本實用新型屬于電池材料制造領域，具體涉及一種結塊物料除雜設備。

背景技術：

化工產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，有些固體原料和輔料含有一些不需要的可溶性雜質(zhì)元素，需要將雜質(zhì)洗滌到一定要求才能使用。如鹽湖鹵水制備的粗制碳酸鋰中Na含量高，且物料板結、結塊現(xiàn)象嚴重，常規(guī)的漿洗很難把包裹在里層的Na雜質(zhì)洗除，洗滌效果差。

并且，在這些板結物料中，除了Na等含量高的可溶性雜質(zhì)外，往往含有一定的磁性異物，這些磁性異物的存在給鋰電池的安全性能帶來了很大的隱患，鋰離子電池材料的產(chǎn)品質(zhì)量特別是磁性異物的控制是解決鋰離子電池安全問題的關鍵。

目前，國內(nèi)電池廠家對鋰電池正極材料磁性異物含量的要求一般為100ppb左右，動力電池用鋰離子電池正極材料中的磁性異物含量更高要求一般為50ppb以內(nèi)，國外動力電池公司對鋰離子電池正極材料中磁性異物含量的要求則更高。所以，在生產(chǎn)過程中必須嚴格把控鋰離子電池材料中磁性異物顆粒的尺寸、種類和總含量，磁性異物含量的高低是衡量鋰離子電池正極材料品質(zhì)高低的重要標準。

因此，亟需一種能夠有效地去除板結物料中的可溶性雜質(zhì)和磁性異物雜質(zhì)的除雜裝置。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型是為了解決上述課題而進行的，目的在于提供一種能夠有效地提高除雜效果的結塊物料除雜設備。

本實用新型為了實現(xiàn)上述目的，采用了以下結構。

本實用新型所涉及的一種結塊物料除雜設備，其特征在于，具有：洗滌裝置，對結塊物料進行洗滌；和離心機，對從洗滌裝置排出的混合物進行離心從而分離物料和洗水，其中，洗滌裝置包括：進料初破部，對結塊物料進行初破碎，得到初破碎物料，包括：第一組初破輥、第二組初破輥和一組噴液嘴，第一組初破輥含有至少兩個間隔一定間距對向設置、并沿著結塊物料的進料方向相垂直的橫向方向排列的第一輥，第二組初破輥被安裝在第一組初破輥的下方，并且含有至少三個相互間隔預定間距對向設置、沿著橫向方向排列的第二輥，第二輥的輥間距小于第一輥的輥間距，一組噴液嘴安裝在第二組初破輥的近旁，向進入第二組初破輥的物料噴淋洗水，球磨部，位于進料初破部下方，對初破碎物料進行球磨和洗滌，包括：容納初破碎物料和洗水的釜體，位于釜體內(nèi)、對初破碎物料進行研磨的直徑不同的至少三種磨球，和安裝在釜體中、攪動磨球、初破碎物料和洗水的攪拌槳；以及溢流出料部，與球磨部相連通，將洗滌好的細小物料和洗水的混合物排出，包括：一端與釜體的底部相連、另一端傾斜向上延伸的導料腔，與導料腔的另一端相連通、并向上延伸、讓粗顆粒物料和磨球自然下沉使細小物料不斷向上堆積的分離腔，和位于分離腔的上部，讓堆積的細小物料流出的出料口部；除磁異構件，安裝在溢流出料部中，包括：可拆卸地安裝在溢流出料部中的安裝架，和安裝在安裝架中對物料中的磁性異物進行吸附去除的復數(shù)個磁擋板；以及保護清洗部，包括套裝并貼合在每一個磁擋板上的具有彈性的至少一個耐磨損的可充氣膜，安裝在安裝架上并與可充氣膜相連通、用于對可充氣膜進行充氣和放氣的充放氣構件，和固定在溢流出料部底部的排液閥。

