一种锂电解槽锂液自动化绝缘导出转移系统及方法与流程

本发明涉及锂电解，尤其涉及一种锂电解槽锂液自动化绝缘导出转移系统及方法。

背景技术：

1、当前金属锂电解工业中，金属锂在电解槽内生成后需转移至真空蒸馏净化工序的前置环节备用。目前，生产企业主要采用人工舀出金属锂后以金属锂锭形态重新在前置容器中熔解，该流程工作强度大、人力需求高。随着金属锂生产行业向大型化和自动化发展，亟须一种自动化水平高、安全性强的金属锂自动导出和转移系统及方法。

2、中国专利申请cn118704048a，公开了一种熔融锂电解槽自动进出料控制系统，通过电解槽本体设计集锂室并以溢流原理将金属锂由管道导出，但由于在实际生产中，液态锂中存在渣相杂质，使其自然流动管道易堵塞，且系统未考虑绝缘效果。中国专利申请cn220685267u公开了一种锂电解槽自动出锂装置，通过虹吸原理将金属锂导出，以实现绝缘，但在大型电解槽实际生产中，虹吸管极易因渣相堵塞，影响装置运行。

3、鉴于现有技术的上述弊端，如何通过系统性地设计一种安全性强、自动化水平高、适配场景广泛的锂电解槽锂液自动化绝缘导出转移系统及方法，使其能够自动、便捷、快速、安全、定量地进行金属锂的导出转移，同时降低系统运行、更换和维护的工作强度，是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

1、鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种锂电解槽锂液自动化绝缘导出转移系统及方法，目的是在锂电解过程中实现金属锂的自动、便捷、快速、安全、定量地导出，降低本环节的劳动强度。

2、为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

3、一种锂电解槽锂液自动化绝缘导出转移系统，包括集锂装置、缓存罐、中转罐、高位槽，集锂装置与锂电解槽相连，用于收集锂电解槽中的金属锂，集锂装置设有与锂电解槽内部环境隔绝的阀门，集锂装置通过正压气体管路与外接氩气气源相连；

4、缓存罐的金属锂入口通过第一金属锂管路与集锂装置的金属锂出口相连，缓存罐通过负压气体管路与真空泵相连，缓存罐通过第一正压气体管路与氩气站相连，缓存罐的金属锂入口管路与缓存罐罐体连接处设有绝缘件，缓存罐罐体底部设有底部绝缘件；

5、中转罐的金属锂入口通过第二金属锂管路与缓存罐的金属锂出口相连，中转罐通过第二正压气体管路与氩气站相连，中转罐的金属锂入口管路与中转罐罐体连接处设有绝缘件，中转罐罐体底部设有底部绝缘件；

6、高位槽的金属锂入口通过第三金属锂管路与中转罐的金属锂出口相连，高位槽的金属锂入口管路与高位槽槽体连接处设有绝缘件，高位槽槽体设有底部绝缘件；

7、金属锂管路、气体管路上均设有阀门。

8、进一步地，中转罐通过负压气体管路与外接负压系统相连。

9、进一步地，高位槽通过负压气体管路与外接负压系统相连。

10、进一步地，缓存罐、中转罐、高位槽均设有罐体或槽体加热装置、热电偶、液位计、气压表。

11、进一步地，金属锂管路、气体管路及阀门与加热装置相连，金属锂管路、气体管路及阀门外部设有保温装置。

12、进一步地，缓存罐与一个或一个以上锂电解槽的集锂装置相连。

13、进一步地，缓存罐、中转罐的数量设置为一个或一个以上。

14、采用所述系统的锂电解槽锂液自动化绝缘导出转移方法，包括如下步骤：

15、步骤1、系统预热与抽真空：关闭集锂装置与缓存罐之间的阀门，关闭下游工序与系统内部的连接，开启真空泵，将缓存罐、中转罐、高位槽及系统内部管路中的空气排出；达到规定时间后关闭真空泵，开启氩气站与缓存罐之间的阀门，充入氩气至缓存罐、中转罐、高位槽的气压表达到规定数值；重复上述抽真空和充氩气操作至少两次，完成后关闭系统所有阀门，启动缓存罐、中转罐、高位槽的加热装置及金属锂管路、气体管路及阀门的加热装置；

