电极粉末浸出系统的制作方法

1.本实用新型涉及废旧锂电池回收处理设备领域，具体而言，涉及一种电极粉末浸出系统。


背景技术：

2.现有废旧锂电池经处理后可获得电极粉末，电极粉末需用酸进行浸出，由于电极粉末中还存在一些高价态的金属不能被浸出，通常会加入还原剂过氧化氢进行还原处理，以便于后续的金属回收操作。但是在浸出过程中，还原剂过氧化氢会反应产生大量气泡，导致无法进行加料操作。因此，需要先对反应液进行除泡操作，才能进行后续工艺。
3.目前在锂电池回收行业中，通过在浸出系统中连通沉降罐的方式实现除泡功能，即将带有气泡的反应液溢出至沉降罐中，通过气泡自然破裂的方式实现除泡，该种方式会耗费较长时间，进而导致整体的浸出效率受到影响。


技术实现要素：

4.本实用新型的主要目的在于提供一种电极粉末浸出系统，能够解决现有除泡的方式中，通过气泡自然破裂实现除泡功能而导致的耗时较长的问题。
5.为了实现上述目的，根据本实用新型的一方面，提供了一种电极粉末浸出系统，包括依次连通的反应釜、一级除泡系统以及二级除泡系统；反应釜内能够盛装反应液；一级除泡系统包括与反应釜连通的一级除泡管、设置在一级除泡管内壁的除泡网以及固定在除泡网上的刺泡锥，一级除泡管内反应液的流动方向与刺泡锥的尖端方向相反；二级除泡系统包括与一级除泡管连通的真空罐、与真空罐连通的真空泵，真空泵能够使真空罐内产生负压，以挤破反应液中的气泡。
6.进一步地，一级除泡系统还包括与一级除泡管上端连通的吸收塔，吸收塔被构造为能够吸收反应液中气泡内释放的气体。
7.进一步地，一级除泡管与真空罐内底部连通，真空泵与真空罐内顶部连通。
8.进一步地，二级除泡系统还包括位于真空罐外部的驱动器和位于真空罐内部的搅拌件，搅拌件包括与真空罐顶部转动连接的转轴以及固定在转轴上的桨叶，驱动器与转轴驱动连接。
9.进一步地，真空罐与真空泵之间还连通有缓冲罐，真空罐和真空泵均连通于缓冲罐内顶部的位置。
10.进一步地，真空罐的底部和缓冲罐的底部均通过回流管与反应釜的底部连通，二级除泡系统还包括设置在回流管上的出料泵和入料阀。
11.进一步地，回流管包括第一回流管段和第二回流管段，两者连通并形成连通节点，出料泵位于该连通节点与反应釜之间；真空罐的底部与反应釜的底部通过第一回流管段连通，缓冲罐的底部与反应釜的底部通过第二回流管段连通；二级除泡系统还包括设置在第一回流管段上的出料阀、以及设置在第二回流管段上的缓冲阀。
12.进一步地，二级除泡系统还包括设置在真空罐上的放气阀，放气阀位于真空罐的顶部，放气阀被构造为能够放出真空罐内反应液中气泡内释放的气体。
13.进一步地，一级除泡系统还包括连通一级除泡管和真空罐的液封管以及设置在液封管上的液体感应阀，除泡网位于吸收塔与连通节点之间，该连通节点为一级除泡管与液封管的连通节点，以使一级除泡管中的反应液穿过除泡网后再进入液封管。
14.进一步地，除泡网的周向边缘贴合于一级除泡管的内壁，以使一级除泡管内的反应液能够全部穿过除泡网。
15.应用本实用新型的技术方案，放置在反应釜内的反应液产生气泡后，先通过一级除泡系统中去除大的气泡，再通过二级除泡系统去除小的泡沫。一级除泡系统中，使用刺泡锥和除泡网分别将大气泡刺破和挤破；二级除泡系统中，使用真空泵产生负压，将真空罐中的小气泡挤破。本技术的方案中，通过两级的除泡系统进行除泡，代替现有的沉降罐的除泡方式，不需要耗费较长时间来等待气泡自然破裂，因此，本方案能够相对提高后续工艺过程中的金属浸出效率。
附图说明
16.构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
17.图1示出了本实用新型的实施例的电极粉末浸出系统的结构示意图；
18.图2示出了本实用新型的实施例的一级除泡系统的原理图；
19.图3示出了本实用新型的实施例的二级除泡系统的原理图；
20.图4示出了本实用新型的实施例的除泡网的俯视图；以及
21.图5示出了本实用新型的实施例的刺泡锥的主视图。