本實用新型所涉及的結塊物料除雜設備，還可以具有這樣的特征：磁擋板斜向下傾斜并與水平面成一定夾角，夾角為30~60°。

本實用新型所涉及的結塊物料除雜設備，還可以具有這樣的特征：磁擋板可拆卸地安裝在安裝架中。

本實用新型所涉及的結塊物料除雜設備，還可以具有這樣的特征：可充氣膜的個數(shù)與磁擋板的個數(shù)相等，每個可充氣膜都與一個磁擋板相貼合。

本實用新型所涉及的結塊物料除雜設備，還可以具有這樣的特征：第一輥的直徑為15~50cm，輥間距為5~10mm，第二輥的直徑為10~30cm, 輥間距為1~4mm。

本實用新型所涉及的結塊物料除雜設備，還可以具有這樣的特征：三種磨球包括復數(shù)個大球、復數(shù)個中球和復數(shù)個小球，大球的直徑為40~60mm，中球的直徑為20~30mm，小球的直徑為5~15mm。

本實用新型所涉及的結塊物料除雜設備，還可以具有這樣的特征：三種磨球占釜體的體積的1/10~1/50。

本實用新型所涉及的結塊物料除雜設備，還可以具有這樣的特征：攪拌槳具有雙層剪切式槳葉。

本實用新型所涉及的結塊物料除雜設備，還可以具有這樣的特征：分離腔的橫截面積從上往下依次遞減，釜體與分離腔的高度相同，體積比為1：0.1~0.5。

本實用新型所涉及的結塊物料除雜設備，還可以具有這樣的特征：上述離心機為臥式活塞推料離心機或自動卸料離心機。

實用新型的作用與效果

根據(jù)本實用新型的結塊物料除雜設備，因為進料初破部中的第一組初破輥和第二組初破輥能夠?qū)Y塊物料分級進行初破碎，并且噴液嘴還能夠?qū)ξ锪蠂娏芟此粌H使得結塊物料能夠被均勻有效地破碎，從而使得包裹的可溶性雜質(zhì)被洗水初步洗滌，通過噴淋洗水還能夠加速物料通過，提高破碎速度；進一步，經(jīng)進料初破部破碎后的初破物料進入球磨部后，由直徑不同的至少三種磨球?qū)ζ溥M行進一步地研磨，能夠使得物料的細度和均勻性都更加好，從而使物料中的可溶性雜質(zhì)更為充分地溶于洗水中；并且，溢流出料部能夠讓未被磨細的粗顆粒物料和磨球通過重力自然下沉，返回釜體內(nèi)繼續(xù)研磨，并使細小物料不斷向上堆積，并由各個磁檔板對細小物料中的磁性異物進行吸附，最后讓細小物料從出料口部流出，進入離心機，再由離心機將細小物料與溶解了雜質(zhì)的洗水進行分離，從而將雜質(zhì)有效地分離出物料，切實地提高洗滌除雜效果。

另外，磁檔板的設置還使得物料從磁檔板之間依次向上流動，從而延長了停留時間，使物料的沉降效果進一步得到提高，進而物料的均勻性和細度也都能進一步提高，除雜效果也會更好。

此外，因為每一個磁擋板上都套裝有具有彈性的可充氣膜，充放氣構件與該可充氣膜相連通，能夠?qū)沙錃饽みM行充氣和放氣，這樣磁擋板所吸附的磁性異物就會貼附在可充氣膜的表面，當需要清洗時，充放氣構件能夠?qū)沙錃饽みM行充氣，讓可充氣膜遠離磁擋板，膜表面受到的磁性吸附力就會減小至沒有，從而使得磁性異物從膜表面脫落，再用水等清洗液進行沖洗，通過排液閥將清洗液排出即可，清洗過程非常簡單、方便、高效，免拆易清洗，大大縮短了清洗時間，有效地提高了生產(chǎn)進度。

