本发明属于锂离子电池副产物回收，具体涉及一种降低沉锂母液锂损失率的mvr-oslo蒸发结晶装置及其应用。
背景技术：
1、电池级碳酸锂的制备方法一般以li2so4为原料，采用纯碱或二氧化碳沉锂，沉锂后，li+以li2co3沉淀下来，但溶液中仍存在少量li+、大量的na+，该溶液称为沉锂母液。由于沉锂母液中无机盐主要为硫酸钠，为了后续更方便从沉锂母液中进一步回收锂，需要提前降低沉锂母液中的硫酸钠含量。但是传统的蒸发结晶器在蒸发结晶得到硫酸钠的过程中，湿盐硫酸钠表面会带走较高含量的锂，导致锂的损失率超过0.1％。因此，如何降低沉锂母液在结晶蒸发得到硫酸钠的过程中锂的损失率，是本发明所要解决的技术问题。
技术实现思路
1、基于上述技术问题，本发明提供一种降低沉锂母液锂损失率的mvr-oslo蒸发结晶装置。采用该装置处理电池级碳酸锂制备过程中的沉锂母液，能够显著降低锂的损失率。
2、具体地，为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
3、一种降低沉锂母液锂损失率的mvr-oslo蒸发结晶装置，包括预热单元、mvr蒸发单元和固液分离单元；所述预热单元包括冷凝水预热器和不凝气预热器；所述mvr蒸发单元包括蒸汽压缩机、强制循环加热器、oslo结晶分离器、强制循环泵和二次分离器；所述固液分离单元包括稠厚器、离心机、母液罐、母液泵、清液罐和清液泵；所述冷凝水预热器与沉锂母液进入端连通，并与所述不凝气预热器连通；所述不凝气预热器与所述oslo结晶分离器连通；所述oslo结晶分离器的蒸发室与所述强制循环加热器的出口连通，所述oslo结晶分离器的结晶室与所述强制循环泵的进口连通；所述强制循环泵的出口与所述强制循环加热器连通；所述蒸汽压缩机的一端连通所述二次分离器，另一端连通所述强制循环加热器的壳程；所述二次分离器与所述oslo结晶分离器连通；所述稠厚器与所述oslo结晶分离器的出口连通，所述稠厚器的溢流口与所述清液罐连通；所述清液罐的出口通过所述清液泵与所述oslo结晶分离器连通；所述稠厚器的出液口与所述离心机连通；所述离心机的出液口与所述母液罐连通；所述母液罐的出液口通过所述母液泵与所述强制循环泵的进口连通。
4、在优选的方案中，所述预热单元包括冷凝水罐和冷凝水泵；所述冷凝水泵和所述强制循环加热器通过所述冷凝水罐连通；所述冷凝水预热器和所述冷凝水罐通过所述冷凝水泵连通。
5、在进一步优选的方案中，所述冷凝水罐上设置有第一液位检测仪，所述冷凝水罐和所述冷凝水泵通过所述第一液位检测仪电气联锁。
6、在优选的方案中，所述强制循环加热器为强制循环式换热器，所述沉锂母液在所述强制循环式换热器的换热管中的循环流速为1.5～3.5m/s。
7、在优选的方案中，所述蒸汽压缩机的温升范围为12℃～20℃。
8、在优选的方案中，所述oslo结晶分离器上设置有第二液位检测仪，所述oslo结晶分离器的进料管道设有进料调节阀，所述第二液位检测仪与所述进料调节阀电连接并且构成pid联锁。
9、在优选的方案中，所述母液罐上设有第三液位检测仪，所述母液罐与所述母液泵通过第三液位检测仪电气联锁。
10、在优选的方案中，所述清液罐上设有第四液位检测仪，所述清液罐与所述清液泵通过第四液位检测仪电气联锁。
11、在优选的方案中，所述稠厚器内设有第一搅拌装置。
12、在优选的方案中，所述清液罐内设置有第二搅拌装置。
13、在优选的方案中，所述母液罐内设置有第三搅拌装置。
14、在优选的方案中，所述预热单元包括进料缓冲罐和进料泵；所述进料缓冲罐与所述沉锂母液进入端连通；所述进料缓冲罐和所述冷凝水预热器通过所述进料泵连通。
15、在优选的方案中，所述固液分离单元包括出料泵，所述稠厚器与所述oslo结晶分离器的出口通过所述出料泵连通。
16、本发明还提供上述任一项所述的方案中的装置在处理电池级碳酸锂的沉锂母液中的应用。采用本发明的装置对制备电池级碳酸锂过程中产生的沉锂母液进行结晶蒸发时，能够对锂的损失率降低至0.03％～0.05％。