22.其中，上述附图包括以下附图标记：
23.10、反应釜；20、一级除泡系统；201、一级除泡管；202、除泡网；203、刺泡锥；204、吸收塔；205、液封管；206、液体感应阀；30、二级除泡系统；301、真空罐；302、缓冲罐；303、真空泵；304、驱动器；305、搅拌件；3051、转轴；3052、桨叶；306、放气阀；307、二次放气阀；308、回流管；3081、第一回流管段；3082、第二回流管段；309、出料泵；310、入料阀；311、出料阀；312、缓冲阀；313、第一高液位传感器；314、第一低液位传感器；315、第二高液位传感器；316、第二低液位传感器；317、真空感应器。
具体实施方式
24.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
25.需要说明的是，在处理废旧锂电池的过程中，先将废旧锂电池形成的电极粉末置于反应釜10中，再向反应釜10中加入酸，浸出部分低价态的金属，此时反应釜10中的液体中还存在高价态的金属，为了浸出这些高价态的金属，继续向反应釜10内加入还原剂(比如，过氧化氢)等，这样，还原剂与反应釜10中的液体在反应釜10内发生反应并生成反应液。在反应的过程中，由于过氧化氢会反应产生大量气泡，为了方便后续的加料操作，需要先对反
应液进行除泡操作。为了提高除泡效率，本技术及本技术的实施例提供了一种电极粉末浸出系统。
26.结合参见图1所示，本实用新型提供了一种电极粉末浸出系统。该电极粉末浸出系统包括依次连通的反应釜10、一级除泡系统20以及二级除泡系统30；反应釜10内能够盛装反应液。
27.结合参见图1、图2、图4及图5所示，一级除泡系统20包括与反应釜10连通的一级除泡管201、固定在一级除泡管201内壁的除泡网202、固定在除泡网202上的刺泡锥203，以及与一级除泡管201连通的吸收塔204。一级除泡系统20还包括与一级除泡管201依次连通的液封管205和液体感应阀206。
28.通过上述设置，反应釜10内发生反应形成的反应液首先进入一级除泡管201；除泡网202的周向边缘贴合于一级除泡管201的内壁，以使一级除泡管201内的反应液能够全部穿过除泡网202，在反应液穿过除泡网202时，除泡网202的孔洞能够对反应液中的气泡起到挤压的作用，挤破一部分体积小于该孔洞的气泡；一级除泡管201内反应液的流动方向与刺泡锥203的尖端方向相反，使反应液朝向刺泡锥203的方向流动，反应液中部分气泡被刺泡锥203刺破，刺破锥结合除泡网202的设计，加强了一级除泡系统20的除泡效果；另外，吸收塔204被构造为能够吸收反应液中气泡内释放的气体，即一级除泡管201中反应液气泡破裂后释放的气体能够进入吸收塔204中，吸收塔204除去气体中的有害气体后，达到排放标准的气体排放至大气中，可以避免污染外部环境；液封管205与一级除泡管201的连通节点位于除泡网202和吸收塔204之间，使得反应液先经过刺泡锥203和除泡网202进行除泡后，再流入液封管205中，液封管205起到气液分离的作用，仅使液体通过，并防止气体通过；液体感应阀206用于感应液封管205中反应液的量，在该反应液的量达到液体感应阀206的预设量时，液体感应阀206打开，使反应液流入二级除泡系统30，在该反应液的量低于液体感应阀206的预设量时，液体感应阀206关闭，阻断反应液流入二级除泡系统30。
29.在本实施例中，吸收塔204为酸雾吸收塔，其可以为环境中现有的酸雾吸收，也可以为专为本电极粉末浸出系统设置的酸雾吸收塔。除泡网202至少为两个，所有除泡网202沿一级除泡管201的长度方向设置，除泡网202的孔洞密度沿反应液的流动方向由疏至密，使得多个除泡网202能够配合实现不同尺寸气泡的去除。刺泡锥203的长度、数量和密度能够根据反应液的气泡程度以及除泡网202的孔洞密度进行调整。