進一步，由于可充氣膜套裝并貼合在每一個磁擋板上，這樣可以避免磁擋板與液態(tài)物料相接觸，從而達到保護磁擋板免受腐蝕和損傷的作用。

附圖說明

圖1是本實用新型涉及的結塊物料除雜設備在實施例中的結構示意圖；

圖2是本實用新型涉及的溢流出料部和除磁異構件在實施例中的結構示意圖；

圖3是顯示實施例中可充氣膜與磁擋板之間位置關系的示意圖；以及

圖4是顯示實施例中可充氣膜被充氣后與磁擋板之間位置關系的示意圖。

具體實施方式

以下參照附圖對本實用新型所涉及的結塊物料除雜設備作詳細闡述。

圖1是本實用新型涉及的結塊物料除雜設備在實施例中的結構示意圖。

如圖1所示，結塊物料除雜設備100用于對結塊物料進行連續(xù)洗滌，從而除去其中的雜質(zhì)，它包括洗滌裝置10和離心機20。本實施例中，是對粗碳酸鋰進行洗滌以除去其中的Na雜質(zhì)和磁性異物雜質(zhì)。

洗滌裝置10用于對結塊物料進行洗滌，它包括進料初破部11、球磨部12、溢流出料部13、除磁異部14以及清洗部（圖1中未顯示）。

進料初破部11用于對結塊物料進行初破碎，得到初破碎物料。它包括殼體111、第一組初破輥112、第二組初破輥113和一組噴液嘴114。

殼體111的上部為漏斗形，作為進料口用于引導結塊物料進入。

第一組初破輥112和第二組初破輥113都安裝在殼體111內(nèi)，位于進料口的下方，能夠?qū)Y塊物料進行二級破碎。

本實施例中，第一組初破輥112含有兩個第一輥112a，這兩個第一輥112a沿著結塊物料的進料方向F相垂直的橫向方向平行排列，兩個第一輥112a相互間隔2cm，每個第一輥112a的直徑都為30cm。

第二組初破輥113被安裝在第一組初破輥112的下方，它含有三個第二輥113a，這三個第二輥113a相互對向設置，都沿著橫向方向排列，并且軸向與第二輥113a的軸向相平行，每兩個第二輥113a相互間隔5cm，每個第三輥113a的直徑都為20cm。

一組噴液嘴114包括兩個噴頭114a，分別安裝在第二組初破輥113的近旁，用于向進入第二組初破輥113的物料噴淋洗水。這里的洗水可以是能夠溶解物料中需要去除的Na雜質(zhì)的溶劑，例如水。通過噴淋洗水可以防止揚塵，并加速物料通過，提高速度，降低對第二組初破輥113的磨損。

球磨部12位于進料初破部11下方，對初破碎物料進行球磨。它包括釜體121、磨球122以及攪拌槳123。

釜體121用于容納初破碎物料、洗水和磨球122，釜體121上設有入口121a和出口121b。入口121a設置在釜體121的頂部，與進料初破部11相連通，讓初破碎物料連同洗水一起進入釜體121。出口121b設置在釜體121的底部，與溢流出料部13相連通。

磨球122位于釜體121內(nèi)，用于對初破碎物料進行研磨，使得物料顆粒更細，從而讓雜質(zhì)更好的溶于洗水中。本實施例中，一共有三種不同直徑的磨球122，分別為大球、中球和小球，大球的直徑為40 mm，中球的直徑為20mm，小球的直徑為10mm。三種磨球122的總體積占釜體121的體積的1/40。磨球122的材質(zhì)可以為高硬度耐磨塑料、硬質(zhì)合金、陶瓷等。另外，可以根據(jù)物料顆粒的徑粒及硬度來調(diào)節(jié)磨球量和磨球大小比例。

攪拌槳123安裝在釜體121中、攪動磨球122、初破碎物料和洗水，進一步提高研磨和溶解的效果。本實施例中，攪拌槳123為雙層剪切式槳葉。在高速攪拌的作用下，初破物料與磨球碰撞磨擦，被研磨成顆粒直徑為20-50μm的細小物料。

