一种锂辉石钙镁渣溶液制备装置的制作方法

1.本实用新型涉及锂回收技术领域，具体涉及一种锂辉石钙镁渣溶液制备装置。


背景技术：

2.随着新能源汽车的大力发展，稀有元素锂的应用规模也越来越大，造成锂资源越来越少。尤其是目前全球的矿物锂所占锂总量比例越来越少，开发难度越来越大。因此，如何有效的提取矿物中的锂，变得越来越重要。
3.工业上生产工业级碳酸锂，往往采用锂辉石、锂云母等矿石以及卤水作为原料，矿石提锂生产碳酸锂一般采用硫酸浸出法、硫酸盐法、石灰石焙烧法、氯化焙烧法等工艺。
4.锂辉石酸化浸出后的粗硫酸锂中含有钙、镁，在经过除钙、镁的工艺后得到锂含量不少的钙镁渣。目前，利用锂辉石钙镁渣回收锂制备工业级碳酸锂的工艺方法中，第一步就是溶解含锂钙镁渣以制备钙镁渣溶液。然而，现有制备装置在加入含锂钙镁渣后仅仅通过简单的搅拌使其与一定质量的纯水发生混合来制备钙镁渣溶液，而无法溶解一些粒径较大的钙镁渣颗粒或结块，导致最终得到的钙镁渣溶液密度不符合使用要求，进而降低了锂回收率。


