作用下，料液沿轴向向下流动，与中心筒高温壁进行换热，由于硫酸锰高温溶解度降低，在料液运行到精品结晶器302底部时析出大量结晶，精品出料泵303将晶体送入精品稠厚器307内，高压高温物料进入精品稠厚器307后，有部分蒸汽闪蒸，闪蒸蒸气从闪蒸气外排管道排出，料液经过分离清液后，晶浆料进入精品离心机306进行分离出电池级一水硫酸锰，精品母液泵304将溢流清液和离心母液送回精品结晶器

302继续结晶，杂质累积到一定量后部分外排进行处理，其中精品结晶器302内的温度控制在165℃左右，进精品离心机306的晶体含量35～40％，结晶一水硫酸锰粒径大于180目占比

80％，含水率5％左右。

[0031] 以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。