溢流出料部13與球磨部12相連通，用于將洗滌好的細小物料排出，同時一部分洗水也會連同細小物料一起被排出。它包括導料腔131、分離腔132以及出料口部133。

導料腔131的一端與釜體121的底部相連、另一端傾斜向上延伸。本實施例中，導料腔131與水平方向的夾角為30°。導料腔131的底部、靠近出口121b的位置處設有一個溢流進料閥131a。

分離腔132與導料腔131的另一端相連通、并向上延伸、讓粗顆粒物料和磨球在重力的作用下自然下沉返回釜體121內(nèi)繼續(xù)球磨，而使細小物料不斷向上堆積。分離腔132的高度與釜體121齊平。分離腔132可以為錐體或多面體，分離腔132的橫截面積從上往下依次遞減。本實施例中分離腔132為錐體，錐體角度30~60度，最佳45度。分離腔132與釜體121的面積比為0.1~0.5：1，本實施例中為0.5：1。

出料口部133位于分離腔132的上部，讓堆積的細小物料和夾帶地部分洗水作為的混合物流出。本實施例中，出料口部133為閥門件。

圖2是本實用新型涉及的溢流出料部和除磁異構件在實施例中的結構示意圖。

如圖1和2所示，除磁異部14安裝在溢流出料部13中，它包括安裝架141和復數(shù)個磁擋板142。

本實施例中，如圖1所示，安裝架141為兩個對向設置的托架，分別作為左側托架141a和右側托架141b，每個托架都可拆卸地固定在分離腔132內(nèi)，方便對除磁異部14進行清理或者更換。

復數(shù)個磁擋板142分別可拆卸地安裝在兩個托架141a上，用于通過磁力對物料中的磁性異物進行吸附去除。每兩個磁擋板142之間的間距在10-100cm都可以，間距越小磁擋板142的數(shù)量就可以越多，由于物料要從磁檔板之間依次向上流動，這樣物料在溢流出料部13內(nèi)停留時間就會延長，物料的沉降效果得到提高，除雜效果會更好。本實施例中，設置有五個磁擋板142，每個磁擋板142都斜向下傾斜并與水平面成一定夾角，夾角可為30~60°，本實施例中為60°。

圖3是顯示實施例中可充氣膜與磁擋板之間位置關系的示意圖。

如圖1~3所示，保護清洗部15用于對磁擋板142進行保護，并對其吸附的磁性異物進行清洗。它包括五個可充氣膜151（圖1中未顯示）、一個充放氣構件152、圖中未顯示的噴水頭以及供水部。

五個可充氣膜151分別對應五個磁擋板142，每個可充氣膜151都套裝并貼合在每磁擋板142上，并且每個可充氣膜151的靠近安裝架141的一端開口并與充放氣構件152封閉性連通。該可充氣膜151是由聚氨脂材料制作而成的表面膜，充氣后能夠膨脹發(fā)生彈性形變，并在放氣后能夠立刻恢復原有形狀，它還具有良好的耐腐蝕和耐磨性能，膜層厚度為0.1~3mm。

圖4是顯示實施例中可充氣膜被充氣后與磁擋板之間位置關系的示意圖。

如圖4所示，當可充氣膜151被充氣后，可充氣膜151會遠離磁擋板142，從貼合狀態(tài)變成與磁擋板142相分離的狀態(tài)，這樣可充氣膜151表面受到的磁性吸附力就會減小至沒有，磁性異物就會失去吸附而從膜表面脫落。

充放氣構件152包括兩個充放氣閥門件152-1、一個充抽氣泵（圖中未顯示）以及兩根連通管道（圖中未顯示）。兩個充放氣閥門件152-1分別安裝在兩個托架141a上。

