[发明专利]一种制锂装置

说明书

技术领域

本发明涉及化工设备，具体涉及一种制锂装置-锂反应器。

背景技术

锂属于第一族元素，独特的化学性质使得它在现代工业中得到了广泛的应用，锂能与多种元素制成合金，例如铝锂、硼锂、铜锂、镁锂、铅锂、硅锂、硅硼锂和银锂等，用于原子能、航空、航天、焊接等工业。作为军用，它可用于潜水艇中的CO吸收剂、热核武器氢弹等；作为民用，它可用于民用工业如润滑脂、空调、合成橡胶、炼铝、医药和玻璃陶瓷等生产部门，且已成为当前锂的主要用途。

锂冶金包括化合物制取和金属制取。由于金属锂活性大，易燃，因此金属制取难度大、工艺可靠性要求高。特别是，对于氯化锂熔体电解制取锂方式来说，目前还没有易于操作实施的专用设备。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种制锂装置，它包括筒体；电流导入部件，固定设置筒体的下方且与筒体之间绝缘；电流导出部件，穿过筒体的中部且与筒体之间绝缘，设置在筒体内的电流导出部件上开有中心通孔；石墨电极，设置在筒体内，其穿过电流导出部件的通孔且其下端与电流导入部件固定连接；收集器，与筒体上腔的内壁固定连接，所述收集器沿径向分为内外两个腔室且所述两个腔室分别与收集器下方的筒体的内腔连通，中部腔室的上方设置有气体出口53，外部腔室的上方设置有液体进出口54。

工作原理：经液体进出口注入一定量的熔融状态的氯化锂，在阴阳极间通入电流，氯离子在阳极失去电子，析出氯气，通过气体出口进行收集；锂离子在阴极得到电子，析出金属锂；电解到一定时间后断电，通过液体进出口取出电解产物金属锂。

作为本发明的改进，它还包括套装在石墨电极与电流导出部件之间筒状镍网，所述镍网的上边缘与收集器的中部腔室的下边缘固定连接；所述镍网分别与石墨电极的外表面和电流导出部件上的中心通孔壁之间形成有间隙。

作为本发明的进一步改进，所述电流导入部件中部的上表面设有凹坑，所述石墨电极的下端置于该凹坑中并采用巴氏合金浇铸固定。

作为本发明的更进一步改进，所述电流导入部件中部的下表面设有封闭空腔，所述封闭空腔的侧壁上开有两个通孔。

另外，所述电流导入部件的电流导入和导出端分别开有降温通孔；所述电流导出部件的电流导入和导出端分别开有降温通孔。如此设计，可保持低的筒体温度，显著降低金属锂中氧和氮的含量。

本发明所述制锂装置具有结构设计合理、工艺简单以及可操作性好的优点，该装置所制得的金属锂产品纯度高，成本低；具有广阔的应用前景。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明所述电流导入部件2的纵剖图；

图3是本发明所述电流导入部件2的俯视图；

图4是本发明所述电流导出部件3的纵剖图；

图5是本发明所述电流导出部件3的俯视图；

图6是本发明所述石墨电极4的局部剖视图；

图7是本发明所述石墨电极4的俯视图；

图8是本发明所述收集器5的主视图；

图9是本发明所述收集器5的俯视图。

具体实施方式

下面结合说明书附图具体说明具体实施方式。

如图1所示，本实施方式所述锂反应器主要由电流导入部件2、电流导出部件3、石墨电极4、下筒体12、筒状镍网6、收集器5、上筒体11、上盖9、收集器托盘10、支撑角钢17、堵板18、第一绝缘垫片13、第二绝缘垫片14、第三绝缘垫片15和绝缘套16组成。所述电流导入部件2的材质采用石墨；所述电流导出部件3的材质采用铸铁。

上述电流导入部件2与堵板18之间设置有第一绝缘垫片13，通过螺钉连接到一起；电流导入部件2与下筒体12之间设置有第二绝缘垫片14，通过绝缘套16和螺栓连接到一起，确保电流导入部件2与下筒体12之间绝缘；下筒体12与上筒体11之间设置有电流导出部件3和绝缘垫片15，通过绝缘套16和螺栓连接到一起，确保下筒体12与上筒体11之间之间绝缘；支撑角钢17与上筒体11之间为焊接结构，收集器托盘10与支撑角钢17通过螺栓连接；收集器5放在收集器托盘10上；上盖9与上筒体8通过螺栓连接。所述石墨电极4设置在筒体1内，其穿过电流导出部件3中部的通孔31且其下端与电流导入部件2固定连接；具体地，所述电流导入部件2中部的上表面设有凹坑21，所述石墨电极4的下端置于该凹坑21中并采用巴氏合金7浇铸固定。所述收集器5沿径向分为内外两个腔室且所述两个腔室分别与收集器5下方的筒体1的内腔连通，中部腔室51的上方设置有气体出口53，外部腔室52的上方设置有液体进出口54。