17、与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：(1)通过蒸汽压缩机提高oslo结晶分离器产生的二次蒸汽的热能，被提高热能的二次蒸汽作为热源替代新鲜蒸汽，从而可以不需要外部鲜蒸汽，依靠蒸发系统自循环来实现蒸发结晶的目的。这样，原来要废弃的蒸汽就得到了充分的利用，回收了潜热，又提高了热效率。将mvr蒸发单元和现有的多效蒸发装置各自消耗的新鲜蒸汽和电能转化为标准煤消耗量进行比较，相对于现有的三效蒸发装置而言，mvr蒸发单元可以节省75.5％的标准煤。(2)通过预热器(冷凝水预热器和不凝气预热器)回收强制循环加热器的余热，以达到降低mvr-oslo蒸发结晶装置能耗的效果。与没有预热器的装置相比，能耗降低了5％～15％。(3)通过预热器预热的沉锂母液，在强制循环泵的驱动下，沉锂母液在oslo结晶分离器、强制循环泵和强制循环加热器中循环流动。沉锂母液在强制循环加热器的换热管内高速满管道通过，进入oslo结晶分离器中闪蒸，蒸汽由上部排出，流体落下，如此循环，降低了结垢速率，增强了沉锂母液的湍流状态，使得mvr-oslo蒸发结晶装置具有自清洗能力。并且，由于物料在强制循环加热器中无相变，沉锂母液的蒸发过程是在oslo结晶分离器中完成的，因而大大降低了结垢的可能性。(4)由于沉锂母液在强制循环换热器中循环量大、循环速度快、不在换热管内蒸发，换热管内物料浓度不发生变化，不会产生结晶现象，从而能够防止强制循环换热器由于晶体析出造成换热管的堵塞。(5)相比于fc型结晶器或dtb型结晶器，通过oslo结晶分离器能结晶出更大颗粒的结晶，结晶粒度可达到3.0mm以上。颗粒越大，离心出的硫酸钠含水率越低，采用本发明中的mvr-oslo蒸发结晶装置处理沉锂母液得到的硫酸钠晶体的含水率为2％～3.2％，因此，能够有效降低沉锂母液蒸发结晶析出硫酸钠的过程中锂损失率。
1.一种降低沉锂母液锂损失率的mvr-oslo蒸发结晶装置，其特征在于，包括预热单元、mvr蒸发单元和固液分离单元；所述预热单元包括冷凝水预热器和不凝气预热器；所述mvr蒸发单元包括蒸汽压缩机、强制循环加热器、oslo结晶分离器、强制循环泵和二次分离器；所述固液分离单元包括稠厚器、离心机、母液罐、母液泵、清液罐和清液泵；所述冷凝水预热器与沉锂母液进入端连通，并与所述不凝气预热器连通；所述不凝气预热器与所述oslo结晶分离器连通；所述oslo结晶分离器的蒸发室与所述强制循环加热器的出口连通，所述oslo结晶分离器的结晶室与所述强制循环泵的进口连通；所述强制循环泵的出口与所述强制循环加热器连通；所述蒸汽压缩机的一端连通所述二次分离器，另一端连通所述强制循环加热器的壳程；所述二次分离器与所述oslo结晶分离器连通；所述稠厚器与所述oslo结晶分离器的出口连通，所述稠厚器的溢流口与所述清液罐连通；所述清液罐的出口通过所述清液泵与所述oslo结晶分离器连通；所述稠厚器的出液口与所述离心机连通；所述离心机的出液口与所述母液罐连通；所述母液罐的出液口通过所述母液泵与所述强制循环泵的进口连通。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述预热单元包括冷凝水罐和冷凝水泵；所述冷凝水泵和所述强制循环加热器通过所述冷凝水罐连通；所述冷凝水预热器和所述冷凝水罐通过所述冷凝水泵连通。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述冷凝水罐上设置有第一液位检测仪，所述冷凝水罐和所述冷凝水泵通过所述第一液位检测仪电气联锁。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述强制循环加热器为强制循环式换热器，所述沉锂母液在所述强制循环式换热器的换热管中的循环流速为1.5～3.5m/s；或/和，所述蒸汽压缩机的温升范围为12℃～20℃。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述oslo结晶分离器上设置有第二液位检测仪，所述oslo结晶分离器的进料管道设有进料调节阀，所述第二液位检测仪与所述进料调节阀电连接并且构成pid联锁。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述母液罐上设有第三液位检测仪，所述母液罐与所述母液泵通过第三液位检测仪电气联锁；或/和，所述清液罐上设有第四液位检测仪，所述清液罐与所述清液泵通过第四液位检测仪电气联锁。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述稠厚器内设有第一搅拌装置；或/和所述清液罐内设置有第二搅拌装置；或/和所述母液罐内设置有第三搅拌装置。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述预热单元包括进料缓冲罐和进料泵；所述进料缓冲罐与所述沉锂母液进入端连通；所述进料缓冲罐和所述冷凝水预热器通过所述进料泵连通。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述固液分离单元包括出料泵，所述稠厚器与所述oslo结晶分离器的出口通过所述出料泵连通。
10.权利要求1～9任一项所述的装置在处理电池级碳酸锂的沉锂母液中的应用。