另外，左側托架141a上安裝有一端與充放氣閥門件152-1相連通的主導氣管（圖中未顯示），主導氣管的另一端引出兩根分導氣管，分別與兩個可充氣膜151封閉性連通。同理，右側托架141b上也安裝有與另一個充放氣閥門件152-1相連通的一根主導氣管，主導氣管的另一端引出三根分導氣管，分別與三個可充氣膜151封閉性連通。

充抽氣泵通過兩根連通管道分別與兩個充放氣閥門件152-1相連，當需要讓可充氣膜151上貼附的磁性異物脫落下來時，對可充氣膜151進行充氣，當需要讓可充氣膜151重新貼合在磁擋板上時，進行抽氣。本實施例中，每次充氣的充氣量可使得每個磁擋板上的可充氣膜151張開3~5cm。

噴水頭是安裝在圖1中所示的分離腔132頂部的靠近釜體121一側的側壁上，用于對套裝在各個磁擋板上的可充氣膜151表面進行噴淋。

供水部與噴水頭相連通，用于為噴水頭提供水。

如圖1所示，排空清洗閥154被固定在溢流出料部13的底部，能夠排出溢流出料部13中的物料，并能夠排出噴淋后的清洗液。

在本實施例中，磁擋板142都為永磁鐵，當它們吸附的磁性異物快要達到飽和時，就可以將溢流進料閥131a關閉，使物料不再從釜體121進入溢流出料部13，在這種情況下，通過打開排空清洗閥154將溢流出料部13中的物料等全部排出（排出的這些物料可以再被送回釜體121），然后關閉排空清洗閥154，把充放氣閥門件152-1打開，充入一定量的氣體，使磁擋板表面的可充氣膜151與磁擋板142分離，膜表面的磁性異物脫落，然后將噴水頭打開噴淋可充氣膜151的表面，進一步將磁性異物打落，然后，再將排空清洗閥154打開，這樣磁性異物就會隨水一起從排空清洗閥154排出，完成清洗。

離心機20與出料口部133相連接，對從出料口部133排出的混合物進行離心從而分離細小物料和洗水。本實施例中，離心機20為臥式活塞推料離心機。在離心機20中，圖中未顯示的主電機帶動轉(zhuǎn)鼓全速旋轉(zhuǎn)，混合物由進料管被連續(xù)引入，均勻分布到轉(zhuǎn)鼓內(nèi)段濾網(wǎng)壁上，在離心力作用下，液相物穿過濾網(wǎng)和轉(zhuǎn)鼓壁濾孔排出轉(zhuǎn)鼓，經(jīng)機殼排液管不斷排出機外，固相物截留在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)，形成環(huán)形濾餅層，然后在活塞的推動下，不斷卸料，進入后續(xù)反應工序的裝置中，例如，進入漿化槽200進行漿化或用袋噸包裝進入下一道工序。在離心的過程中，離心機20中不僅被不斷送入物料混合物，還不斷通入例如熱水等溶劑來進一步洗滌，洗滌后，物料混合物中原有的富集了雜質(zhì)Na的洗水被作為母液直接排向鈉鹽回收裝置，離心過程中新通入的溶劑洗滌后由于雜質(zhì)含量較低，可以將其引回至釜體121內(nèi)繼續(xù)使用，從而可以達到節(jié)省洗滌用溶劑的效果。

在本實施例的結塊物料除雜設備100中，結塊物料首先被第一組初破輥112進行破碎，成為分散狀態(tài)；

然后，進入第二組初破輥113之間，同時，噴頭114a對物料噴淋洗水，使得物料一邊被破碎成更小的顆粒，一邊被淋洗從而使Na雜質(zhì)溶于洗液中；

接著，小顆粒物料連同洗液一同流向入口121a，從而進入釜體121內(nèi)，在攪拌槳123的攪動下，小顆粒物料被磨球122進一步地磨細，其中混雜的雜質(zhì)與釜體121內(nèi)的洗水充分、有效地接觸從而溶解于洗水中，這樣細小物料中的Na雜質(zhì)就被洗滌干凈；

