本实用新型涉及一种熔盐电解金属锂的装置，包括加热装置、槽体、顶盖、底部连通通道、阳极、阴极、出氯气口、阳极接线柱、进料口、中墙、阴极接线柱、出锂口、集锂室、阴极空腔出口、集锂口、电解室；本实用新型设有底部连通通道，能保持平稳的液面高度，保证液态锂稳定产出，阳极高度高于阴极，保证阴阳反应独立进行，不进行逆反应，阳极、阴极之间间隙设置为5‑10mm，相同液量反应时间更长，可使反应更充分，U型换热管能保持稳定的电解温度，保证电解槽高电解效率，该电解槽可以使电解反应更加完全，产出锂纯度更高，同时降

  1.一种熔盐电解金属锂的装置，其特征是，包括加热装置（1）、槽体（2）、顶盖（3）、底

  部连通通道（4）、阳极（5）、阴极（6）、出氯气口（7）、阳极接线）、阴极接线）、电解室（20）；

  槽体（2）外部设置加热装置（1），槽体（2）内设置电解室（20）与集锂室（17）；

  电解室（20）与集锂室（17）上部由中墙（13）隔开，电解室（20）和集锂室（17）的底部由底

  集锂室（17）上面的顶盖（3）上设有进料口（11）、出锂口（16），电解室（20）上面的顶盖

  电解室（20）内设置多个阴极（6）、多个阳极（5），阴极（6）和阳极（5）交替放置，阴极（6）

  和阳极（5）之间有阴阳极间通道（9），每个阴极（6）内部设置空腔，顶部设置梯形集锂口

  （19），侧面设置阴极空腔出口（18），空腔、集锂口（19）、阴极空腔出口（18）联通，阴极空腔出

  口（18）连通集锂室（17），阴极（6）、阳极（5）分别通过阴极接线）和阳极接线）与导

  2.根据权利要求1所述熔盐电解金属锂的装置，其特征是：电解室（20）与集锂室（17）

  3.根据权利要求1所述熔盐电解金属锂的装置，其特征是：还包括U型换热管（21），U

  型换热管（21）位于集锂室（17）内部，U型换热管（21）一端为热交换管入口（12），热交换管入

  U型换热管（21）另一端为热交换管出口（15），热交换管入口（12）、热

  4.根据权利要求1所述熔盐电解金属锂的装置，其特征是：中墙（13）和阴极（6）底部

  5.根据权利要求1所述熔盐电解金属锂的装置，其特征是：阴阳极间通道（9）设置为

  5‑10mm，阴极（6）、阳极（5）底部处于同一水平面，顶部是阳极（5）高于阴极（6）。

  6.根据权利要求1所述熔盐电解金属锂的装置，其特征是：出氯气口（7）连接抽气泵，

  7.根据权利要求1所述熔盐电解金属锂的装置，其特征是：所述加热装置（1）为加热

  [0001]本实用新型属于有色金属冶金领域，涉及一种熔盐电解金属锂装置。

  [0002]锂是世界上最轻、最活泼的金属，被誉为“工业味精”，具备极其重大的战略资源作用，

  锂金属在每个方面包括电力、航空航天、制药、塑胶、陶瓷、核工业、航天工程、现代制造技术

  等方面都存在广泛的应用，是现代技术和科学工程中不可或缺的重要部分，有很重要

  [0003]锂的纯度在不一样的行业、不相同的领域的要求而不一样，甚至差别很大。例如纯度较低的

  金属锂经常被用来合成橡胶，而高纯度的金属锂则大范围的应用在锂电池、锂合金及核能等重

  要高端领域，通常均要求锂的纯度在99.9％以上。高纯度的锂金属常常要在熔盐电解法

  制得的金属锂的基础上进一步精馏提纯得到，这显然增大了高纯金属锂的生产所带来的成本，因此

  [0004]国外电解金属锂使用美国和德国电解槽居多，美国无隔板锂电解槽槽体由钢板焊

  成，外壁和底部用气体火焰加热，由顶部插入5根石墨阳极，垂直安放，阴极固定在槽底，由

  低碳钢制作。德国电解槽是用耐火砖做成的，用滑石或人造刚玉做槽衬，槽上用同一材料制

  成的盖板，在盖板上有操作孔，阴极从槽底垂直插入，阴极上部悬挂有圆筒接收器，用于收

  集从熔融体中浮起的金属锂，接收器周围包有隔膜。我国电解槽以圆形槽为主，槽盖上的出

  锂桶收集电解产生的液态金属锂，电解槽温控装置设置在槽体外部。以上三种电解槽在能

  耗方面，电损耗均超过70kWh/kg，无自动化装置，生产效率较低，生产所带来的成本高，电解槽使用寿

  命不超过3年，逆反应效应较强，电解效率不足90％，电解产物纯度不足98.5％。

  [0005]本实用新型提供一种熔盐电解金属锂装置，LiCl‑KCl电解液经本装置电解后能够

  [0007]一种熔盐电解金属锂装置，包括加热装置1、槽体2、顶盖3、底部连通通道4、阳极5、

  [0008]槽体2外部设置加热装置1，槽体2内设置电解室20与集锂室17；

  [0009]电解室20与集锂室17上部由中墙13隔开，电解室20和集锂室17的底部由底部连通

  [0011]集锂室17上面的顶盖3上设有进料口11、出锂口16，电解室20上面的顶盖3上设有

  [0012]电解室20内设置多个阴极6、多个阳极5，阴极6和阳极5交替放置，阴极6和阳极5之

  间存在阴阳极间通道9，供电解液流通，每个阴极6内部设置空腔，顶部设置梯形集锂口19，

  侧面设置阴极空腔出口18，空腔、集锂口19、阴极空腔出口18联通，阴极空腔出口18连通集

