一种连续生产的沉锂反应釜的制作方法

本技术涉及一种沉锂设备，尤其涉及一种连续生产的沉锂反应釜，属于锂电池原料生产设备。

背景技术：

1、在新能源产业高速发展的背景下，锂电行业已成为全球能源转型核心赛道，其产品广泛应用于新能源汽车、储能及消费电子等领域，行业对电池级碳酸锂的需求持续攀升。碳酸锂作为锂电核心原料，其制备的关键环节为沉锂工序，而沉锂釜是该工序的核心设备。

2、传统沉锂釜普遍采用间歇式运行模式，存在诸多技术与生产短板：其一，操作流程繁琐且人工干预环节多，单釜单次沉锂周期通常长达数小时，为满足规模化产能需求，需并联多台釜体协同作业，不仅大幅增加设备购置与运维成本，还因设备集群排布占用大量生产场地，造成空间资源浪费。其二，反应初期碳酸钠与硫酸锂原料快速接触时，易引发剧烈局部反应，生成大量细碎碳酸锂晶核，导致最终产品结晶粒度分布离散度高、纯度波动频繁，锂元素综合回收率普遍低于 85%。其三，设备内壁易因晶体重叠附着形成结垢，清洗周期大幅缩短，进一步增加操作负荷；且频繁启停的运行模式，会使单位产能能耗较连续化设备上升 20% 以上，显著拉高整体生产成本。

3、公开号为 cn215310393u 的中国实用新型专利，公开了一种防堵塞沉锂釜，其核心技术方案为通过缩短阀门与釜底内壁的间距，以减少物料在出料口的滞留堆积，实现防堵塞目标。但该技术方案仍存在明显局限性：其一，实操层面，每次出盐作业需频繁切换法兰盘，操作流程繁琐且重复性强，不仅增加人工操作强度，还导致规模化量产场景下的操作一致性难以精准把控，易引发批次间生产波动；其二，技术设计层面，方案仅聚焦于出料口防堵塞单一问题，未对釜内结晶反应流场进行系统性优化，易造成物料混合不均、反应不充分，进而引发产品结晶粒度分布不均、锂元素收率偏低等问题，难以适配高品质碳酸锂的规模化生产需求。

技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本实用新型的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和实用新型名称中可能会做些简化或省略，而这种简化或省略不能用于限制本实用新型的范围。

2、鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本实用新型。

3、本实用新型的目的在于，克服现有技术中沉锂主要采用间歇生产的弊端，解决其作业周期长、能耗高、产品粒度不均且锂回收率低的问题，提供一种连续生产的沉锂反应釜，可以完成进料、混合、结晶、沉淀的连续运行，且反应效率高，产品质量好。

4、为解决以上技术问题，本实用新型的一种连续生产的沉锂反应釜，包括上筒体、与上筒体连接的下筒体、设置于上筒体顶部的上封头及搅拌机构，所述下筒体呈中间大、上下两端收窄的结构，形成下筒体上锥和下筒体底锥斗；所述上筒体的下端设有向下延伸的上筒体延伸段，所述上筒体延伸段插入所述下筒体的中部内腔；所述上筒体的下部内腔设有向下延伸的导流筒，所述导流筒的下端从所述上筒体延伸段的下端口伸出并插入所述下筒体底锥斗中；所述搅拌机构包括搅拌电机、搅拌轴和搅拌桨叶，所述搅拌轴竖直设置于所述下筒体底锥斗的中心，其上端设有所述搅拌桨叶，下端连接所述搅拌电机，所述搅拌桨叶位于所述导流筒下端口的正下方；所述下筒体底锥斗的侧壁设有硫酸锂进料管，所述硫酸锂进料管斜向上插入所述导流筒的下端侧壁；所述导流筒的上部外周与所述上筒体的内壁之间设有环形布液管，所述上封头上穿设有碳酸钠进料管，所述碳酸钠进料管的下端与所述环形布液管相连通；所述下筒体底锥斗的底部设有出料口，所述下筒体上锥的侧壁设有清液出口。