技术实现要素：

5.针对现有技术的不足，本实用新型提供一种锂辉石钙镁渣溶液制备装置，以解决现有制备装置仅仅通过简单的搅拌来制备钙镁渣溶液，而无法溶解一些粒径较大的钙镁渣颗粒或结块，导致最终得到的钙镁渣溶液密度不符合使用要求，进而降低了锂回收率的问题。
6.为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：
7.一种锂辉石钙镁渣溶液制备装置，包括：
8.反应罐，其顶部设有进料管；
9.电动机，固定安装于所述反应罐顶部；
10.破碎组件，与所述进料管相连接，用于含锂钙镁渣的初次破碎和研磨；
11.搅拌组件，安装于所述反应罐内，用于含锂钙镁渣的再次破碎和搅拌；及
12.密度计，安装于所述反应罐侧壁，用于监测溶液的密度；
13.其中，所述破碎组件倾斜设置且与所述电动机相传动连接，所述搅拌组件与向下延伸至所述反应罐内部的电动机输出轴固定连接。
14.可选地，所述反应罐顶部设有注水管和第一支架，所述进料管和注水管分别位于所述第一支架不同侧；
15.所述电动机固定安装在所述第一支架上方，其位于所述第一支架中部的输出轴上设有第一锥齿轮；
16.所述破碎组件包括带进、出料口的壳体及转动安装于所述壳体的破碎轴，所述壳体的出料口与所述进料管连通；
17.所述破碎轴一端转动穿过所述壳体后固定连接有第二锥齿轮，所述第二锥齿轮与所述第一锥齿轮相互啮合。
18.可选地，所述破碎轴包括第一轴棒、第一破碎刀及研磨筋，所述第一轴棒分为小径轴段和大径轴段；
19.所述小径轴段位于所述壳体的进料口下方、其与所述大径轴段的连接处圆弧过渡；
20.所述大径轴段位于所述壳体的出料口上方、其一端倾斜向下延伸出所述壳体后与所述第二锥齿轮固定连接；
21.所述第一破碎刀垂直连接于所述小径轴段的外圆面且圆周均匀分布有多片，所述研磨筋凸出设置于所述大径轴段的外圆面且圆周均匀分布有多条。
22.可选地，所述研磨筋沿所述大径轴段的轴向延伸，且以一浅一深交叉的方式圆周均匀分布。
23.可选地，所述第一破碎刀间隔设有两组；
24.它们之间的小径轴段外圆面上还垂直连接有多根圆周均匀分布的第一搅拌杆；
25.所述第一搅拌杆与所述第一破碎刀错开布置。
26.可选地，所述反应罐外侧壁上设有第二支架；
27.所述壳体与所述第二支架固定连接。
28.可选地，所述搅拌组件包括第二轴棒、第二破碎刀及第二搅拌杆，所述第二轴棒上端设有螺柱，所述螺柱与所述电动机输出轴螺纹连接且通过螺钉锁紧；
29.所述第二破碎刀垂直连接于所述第二轴棒的外圆面且圆周均匀分布有多片，所述第二搅拌杆垂直连接于所述第二破碎刀下方的第二轴棒的外圆面；
30.所述第二搅拌杆等间距设有三组，每组所述的第二搅拌杆圆周均匀分布有多根且与所述第二破碎刀错开布置。
31.可选地，所述第二轴棒下端还连接有多件圆周均匀分布的刮料臂；
32.所述刮料臂沿所述第二轴棒径向向外弯曲延伸、用于刮除和清理沉淀到所述反应罐内底部的渣料。
33.可选地，所述第二轴棒下端设有轴套；
34.所述轴套与所述反应罐内底部设置的芯轴转动连接；
35.多件所述的刮料臂分别与所述轴套外圆面焊接连接。
36.可选地，所述反应罐整体呈带支腿的柱筒结构，其底部设有出料管；
37.所述出料管上安装有电磁阀，所述电磁阀与所述密度计电性连接。
38.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
39.1、通过电动机驱动破碎组件和搅拌组件同步转动，先后对含锂钙镁渣进行初次破碎和研磨、再次破碎和搅拌，能够细化钙镁渣使其便于溶解，从而得到密度符合使用要求的钙镁渣溶液，有利于提高锂回收率；而且破碎组件和搅拌组件共用一台电动机，结构简单，降低了本装置的运行和维护成本。
40.2、破碎轴转动时，一浅一深交叉分布的研磨筋与壳体圆周内壁的间隙不断发生变化，提升对含锂钙镁渣的研磨效果，提高含锂钙镁渣的细化程度，有利于含锂钙镁渣进入反应罐内的溶解。
41.3、在含锂钙镁渣从壳体的进料口进入后，先被第一组第一破碎刀破碎，然后经过第一搅拌杆的翻动，再被第二组第一破碎刀破碎，有效提高了对含锂钙镁渣的破碎效果。
42.4、通过电动机带动第二轴棒转动，第二破碎刀和第二搅拌杆可分别对进入反应罐内的含锂钙镁渣进行再次破碎和搅拌，从而将其再次细化并与纯水混合均匀，使得制备的钙镁渣溶液密度能够符合使用要求，进而提高锂回收率。
43.5、通过刮料臂刮除和清理反应罐内底部的渣料以避免发生堆集，可以保持制备的钙镁渣溶液密度不发生波动，同时有利于搅拌组件的长期运行。
附图说明
44.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，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。
45.图1为本实用新型的主剖结构示意图；
46.图2为破碎轴与第二锥齿轮装配后的立体结构示意图；
47.图3为破碎轴与第二锥齿轮装配后的主剖结构示意图；
48.图4为搅拌组件的立体结构示意图；
49.图5为图1中局部a放大结构示意图。
具体实施方式
50.在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
51.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
52.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
53.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
54.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通
过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
