專(zhuān)利名稱(chēng)：一種反應(yīng)釜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種化學(xué)反應(yīng)設(shè)備，尤其涉及一種特別適合于濕法制備固體顆粒料的反應(yīng)釜。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代固體粉末材料的合成方法之一是濕法合成，通常是將原材料配制成溶液，利用沉淀反應(yīng)將產(chǎn)物從反應(yīng)溶液中沉淀出來(lái)。濕法合成一般使用反應(yīng)釜作為生產(chǎn)容器，所使用的反應(yīng)釜通常由釜體、釜蓋、攪拌、加熱管或夾套、進(jìn)料口、出料口、測(cè)量口等構(gòu)成；當(dāng)要求反應(yīng)物料要充分混合的時(shí)候，所使用反應(yīng)釜的內(nèi)壁沿豎向還可固定有一定數(shù)量的擋板。
濕法合成有時(shí)候采用連續(xù)溢流的方式，就是一邊從反應(yīng)釜底部進(jìn)料、一邊從反應(yīng)釜頂部出料，而反應(yīng)釜不停歇地進(jìn)行生產(chǎn)，這樣一方面提高了生產(chǎn)效率，另一方面有利于控制顆粒產(chǎn)品的粒度均勻及品質(zhì)穩(wěn)定。已有的溢流反應(yīng)釜一般在反應(yīng)腔內(nèi)壁設(shè)置豎直式擋板，在反應(yīng)釜下部進(jìn)行合成反應(yīng)并通過(guò)反應(yīng)腔上部的溢流口排出反應(yīng)產(chǎn)物。當(dāng)產(chǎn)物比重與反應(yīng)液比重相當(dāng)時(shí)，產(chǎn)物與反應(yīng)液基本混合均勻，溢流出來(lái)的產(chǎn)品容易穩(wěn)定控制，但當(dāng)產(chǎn)物比重比反應(yīng)液比重大時(shí)，則存在產(chǎn)物不能及時(shí)排出反應(yīng)器的缺點(diǎn)。
在濕法合成固體粉末材料領(lǐng)域，對(duì)產(chǎn)品固體粉末材料的粒度和形貌往往有特殊要求，因此必須將合格的沉淀產(chǎn)物及時(shí)從反應(yīng)釜中排出，否則，沉淀物會(huì)繼續(xù)生長(zhǎng)，進(jìn)而影響產(chǎn)品品質(zhì)。例如，鋰離子電池行業(yè)所需的球形四氧化三鈷、球形四氧化三錳、球形氫氧化鈷及球形錳鎳鈷三元復(fù)合氫氧化物與氧化物，以及鎳氫電池行業(yè)所需的球形氫氧化亞鎳等粉末材料，均是通過(guò)濕法合成，在這些固體粉末材料的應(yīng)用過(guò)程中，往往要求這些固體粉末材料的顆粒不能太大，但這些材料的比重一般都大于反應(yīng)液的密度，因此，用現(xiàn)有的溢流反應(yīng)釜進(jìn)行濕法生產(chǎn)合成時(shí)，反應(yīng)產(chǎn)物容易沉積在反應(yīng)釜的下部，不及時(shí)排出時(shí)則繼續(xù)生長(zhǎng)，進(jìn)而影響到產(chǎn)品的品質(zhì)和使用效果。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作容易、 成本較低、產(chǎn)品均勻且比重高的特別適合于濕法制備固體顆粒料(例如鋰離子電池及鎳氫電池正極材料)的反應(yīng)釜。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為一種反應(yīng)釜(特別適合于濕法制備固體顆粒料的反應(yīng)釜)，所述反應(yīng)釜的反應(yīng)腔中裝設(shè)有攪拌器，所述反應(yīng)釜的底部開(kāi)設(shè)有進(jìn)料口，所述反應(yīng)釜的上部開(kāi)設(shè)有溢流口，靠近所述攪拌器的攪拌槳位置設(shè)有橫式擋流板組件，所述攪拌槳上方的反應(yīng)腔中繞設(shè)有螺旋式導(dǎo)流板，所述螺旋式導(dǎo)流板引至所述溢流口處。該反應(yīng)釜特別適合于濕法制備固體顆粒料，例如鋰離子電池及鎳氫電池正極材料等。