  [0013]所述电解室20与集锂室17之间的中墙13上开有卡槽，阴极空腔出口18卡在卡槽

  [0014]所述熔盐电解金属锂装置还包括U型换热管21，U型换热管21位于集锂室17内部，U

  型换热管21一端为热交换管入口12，热交换管入口12一端设置气泵，U型换热管21另一端为

  热交换管出口15，热交换管入口12、热交换管出口15设置在顶盖3上，U型换热管21是进行U

  [0015]所述中墙13和阴极6底端设置支撑柱10，中墙13和支撑柱10由耐火墙砖砌成。

  [0016]所述相邻两块阴极6、阳极5之间间隙即阴阳极间通道9，设置为5‑10mm，阴极6、阳

  [0017]所述出氯气口7连接抽气泵，且抽气泵入口设置氯气浓度传感器，抽气泵与氯气收

  [0020]本实用新型通过电解生成高纯锂，降低了电解锂的耗电量，实现设备的自动化，大

  大节约了生产耗电和人力成本、具有简单易操作、产出率高、安全、产物纯度高等优点。

  [0029]图中：1‑加热装置、2‑槽体、3‑顶盖、4‑底部连通通道、5‑阳极、6‑阴极、7‑出氯气

  [0032]一种熔盐电解金属锂装置，其优点是低能耗电解生成高纯锂，实现设备的自动

  化，大大节约了生产耗电和人力成本，且具有简单易操作、产出率高、安全、产物纯度高等优

  [0033]本实用新型熔盐电解金属锂装置，如图1、2、3、4、5、6、7、8所示，包括加热装置1、槽

  体2、顶盖3、底部连通通道4、阳极5、阴极6、出氯气口7、阳极接线、中墙13、阴极接线、集锂口19、电解室20、U型换热管21；

  [0034]槽体2侧面外部设置加热装置1，加热装置1为加热电阻，槽体2碳钢焊接而成，槽体

  [0035]电解室20与集锂室17中间上部由耐火墙砖砌成的中墙13隔开，中墙13由底部耐火

  [0037]集锂室17上面的顶盖3上设有进料口11、出锂口16、热交换管入口12、热交换管出

  口15，热交换管入口12一端设置气泵，热交换管入口12另一端连接U型换热管21，U型换热管

  21位于集锂室17内部，U型换热管21另一端连接热交换管出口15，集锂室17内部的热交换管

  [0038]电解室20上面的顶盖3上还设有出氯气口7，出氯气口7连接抽气泵，且抽气泵入口

  [0039]电解室20内设置5个阴极6、4个阳极5，阴极6和阳极5交替放置，阴极6由底部支撑

  柱10支撑，支撑柱是耐火墙砖砌成，每个阴极6内部设置空腔，顶部设置梯形集锂口19，侧面

  设置阴极空腔出口18，空腔、集锂口19、阴极空腔出口18联通，电解室20与集锂室17之间的

  中墙13上开有卡槽，阴极空腔出口18卡在卡槽内，阴极空腔出口18正对集锂室17，锂液进入

  阴极6、阳极5之间间隙即阴阳极间通道9设置为5‑10mm，阴极6、阳极5底部处于同一水平面，

  顶部是阳极5高于阴极6，保证阴阳反应独立进行，不进行逆反应，外部供电设备电压为5‑

  6.5V，电流2‑60kA，槽体2外壁设置保温耐火砖进行保温，槽体2内部设置热电偶对内部温度

  [0041]运行过程中，集锂室17的电解液(50％KCl‑50％LiCl电解质)通过底部连通通道4

  并经由阴阳极间通道9填充到电解室20，并保持电解室20和集锂室17的液面高度一致，加热

  装置1加热槽体2内部至390‑450℃，阴极6、阳极5接入5‑6.5V，2‑60kA电源，电解液在阴阳极

  之间的缝隙与极板充分接触，阴极6生成的金属锂上浮于电解室20上层，阳极5产生的氯气

  在阴阳极的夹缝上浮于电解室20的液面上部，槽体2内有氯气产生时，氯气浓度传感器感应

  到氯气，打开抽氯气泵，从出氯气口7排出氯气并采用氯气收集装置进行收集，氯气的产生

  带动槽体2内部物质流动，电解室20生成的液态金属锂和电解液从阴极6上方集锂口19流入

  阴极空腔，再从阴极空腔出口18流入集锂室17，金属锂浮在集锂室17上层，在出锂口16将浮

  着的液态金属锂用虹吸装置吸出，得到理想纯度金属锂，由气泵在热交换管入口12通入常

  温空气进入集锂室17内部，吸收槽体2内部热量，热交换管出口15排出热气，保持槽体2内部

  [0042]本实用新型通过改进阴阳极板间距，增加了电解质与极板的接触面积，使反应进

  行更加充分，提高电解效率至90％以上，同时降低了压降，降低了热损耗，可使能耗降低到

  [0043]本实用新型槽内完全隔绝空气，产物由虹吸装置密闭吸出，U型换热管21作为热交

  换装置与槽体2内气体隔绝，氯气单向抽出，保证产出金属锂无氧化反应，抽氯装置通过传

  感器及时抽出产生的氯气，产生的金属锂存储于集锂室隔绝氯气，减少逆反应，产出金属锂

  [0044]本实用新型产物锂由虹吸装置自动吸出，氯气自动排放，降低了人工操作成本，提

  高了生产效率，槽体2内保温效果良好，不易在内壁析出金属锂，降低腐蚀，大幅度的提升使用寿

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