然后，洗滌好的細小物料進入溢流出料部13，通過磁擋板142除去磁性異物，然后被排向離心機20；

最后，由離心機20將細小物料和洗水進行離心分離，從而完成一次洗滌除雜過程。

實施例的作用與效果

根據(jù)本實施例所描述的結塊物料除雜設備，因為進料初破部中的第一組初破輥和第二組初破輥能夠?qū)Y塊物料分級進行初破碎，并且噴液嘴還能夠?qū)ξ锪蠂娏芟此粌H使得結塊物料能夠被均勻有效地破碎，從而使得包裹的Na雜質(zhì)被洗水初步洗滌，通過噴淋洗水還能夠加速物料通過，提高破碎速度；進一步，經(jīng)進料初破部破碎后的初破物料進入球磨部后，由直徑不同的至少三種磨球?qū)ζ溥M行進一步地研磨，能夠使得物料的細度和均勻性都更加好，從而使物料中的雜質(zhì)更為充分地溶于洗水中；并且，溢流出料部能夠讓未被磨細的粗顆粒物料和磨球通過重力自然下沉，返回釜體內(nèi)繼續(xù)研磨，并使細小物料不斷向上堆積，流經(jīng)各個磁擋板除去磁性異物，再從出料口部流出，進入離心機，并由離心機將細小物料與溶解了雜質(zhì)的洗水進行快速分離，從而將雜質(zhì)有效地分離出物料，切實地提高洗滌除雜效果。

進一步，由于磁擋板所吸附的磁性異物會貼附在可充氣膜的表面，當需要清洗時，充放氣構件能夠?qū)沙錃饽みM行充氣，讓可充氣膜遠離磁擋板，這樣膜表面受到的磁性吸附力就會減小至沒有，從而使得磁性異物從膜表面脫落，再用水等清洗液進行沖洗，通過排空清洗閥將清洗液排出即可，清洗過程非常簡單、方便、高效，免拆易清洗，大大縮短了清洗時間，有效地提高了生產(chǎn)進度。

更進一步，由于可充氣膜套裝并貼合在每一個磁擋板上，這樣可以避免磁擋板與液態(tài)物料相接觸，從而達到保護磁擋板免受腐蝕和損傷的作用。

以上實施例僅僅是對本實用新型技術方案所做的舉例說明。本實用新型所涉及的結塊物料除雜設備并不僅僅限定于在以上實施例中所描述的結構，而是以權利要求所限定的范圍為準。本實用新型所屬領域技術人員在該實施例的基礎上所做的任何修改或補充或等效替換，都在本實用新型的權利要求所要求保護的范圍內(nèi)。

在本實用新型中，第一輥的直徑可以為15~50cm，輥間距可以為5~10mm；第二輥的直徑為10~30cm, 輥間距為1~4mm；大球的直徑可以為40~60mm，中球的直徑可以為20~30mm，小球的直徑可以為5~15mm。三種磨球占釜體的體積的1/10~1/50。這些參數(shù)范圍都是通常情況下可以采用的優(yōu)選范圍值，根據(jù)實際情況的需要，也可以對這些尺寸范圍進行調(diào)整。

此外，在上述實施例中，磁擋板都為永磁鐵，本實用新型也可以采用電磁鐵作為磁擋板，在需要吸附磁性異物時給電磁鐵通電從而使得電磁鐵具有磁性，在需要讓磁性異物脫離可充氣膜時，將電磁鐵斷電，由于斷電后磁性不會立刻消失，磁性異物會部分脫離，然后再對可充氣膜進行充氣，就可以使得膜表面磁性全部消失使得磁性異物都脫落下來。

進一步，本實用新型中還可以采用對可充氣膜先充大量氣，然后再抽走部分氣，然后再充氣，這樣多次循環(huán)充放氣的方式讓膜抖動起來，從而將磁性異物彈落，這樣清理效果會更好。