上述的反應(yīng)釜中，所述攪拌器優(yōu)選為雙層槳式攪拌器，所述橫式擋流板組件設(shè)置在所述雙層槳式攪拌器的上攪拌槳與下攪拌槳之間。該優(yōu)選的反應(yīng)釜中，所述橫式擋流板組件的高度建議為上攪拌槳與下攪拌槳之間垂直距離的0. 3 0. 8倍。本發(fā)明優(yōu)選的雙層槳式攪拌器一方面能夠?qū)崿F(xiàn)反應(yīng)釜下部區(qū)域物料的充分混合，另一方面能夠保證物料在反應(yīng)釜的中部及上部實(shí)現(xiàn)一定強(qiáng)度的旋流。
上述的反應(yīng)釜中，所述橫式擋流板組件可以為各種形狀或結(jié)構(gòu)的組件，例如可以是兩塊橫擋板組成的平行框架(兩塊橫擋板兩端固接在反應(yīng)腔內(nèi)壁上)，也可以是三塊以上的橫擋板組成的各種多邊形框架(各多邊形的頂點(diǎn)固接在反應(yīng)腔的內(nèi)壁上)，但優(yōu)選為三角形框式構(gòu)架(更優(yōu)選為正三角形框式構(gòu)架)或四邊形框式構(gòu)架(更優(yōu)選為正方形框式構(gòu)架)。 所述三角形框式構(gòu)架的三個(gè)頂點(diǎn)可分別固接在所述反應(yīng)腔的內(nèi)壁上。所述四邊形框式構(gòu)架的四個(gè)頂點(diǎn)分別固接在所述反應(yīng)腔的內(nèi)壁上。
上述的反應(yīng)釜中，所述螺旋式導(dǎo)流板的位置和高度沒(méi)有十分嚴(yán)格的要求，但其螺旋起點(diǎn)優(yōu)選與所述攪拌器的上攪拌槳位于同一水平高度，所述螺旋式導(dǎo)流板的螺旋終點(diǎn)于所述溢流口的管口下端后終止。
上述的反應(yīng)釜中，所述螺旋式導(dǎo)流板沿反應(yīng)腔徑向的寬度優(yōu)選為Icm 10cm，所述螺旋式導(dǎo)流板的螺旋螺距優(yōu)選為IOcm 30cm。
本發(fā)明反應(yīng)釜的材質(zhì)無(wú)特別要求，可以為塑料、不銹鋼、鈦材等各種材質(zhì)。對(duì)于上述本發(fā)明反應(yīng)釜的加熱方式無(wú)需做特別限定，可以為夾套加熱，也可以為釜內(nèi)盤(pán)管加熱等各種加熱方式。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明的反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作容易，成本較低；將本發(fā)明的反應(yīng)釜應(yīng)用于濕法合成顆粒型物料時(shí)，本發(fā)明的設(shè)置的橫式擋流板組件能夠更好地保證反應(yīng)物料的充分混合均勻，使反應(yīng)制備的反應(yīng)產(chǎn)物具有更好的均質(zhì)性；另外通過(guò)與本發(fā)明反應(yīng)釜中的螺旋式導(dǎo)流板配合，可連續(xù)溢流生產(chǎn)出高比重、高均勻性的固體顆粒產(chǎn)品，產(chǎn)品的品質(zhì)更加有保證，產(chǎn)品的性能更符合實(shí)際應(yīng)用的要求。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例中反應(yīng)釜的主視圖(去除部分側(cè)壁)。
圖2為本發(fā)明實(shí)施例中設(shè)有螺旋式導(dǎo)流板的反應(yīng)釜側(cè)壁的立體視圖。
圖3為本發(fā)明實(shí)施例1中設(shè)有三角形框式構(gòu)架的反應(yīng)釜側(cè)壁的仰視圖。
圖4為本發(fā)明實(shí)施例2中設(shè)有正方形框式構(gòu)架的反應(yīng)釜側(cè)壁的仰視圖。
圖例說(shuō)明1、反應(yīng)腔；11、進(jìn)料口 ；12、測(cè)量口 ；13、溢流口 ；14、人孔；15、底閥口 ；2、攪拌器；21、上攪拌槳；22、下攪拌槳；23、動(dòng)力裝置；3、橫式擋流板組件；31、正三角形框式構(gòu)架；32、正四邊形框式構(gòu)架；4、螺旋式導(dǎo)流板；5、釜體；51、側(cè)壁；52、釜底；6、釜蓋。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