30.结合参见图1及图3所示，二级除泡系统30包括与液体感应阀206连通的真空罐301、与真空罐301内顶部连通的缓冲罐302，以及与缓冲罐302连通的真空泵303；液体感应阀206与真空罐301的内底部连通，该连通节点低于真空罐301高度的十分之一至三分之一处，以保证该连通节点位于真空罐301中反应液的液面以下，使流过液体感应阀206的反应液先进入真空罐301的底部，为该反应液中气泡的气体预留空间；缓冲罐302与真空罐301的连通节点高于真空罐301高度的十分之一至三分之一处，以保证该连通节点不接触真空罐301中的反应液，真空罐301内气泡破裂产生的气体向上移动，能够从真空罐301顶部进入缓冲罐302内；真空泵303开启后，使真空罐301内形成负压，挤破真空罐301中反应液的气泡，气泡释放的气体经过缓冲罐302进入真空泵303内，实现真空罐301内反应液气泡的去除。真空罐301与缓冲罐302的连通节点以及真空泵303与缓冲罐302的连通节点均高于缓冲罐302高度的十分之一至三分之一处，以在真空泵303对真空罐301产生真空作用时，保证缓冲罐
302不会对真空罐301的真空效果产生影响；在真空泵303开启过程中，真空罐301内的部分反应液被负压作用吸出时，缓冲罐302起到过渡作用，使被吸出的该反应液进入缓冲罐302内，而不会直接进入真空泵303中。
31.如图1所示，本实施例中，二级除泡系统30还包括位于真空罐301外部的驱动器304、位于真空罐301内部的搅拌件305，以及设置在真空罐301顶部的放气阀306；搅拌件305包括与真空罐301顶部转动连接的转轴3051以及固定在转轴3051上的桨叶3052，驱动器304与转轴3051驱动连接，驱动器304用于驱动转轴3051相对真空罐301旋转，转轴3051带动桨叶3052旋转，桨叶3052用于搅拌真空罐301中的反应液，使反应液内部的气泡上升至反应液的上表面，便于负压作用对其进行挤压；放气阀306用于在真空罐301中反应液气泡释放气体后，将部分该气体排出真空罐301。
32.如图1所示，本实施例中，二级除泡系统30还包括设置在缓冲罐302顶部的二次放气阀307，其用于将缓冲罐302中反应液气泡释放的气体排出缓冲罐302，使得由于真空泵303的作用夹带至缓冲罐302中细小气泡内的气体，能够通过缓冲罐302的二次放气阀307释放。
33.如图1所示，本实施例中，二级除泡系统30还包括将真空罐301和缓冲罐302两者与反应釜10连通的回流管308，以及设置在回流管308上的出料泵309和入料阀310，回流管308用于使真空罐301和缓冲罐302内除泡完毕的反应液再次进入反应釜10中，出料泵309用于为回流管308中的反应液提供流动的动力，入料阀310的开启或关闭，用于使反应液流入或不流入反应釜10中。回流管308包括将真空罐301的底部与反应釜10的底部连通的第一回流管段3081、将缓冲罐302的底部与反应釜10的底部连通的第二回流管段3082、设置在第一回流管段3081上的出料阀311，以及设置在第二回流管段3082上的缓冲阀312，第一回流管段3081与第二回流管段3082连通并形成连通节点，出料泵309位于该连通节点与反应釜10之间，保证出料泵309能够同时作用于第一回流管段3081和第二回流管段3082中的反应液；出料阀311的开启或关闭，用于使反应液流出或不流出真空罐301；缓冲阀312的开启或关闭，用于使反应液流出或不流出缓冲罐302。
34.本实用新型中的一级除泡系统20和二级除泡系统30为循环使用的系统，对反应釜10中的反应液分别经过一级除泡系统20和二级除泡系统30进行了除泡处理后，二级除泡系统30通过回流管308将反应液输送回至反应釜10中，继续加还原剂进行反应，反应产生的气泡继续进入一级除泡系统20和二级除泡系统30进行除泡，直至反应釜10中反应液的反应及气泡情况达到标准。