16、步骤2、金属锂导出：待集锂装置内收集金属锂完毕后，关闭集锂装置与锂电解槽内部环境隔绝的阀门，打开集锂装置与缓存罐之间的阀门，启动外接氩气气源，在正压作用下将金属锂由集锂装置转移至缓存罐内；达到规定时间后关闭氩气输入及集锂装置与缓存罐之间的阀门；

17、步骤3、金属锂中转：打开氩气站与缓存罐之间的第一正压气体管路上的阀门及缓存罐与中转罐之间第二金属锂管路上的阀门，启动氩气站，在正压作用下将液态金属锂由缓存罐转移至中转罐内；达到规定时间后，关闭第一正压气体管路及第二金属锂管路上的阀门；

18、步骤4、金属锂集中：打开氩气站与中转罐之间的第二正压气体管路上的阀门及中转罐与高位槽之间第三金属锂管路上的阀门，启动氩气站，在正压作用下将液态金属锂由中转罐转移至高位槽内集中；达到规定时间后，关闭第二正压气体管路及第三金属锂管路上的阀门。

19、进一步地，当中转罐与外接负压系统相连时，缓存罐中的液态金属锂在负压的作用下转移至中转罐内。

20、进一步地，当高位槽与外接负压系统相连时，中转罐中的液态金属锂在负压的作用下转移至高位槽内。

21、本发明的有益效果是：本发明通过使液态金属锂在正压的作用下，从集锂装置转移到缓存罐；使液态金属锂在正压或负压的作用下，从缓存罐转移到中转罐；使液态金属锂在正压或负压的作用下，从中转罐转移到高位槽。液态金属锂在压力的作用下转移，避免液态锂中的渣相杂质堵塞管道。同时，本发明系统通过设置缓存罐、中转罐、高位槽，将液态金属锂的转移路径拉长，增加系统冗余，沉淀时间延长，杂质可进行更好地沉淀，降低杂质对系统的影响，减少维护、检修的频率，实现系统的自动化运行，能够适配更大规模的电解槽和电解系列，有效地降低了一线工人的劳动强度，同时减少金属锂的氮化氧化损失，降低杂质元素含量，提高金属锂实收率。

22、另外，本发明系统中的缓存罐、中转罐、高位槽的金属锂入口处及底部均设置绝缘件，避免短路风险，保证系统使用安全。

1.一种锂电解槽锂液自动化绝缘导出转移系统，其特征在于：包括集锂装置、缓存罐、中转罐、高位槽，集锂装置与锂电解槽相连，用于收集锂电解槽中的金属锂，集锂装置设有与锂电解槽内部环境隔绝的阀门，集锂装置通过正压气体管路与外接氩气气源相连；

2.根据权利要求1所述的一种锂电解槽锂液自动化绝缘导出转移系统，其特征在于：中转罐通过负压气体管路与外接负压系统相连。

3.根据权利要求1所述的一种锂电解槽锂液自动化绝缘导出转移系统，其特征在于：高位槽通过负压气体管路与外接负压系统相连。

4.根据权利要求1所述的一种锂电解槽锂液自动化绝缘导出转移系统，其特征在于：缓存罐、中转罐、高位槽均设有罐体或槽体加热装置、热电偶、液位计、气压表。

5.根据权利要求1所述的一种锂电解槽锂液自动化绝缘导出转移系统，其特征在于：金属锂管路、气体管路及阀门与加热装置相连，金属锂管路、气体管路及阀门外部设有保温装置。

6.根据权利要求1所述的一种锂电解槽锂液自动化绝缘导出转移系统，其特征在于：缓存罐与一个或一个以上锂电解槽的集锂装置相连。

7.根据权利要求1所述的一种锂电解槽锂液自动化绝缘导出转移系统，其特征在于：缓存罐、中转罐的数量设置为一个或一个以上。

8.采用权利要求1-7任一所述系统的锂电解槽锂液自动化绝缘导出转移方法，其特征在于，包括如下步骤：

9.根据权利要求8所述的锂电解槽锂液自动化绝缘导出转移方法，其特征在于：当中转罐与外接负压系统相连时，缓存罐中的液态金属锂在负压的作用下转移至中转罐内。

10.根据权利要求8所述的锂电解槽锂液自动化绝缘导出转移方法，其特征在于：当高位槽与外接负压系统相连时，中转罐中的液态金属锂在负压的作用下转移至高位槽内。