實(shí)施例1 一種如圖1 圖2所示的本發(fā)明的反應(yīng)釜，該反應(yīng)釜包括由釜體5和釜蓋6構(gòu)成的反應(yīng)腔1，釜體5包括周向的側(cè)壁51和與側(cè)壁51相連的釜底52 ；該反應(yīng)釜的反應(yīng)腔1中裝設(shè)有攪拌器2，與攪拌器2相連的動(dòng)力裝置23安裝在釜蓋6上；反應(yīng)釜的釜底52上開(kāi)設(shè)有兩個(gè)進(jìn)料口 11和一個(gè)測(cè)量口 12 (進(jìn)料口的測(cè)量口的位置可以任意互換)，釜底52的中心位置開(kāi)設(shè)有底閥口 15，反應(yīng)釜的上部開(kāi)設(shè)有溢流口 13，釜蓋6上還開(kāi)設(shè)有人孔14。靠近攪拌器 2的攪拌槳位置設(shè)有橫式擋流板組件3，攪拌槳上方的反應(yīng)腔1中繞設(shè)有螺旋式導(dǎo)流板4，螺旋式導(dǎo)流板4引至溢流口 13處。
本實(shí)施例的反應(yīng)釜中，攪拌器2為雙層槳式攪拌器，橫式擋流板組件3設(shè)置在雙層槳式攪拌器的上攪拌槳21與下攪拌槳22之間。本實(shí)施例中，橫式擋流板組件3的高度H 為上攪拌槳21與下攪拌槳22之間垂直距離的0. 4倍。
本實(shí)施例的反應(yīng)釜中，橫式擋流板組件3設(shè)置為如圖3所示的正三角形框式構(gòu)架31。如圖3所示的正三角形框式構(gòu)架31的三個(gè)頂點(diǎn)分別固接在反應(yīng)腔1的內(nèi)壁上。
本實(shí)施例的反應(yīng)釜中，螺旋式導(dǎo)流板4的螺旋起點(diǎn)與攪拌器2的上攪拌槳21位于同一水平高度，螺旋式導(dǎo)流板4的螺旋終點(diǎn)于溢流口 13的管口下端后終止。本實(shí)施例中， 螺旋式導(dǎo)流板4沿反應(yīng)腔1徑向的寬度W為3cm (Icm IOcm均可)，螺旋式導(dǎo)流板4的螺旋螺距為15cm (IOcm 30cm均可)。
本實(shí)施例反應(yīng)釜的工作原理為反應(yīng)物料從反應(yīng)釜釜底52的進(jìn)料口 11處進(jìn)入反應(yīng)釜的反應(yīng)腔1中，在攪拌器2的作用下，反應(yīng)物料在反應(yīng)腔內(nèi)旋轉(zhuǎn)、翻轉(zhuǎn)；在攪拌器2產(chǎn)生的旋流和橫式擋流板組件3的共同作用下，反應(yīng)制得的高比重固體顆粒被離心甩到反應(yīng)釜的側(cè)壁51周?chē)?，然后繼續(xù)被旋流推動(dòng)，沿側(cè)壁51上設(shè)置的螺旋式導(dǎo)流板4逐漸被推高至溢流口 13出而排出。本實(shí)施例反應(yīng)釜中的進(jìn)料口 11與測(cè)量口 12分別用于物料的進(jìn)料與反應(yīng)參數(shù)(如溫度、PH值等)的測(cè)控，其數(shù)量可根據(jù)需要適當(dāng)增加或減少。
實(shí)施例2 一種如圖1 圖2所示的本發(fā)明的反應(yīng)釜，該反應(yīng)釜包括由釜體5和釜蓋6構(gòu)成的反應(yīng)腔1，釜體5包括周向的側(cè)壁51和與側(cè)壁51相連的釜底52 ；該反應(yīng)釜的反應(yīng)腔1中裝設(shè)有攪拌器2，與攪拌器2相連的動(dòng)力裝置23安裝在釜蓋6上；反應(yīng)釜的釜底52上開(kāi)設(shè)有兩個(gè)進(jìn)料口 11和一個(gè)測(cè)量口 12 (進(jìn)料口的測(cè)量口的位置可以任意互換)，釜底52的中心位置開(kāi)設(shè)有底閥口 15，反應(yīng)釜的上部開(kāi)設(shè)有溢流口 13，釜蓋6上還開(kāi)設(shè)有人孔14。靠近攪拌器 2的攪拌槳位置設(shè)有橫式擋流板組件3，攪拌槳上方的反應(yīng)腔1中繞設(shè)有螺旋式導(dǎo)流板4，螺旋式導(dǎo)流板4引至溢流口 13處。
本實(shí)施例的反應(yīng)釜中，攪拌器2為雙層槳式攪拌器，橫式擋流板組件3設(shè)置在雙層槳式攪拌器的上攪拌槳21與下攪拌槳22之間。本實(shí)施例中，橫式擋流板組件3的高度H 為上攪拌槳21與下攪拌槳22之間垂直距離的0. 5倍。
本實(shí)施例的反應(yīng)釜中，橫式擋流板組件3設(shè)置為如圖4所示的正四邊形框式構(gòu)架32。如圖4所示的正四邊形框式構(gòu)架的四個(gè)頂點(diǎn)分別固接在反應(yīng)腔1的內(nèi)壁上。
