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                      新型筒錐式過濾洗滌設備在高鎳三元材料及前驅體生產中的技術優勢

                      發布時間:2022-06-28

                      新型筒錐式過濾洗滌設備在高鎳三元材料及前驅體生產中的技術優勢

                      隨著鋰離子電池行業的快速發展,目前已經商品化鈷酸鋰材料由于成本較高、比容量偏低、毒性大等方面的原因已經面臨逐漸被三元材料的替代的趨勢。層狀結構的三元材料鎳鈷錳酸鋰由于綜合了錳酸鋰、鈷酸鋰、鎳酸鋰三種材料的優點而具備協同效應,成為具有良好應用前景的鋰離子正極材料之一 ;在三元材料中,高鎳三元材料由于鎳含量更高,具有放電容量高,成本低,污染小等優點。

                      三元材料前驅體的主流工藝流程為:合成、過濾、洗滌、干燥以及三元材料配混料、燒結、粉碎、除鐵等工序,雙瑞干燥分析現有多種過濾洗滌設備的優勢和劣勢,為滿足三元材料前驅體生產工藝高品質、效率高的要求,終于研制成功了集過濾、洗滌于一體的多功能筒錐式二合一設備,兼有反應、萃取、結晶、濃縮、干燥、混合、破碎等多項功能,以滿足三元材料及其前驅體的產業向智能化、大產能、低能耗、環境友好方向發展的需求。

                      過濾和洗滌設備的作用是將反應得到的前驅體漿料實現固液分離,然后采用洗滌液對得到的前驅體濾餅進行洗滌,去除殘留在濾餅中的硫酸根、氯根、鈉離子等。目前大多數前驅體廠家采用過濾洗滌一體化設備,主要有壓濾機、離心機、微孔過濾機、過濾洗滌“二合一”設備等。

                      (1) 壓濾機

                      壓濾機是一種常用的過濾、洗滌設備。傳統壓濾機一般需要人工操作整個壓濾過程,包括進料、壓榨、氣吹、卸料,尤其卸料勞動強度較大,濾餅難脫,整個壓濾周期長,處理量小,脫水和洗滌效果差,并且材質通常為鑄鐵,質量重,易磨損。近幾年,壓濾機技術水平有了較大的提高,全自動壓濾機得到良好的應用,整個壓濾過程實現自動控制,材質上選擇不銹鋼或合成材料,結構上擴大濾室和增大隔膜設計,并且提高了過濾壓力,處理量大,壓濾周期短,脫水效率高,洗滌效果好,能夠滿足三元前驅體的生產要求。

                      (2) 離心機

                      離心機是利用離心力,分離液體與固體顆;蛞后w混合物中不同組分的機械。離心機的核心部件是轉鼓,其圍繞本身軸線高速旋轉的圓筒,通常由電機驅動。固液混合物進入轉鼓后,被迅速帶動與轉鼓同速旋轉,在離心力作用下固液分離,固體顆粒被攔截在轉鼓內壁,液體從離心機排出。常用的離心機類型有三足式離心機、平板式離心機、臥式螺旋離心機、碟片式分離機、管式分離機等,其中三足式離心機和平板式離心機適用于三元前驅體生產。

                      在生產中采用PGZ平板式全自動下部卸料離心機對鎳鈷超細粉體材料進行過濾和洗滌,每批次可以處理大約240kg鎳鈷超細粉體材料濾餅,洗滌6次后,產品中的Na0.01%、SO20.4%、Cl0.05%,能夠滿足洗滌工藝要求,并且金屬回收率在99.7%以上,生產效率較高。

                      (3) 微孔過濾機

                      微孔過濾機為新型固液分離設備,具有運行效率高,過濾精度高的特點。微孔過濾機的結構是在立式密閉機體內懸掛特種高分子的PEPA微孔管,濾液通過微孔管排除。

                      近年來,在超細粉體生產中的過濾和洗滌工序得到了較好的應用。在生產中采用微孔過濾機對粒度小、黏性大的超細碳酸鈷粉體進行過濾和洗滌,zui終洗滌用水單耗在4.0t/h,可以使Na含量小于0.005%,并且金屬回收率在99.7%以上,母液中金屬鈷的含量為20mg/L,濾餅含水量約20%。

                      (4) 過濾、洗滌“二合一”設備(平板式)

                      過濾、洗滌“二合一”設備是在過濾、洗滌、干燥“三合一”設備的基礎上簡化后的產品,在一個密閉容器內完成過濾、洗滌二道工序,主要用于醫藥行業,解決了易燃、易爆、有毒產品的連續生產,特別適應洗滌效果要求較高的物料,并且能夠減輕操作過程的勞動強度,減少了成品的損耗。該設備近年來開始在三元前驅體生產上應用。



                      三元材料前驅體筒錐式過濾洗滌設備 工作原理

                      現有過濾、洗滌“二合一”的結構是平板式,但是在長期生產使用中發現一些缺陷,例如:圓形平底過濾面積;側面出料,導致出料干凈;過濾效果不理想,過濾過程中的物料翻動小,效率低。

                      為了克服上述單元設備組合中存在的問題與不足,同時滿足三元材料前驅體生產工藝高品質、高效率的要求,我公司進行了大量的設計研發工作,終于研制成功了集過濾、洗滌于一體的多功能筒錐式過濾洗滌設備,具有過濾、洗滌主要功能,還兼有反應、萃取、結晶、濃縮、干燥、混合、破碎等多項功能,屬于改進型多功能設備。