55.下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。
56.下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。
57.参见图1～图5所示，本实用新型提供了一种锂辉石钙镁渣溶液制备装置，包括：
58.反应罐100，其顶部设有进料管110；
59.电动机200，固定安装于反应罐100顶部；
60.破碎组件300，与进料管110相连接，用于含锂钙镁渣的初次破碎和研磨；
61.搅拌组件400，安装于反应罐100内，用于含锂钙镁渣的再次破碎和搅拌；及
62.密度计500，安装于反应罐100侧壁，用于监测溶液的密度；
63.其中，破碎组件300倾斜设置且与电动机200相传动连接，搅拌组件400与向下延伸至反应罐100内部的电动机200输出轴固定连接。
64.具体地，反应罐100顶部设有注水管120和第一支架130，进料管110和注水管120分别位于第一支架130不同侧；电动机200固定安装在第一支架130上方，其位于第一支架130中部的输出轴上设有第一锥齿轮210；破碎组件300包括带进、出料口的壳体310及转动安装于壳体310的破碎轴320，壳体310的出料口与进料管110连通；破碎轴320一端转动穿过壳体310后固定连接有第二锥齿轮330，第二锥齿轮330与第一锥齿轮210相互啮合。
65.工作时，启动电动机200，带动第一锥齿轮210转动，从而带动破碎轴320和搅拌组件400同步转动；此时将一定质量的含锂钙镁渣放入壳体310的进料口，含锂钙镁渣经过破碎轴320的初次破碎和研磨使得粒径较大的钙镁渣颗粒或结块被细化，之后通过进料管110落到反应罐100内；同时通过注水管120往反应罐100内加入一定质量的纯水，转动的搅拌组件400对含锂钙镁渣进行再次破碎和搅拌以使其与纯水混合均匀；当密度计500监测到反应罐100内的溶液密度1.167～1.211g/cm3时，即得到了符合使用要求的钙镁渣溶液。即是说，通过电动机200驱动破碎组件300和搅拌组件400同步转动，先后对含锂钙镁渣进行初次破碎和研磨、再次破碎和搅拌，能够细化钙镁渣使其便于溶解，从而得到密度符合使用要求的钙镁渣溶液，有利于提高锂回收率；而且破碎组件300和搅拌组件400共用一台电动机200，结构简单，降低了本装置的运行和维护成本。
66.参见图2和图3所示，破碎轴320包括第一轴棒321、第一破碎刀322及研磨筋323，第一轴棒321分为小径轴段和大径轴段；小径轴段位于壳体310的进料口下方、其与大径轴段的连接处圆弧过渡，大径轴段位于壳体310的出料口上方、其一端倾斜向下延伸出壳体310后与第二锥齿轮330固定连接；第一破碎刀322垂直连接于小径轴段的外圆面且圆周均匀分布有多片，研磨筋323凸出设置于大径轴段的外圆面且圆周均匀分布有多条。含锂钙镁渣从壳体310的进料口进入后，先被第一破碎刀322初次破碎，然后由于破碎轴320倾斜的原因经过初次破碎的含锂钙镁渣在自身重力作用下被送至研磨筋323处，从而实现研磨以得到进一步细化。
67.研磨筋323沿大径轴段的轴向延伸，且以一浅一深交叉的方式圆周均匀分布。即是说，破碎轴320转动时，研磨筋323与壳体310圆周内壁的间隙不断发生变化，提升对含锂钙镁渣的研磨效果，提高含锂钙镁渣的细化程度，有利于含锂钙镁渣进入反应罐100内的溶解。
68.在本实施例中，第一破碎刀322间隔设有两组，它们之间的小径轴段外圆面上还垂直连接有多根圆周均匀分布的第一搅拌杆324，第一搅拌杆324与第一破碎刀322错开布置。即是说，在含锂钙镁渣从壳体310的进料口进入后，先被第一组第一破碎刀322破碎，然后经过第一搅拌杆324的翻动，再被第二组第一破碎刀322破碎，有效提高了对含锂钙镁渣的破碎效果。
69.为了提高破碎组件300运行时的稳定性，反应罐100外侧壁上设有第二支架140，壳体310与第二支架140固定连接。
70.参见图4所示，搅拌组件400包括第二轴棒410、第二破碎刀420及第二搅拌杆430，第二轴棒410上端设有螺柱411，螺柱411与电动机200输出轴螺纹连接且通过螺钉220锁紧（如图5所示）；第二破碎刀420垂直连接于第二轴棒410的外圆面且圆周均匀分布有多片，第二搅拌杆430垂直连接于第二破碎刀420下方的第二轴棒410的外圆面；第二搅拌杆430等间距设有三组，每组第二搅拌杆430圆周均匀分布有多根且与第二破碎刀420错开布置。即是说，通过电动机200带动第二轴棒410转动，第二破碎刀420和第二搅拌杆430可分别对进入反应罐100内的含锂钙镁渣进行再次破碎和搅拌，从而将其再次细化并与纯水混合均匀，使得制备的钙镁渣溶液密度能够符合使用要求，进而提高锂回收率。
71.第二轴棒410下端还连接有多件圆周均匀分布的刮料臂440，刮料臂440沿第二轴棒410径向向外弯曲延伸、用于刮除和清理沉淀到反应罐100内底部的渣料。即是说，通过刮料臂440刮除和清理反应罐100内底部的渣料以避免发生堆集，可以保持制备的钙镁渣溶液密度不发生波动，同时有利于搅拌组件400的长期运行。
72.为了避免第二轴棒410转动时发生晃动，第二轴棒410下端设有轴套450，轴套450与反应罐100内底部设置的芯轴（图中未示出）转动连接，多件刮料臂440分别与轴套450外圆面焊接连接。
73.参见图1所示，反应罐100整体呈带支腿的柱筒结构，其底部设有出料管150；出料管150上安装有电磁阀160，电磁阀160与密度计500电性连接。当密度计500监测到反应罐100内的钙镁渣溶液符合使用要求时，电磁阀160打开，以将钙镁渣溶液排出至下一工序。
74.上述实施例只是本实用新型的较佳实施例，并不是对本实用新型技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本实用新型专利的权利保护范围内。