本實(shí)施例的反應(yīng)釜中，螺旋式導(dǎo)流板4的螺旋起點(diǎn)與攪拌器2的上攪拌槳21位于同一水平高度，螺旋式導(dǎo)流板4的螺旋終點(diǎn)于溢流口 13的管口下端后終止。本實(shí)施例中， 螺旋式導(dǎo)流板4沿反應(yīng)腔1徑向的寬度W為5cm (Icm IOcm均可)，螺旋式導(dǎo)流板4的螺旋螺距為20cm (IOcm 30cm均可)。
本實(shí)施例反應(yīng)釜的工作原理與實(shí)施例1基本相同。
權(quán)利要求
1.一種反應(yīng)釜，所述反應(yīng)釜的反應(yīng)腔中裝設(shè)有攪拌器，所述反應(yīng)釜的底部開(kāi)設(shè)有進(jìn)料口，所述反應(yīng)釜的上部開(kāi)設(shè)有溢流口，其特征在于靠近所述攪拌器的攪拌槳位置設(shè)有橫式擋流板組件，所述攪拌槳上方的反應(yīng)腔中繞設(shè)有螺旋式導(dǎo)流板，所述螺旋式導(dǎo)流板引至所述溢流口處。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)釜，其特征在于所述攪拌器為雙層槳式攪拌器，所述橫式擋流板組件設(shè)置在所述雙層槳式攪拌器的上攪拌槳與下攪拌槳之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的反應(yīng)釜，其特征在于所述橫式擋流板組件的高度為上攪拌槳與下攪拌槳之間垂直距離的0. 3 0. 8倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的反應(yīng)釜，其特征在于所述橫式擋流板組件為三角形框式構(gòu)架，且三角形框式構(gòu)架的三個(gè)頂點(diǎn)分別固接在所述反應(yīng)腔的內(nèi)壁上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的反應(yīng)釜，其特征在于所述三角形框式構(gòu)架為正三角形框式構(gòu)架。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的反應(yīng)釜，其特征在于所述橫式擋流板組件為四邊形框式構(gòu)架，且四邊形框式構(gòu)架的四個(gè)頂點(diǎn)分別固接在所述反應(yīng)腔的內(nèi)壁上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的反應(yīng)釜，其特征在于所述四邊形框式構(gòu)架為正方形框式構(gòu)^K O
8.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的反應(yīng)釜，其特征在于所述螺旋式導(dǎo)流板的螺旋起點(diǎn)與所述攪拌器的上攪拌槳位于同一水平高度，所述螺旋式導(dǎo)流板的螺旋終點(diǎn)于所述溢流口的管口下端后終止。
9.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的反應(yīng)釜，其特征在于所述螺旋式導(dǎo)流板沿反應(yīng)腔徑向的寬度為Icm 10cm，所述螺旋式導(dǎo)流板的螺旋螺距為IOcm 30cm。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種反應(yīng)釜，反應(yīng)釜的反應(yīng)腔中裝設(shè)有攪拌器，反應(yīng)釜的底部開(kāi)設(shè)有進(jìn)料口，反應(yīng)釜的上部開(kāi)設(shè)有溢流口，靠近攪拌器的攪拌槳位置設(shè)有橫式擋流板組件，攪拌槳上方的反應(yīng)腔中繞設(shè)有螺旋式導(dǎo)流板，螺旋式導(dǎo)流板引至溢流口處。本發(fā)明的反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作容易、成本較低、產(chǎn)品均勻且比重高，特別適合于濕法制備固體顆粒料。
文檔編號(hào)B01J19/18GK102500308SQ20111045793
公開(kāi)日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者劉務(wù)華, 唐素娟, 彭天劍, 申喜元 申請(qǐng)人:湖南匯通科技有限責(zé)任公司