5、进一步的，所述导流筒的下端插入所述下筒体底锥斗的深度占所述下筒体底锥斗高度的三分之一。

6、进一步的，所述导流筒的直径为所述上筒体直径的三分之一至二分之一。

7、进一步的，所述上筒体与所述下筒体最大直径处的直径比为一比一点三至一点五。

8、进一步的，所述上筒体的下部侧壁设有回流口，所述回流口的高度高于所述导流筒的上端口。

9、进一步的，所述下筒体的中段外周缠绕有蒸汽盘管，所述下筒体的侧壁插接有温度计。

10、进一步的，所述上封头上设有安全阀接口、液位计接口、压力表接口和检查人孔。

11、进一步的，所述搅拌电机驱动所述搅拌桨叶转动，用于使所述导流筒内产生向上的循环料流，并在所述导流筒外周形成向下的循环料流。

12、相对于现有技术，本实用新型的优点或取得的有益效果至少包括：

13、1、结晶品质可控且均一：碳酸钠经环形喷淋实现均匀布液，硫酸锂从内套筒底部随循环流上升至顶部与碳酸钠精准接触，二者在导流搅拌作用下实现温和、充分混合，避免了传统工艺中原料骤混引发的局部剧烈反应和细碎晶核大量生成的问题，最终产出的碳酸锂结晶粒度分布均匀、晶型完整，可稳定满足电池级原料的品质要求。

14、2、实现全流程连续化作业：依托内套筒底部循环搅拌的导流结构和分层出料设计，原料可连续进料、碳酸锂结晶可从底部连续排出、硫酸钠物料可从夹层顶部定向分离，彻底打破传统间歇式沉锂釜的作业局限，无需多釜并联即可满足规模化产能需求，大幅缩短单批产品的生产周期，提升设备产能利用率。

15、3、锂资源回收率与物料分离效率双提升：物料在釜内内套筒中形成自下而上的循环流，延长了硫酸锂与碳酸钠的反应接触时间，保障了锂离子的充分沉淀；同时夹层顶部定向排出硫酸钠废液的设计，实现了碳酸锂结晶与副产废液的精准、高效分离，减少了结晶夹带流失，使锂元素综合回收率可提升至 92% 以上，降低了原料损耗。

16、4、运行稳定性强且维护成本低：底部循环搅拌可形成稳定的物料流场，避免釜内壁及出料口出现结晶附着和堵塞问题，大幅延长设备清洗周期；且全程无需频繁切换法兰盘等操作，人工干预环节少，设备故障率低，同时连续化运行模式减少了传统间歇工艺的频繁启停，可降低单位产能能耗 20% 以上，显著压缩生产与运维综合成本。

1.一种连续生产的沉锂反应釜，包括上筒体（2）、与上筒体（2）连接的下筒体（3）、设置于上筒体（2）顶部的上封头（1）及搅拌机构，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的连续生产的沉锂反应釜，其特征在于：所述导流筒（4）的下端插入所述下筒体底锥斗（3c）的深度占所述下筒体底锥斗（3c）高度的1/3。

3.根据权利要求1所述的连续生产的沉锂反应釜，其特征在于：所述导流筒（4）的直径为所述上筒体（2）直径的1/3~1/2。

4.根据权利要求1所述的连续生产的沉锂反应釜，其特征在于：所述上筒体（2）与所述下筒体（3）最大直径处的直径比为1:（1.3~1.5）。

5.根据权利要求1所述的连续生产的沉锂反应釜，其特征在于：所述上筒体（2）的下部侧壁设有回流口（2a），所述回流口（2a）的高度高于所述导流筒（4）的上端口。

6.根据权利要求1所述的连续生产的沉锂反应釜，其特征在于：所述下筒体（3）的中段外周缠绕有蒸汽盘管（9），所述下筒体（3）的侧壁插接有温度计（10）。

7.根据权利要求1所述的连续生产的沉锂反应釜，其特征在于：所述上封头（1）上设有安全阀接口（1a）、液位计接口（1b）、压力表接口（1c）和检查人孔（1d）。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的连续生产的沉锂反应釜，其特征在于：所述搅拌电机（8）驱动所述搅拌桨叶（8b）转动，用于使所述导流筒（4）内产生向上的循环料流，并在所述导流筒（4）外周形成向下的循环料流。