35.在另一实施例中，二级除泡系统30还包括控制器，其与真空泵303、出料泵309、入料阀310以及出料阀311均电性连接，用于控制真空泵303、出料泵309、入料阀310以及出料阀311的开启或关闭。真空罐301中设置有与控制器电性连接的第一高液位传感器313和第一低液位传感器314，其中，第一高液位传感器313和第一低液位传感器314分别位于真空罐301预设的一个高液位和一个低液位处。当真空罐301中的反应液达到高液位时，第一高液位传感器313产生信号，并将该信号传输至控制器，控制器控制真空泵303关闭，以及放气阀306、出料阀311、入料阀310、出料泵309均开启，真空泵303停止向真空罐301中的负压操作，真空罐301中的气体从放气阀306处排出，真空罐301中的反应液被吸至反应釜10中；当真空罐301中的反应液达到低液位时，第一低液位传感器314产生信号，并将该信号传输至控制
器，控制器控制出料阀311、入料阀310、出料泵309、放气阀306均关闭，真空泵303开启，真空泵303开始或继续使真空罐301形成负压，真空罐301中的反应液不再进入反应釜10中。
36.在本实施例中，控制器还与缓冲阀312、二次放气阀307均电性连接，用于控制缓冲阀312和二次放气阀307开启或关闭。缓冲罐302中设置有与控制器电性连接的第二高液位传感器315和第二低液位传感器316，分别位于缓冲罐302预设的一个高液位和一个低液位处。当缓冲罐302中的反应液达到高液位时，第二高液位传感器315产生信号，并将该信号传输至控制器，控制器控制真空泵303关闭，以及二次放气阀307、出料阀311、入料阀310、出料泵309均开启，缓冲罐302中的气体从二次放气阀307处排出，缓冲罐302中的反应液被吸至反应釜10中；当缓冲罐302中的反应液达到低液位时，第二低液位传感器316产生信号，并将该信号传输至控制器，控制器控制出料阀311、入料阀310、出料泵309、二次放气阀307均关闭，真空泵303开启，真空泵303开始或继续使缓冲罐302形成负压，缓冲罐302中的反应液不再进入反应釜10中。控制器的设计使得整个二级除泡系统30能够自动连续化的对反应液中的气泡进行去除，更加提高浸出效率。
37.在另一实施例中，真空罐301中设置与控制器电性连接的真空感应器317，真空感应器317感应到真空罐301中呈真空状态时，产生信号并发送至控制器，控制器控制真空泵303关闭。
38.从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：
39.1)对反应液中的气泡根据尺寸大小设计了两级除泡系统，一级除泡系统20通过刺泡锥203的刺破气泡和除泡网202的挤破气泡方式，对大气泡进行去除，二级除泡系统30通过真空泵303产生的负压挤破气泡的方式，对小气泡进行去除，两级除泡系统的结合能够使反应液的气泡得到全部或大部分的去除，避免气泡对反应液后续工艺的影响。
40.2)在一级除泡系统20与二级除泡系统30之间增加液封管205，使得在一级除泡系统20中破裂的气泡释放的气体无法进入二级除泡系统30中，便于二级除泡系统30对反应液中剩余气泡进行二次去除；
41.3)设置在真空罐301处的搅拌件305以及真空泵303的结合，实现对真空罐301中反应液的小气泡进行充分去除。
42.4)一级除泡系统20和二级除泡系统30的材料要求低、结构简单、经济性好。
43.显然，上述所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
44.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。
45.以上所述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，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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。