Suodattimen pesu- ja kuivauskoneen tärkeä rooli litiumheksafluorofosfaatin turvallisessa tuotannossa

Litiumheksafluorofosfaatti on yksi litiumioniakkujen ydinmateriaaleista. Tuotteen laatu määrää litiumioniakkujen lataus- ja purkaustehon, käyttöiän ja turvallisuuden. Litiumheksafluorofosfaatista ja orgaanisista karbonaattiliuottimista valmistetun elektrolyytin suorituskyky vaikuttaa suoraan litiumioniakun lataus- ja purkauskapasiteettiin, käyttöikään ja turvallisuuteen. Vahvan hygroskooppisuuden vuoksi se hajoaa helposti ilmassa, sen valmistusolosuhteet ovat erittäin tiukat, ja myös pakkaus- ja varastointiympäristölle on tiukat vaatimukset. Se hajoaa hapoksi kohdatessaan veden, jolla on syövyttävä vaikutus ihmiskudokseen, eikä sitä voida suoraan koskettaa. Se on säilytettävä ilmatiiviissä astiassa. Käytettäessä on oltava kosteudessa <Käytä kuivassa ympäristössä, jonka kosteus on 10 ppm hajoamisen estämiseksi.

Yleisesti käytettyjä LiPF6:n puhdistusmenetelmiä ovat pääasiassa terminen tyhjiökuivausmenetelmä ja liuotusuudelleenkiteytysmenetelmä. Liotusuudelleenkiteytysmenetelmässä LiPF6 liuotetaan eetteriin, dimetyylikarbonaattiin tai dietyylikarbonaattiin tietyssä lämpötilassa, sentrifugoidaan liukenemattoman aineen poistamiseksi ja sitten lämpötilaa alennetaan, jolloin LiPF6 kiteytyy uudelleen orgaanisesta liuottimesta ja suodattamalla saatu LiPF6-kide tyhjökuivataan lopputuotteen saamiseksi, kuten CN1884046:ssa on esitetty. Tämä puhdistusmenetelmä on kuitenkin suhteellisen monimutkainen käyttää eikä sitä voida tuottaa jatkuvasti. Ja kun LiPF6 puhdistetaan, uudelleenkiteytystuote sitoo mukanaan tiettyjä orgaanisia liuottimia, mikä vaikuttaa tuotteen puhtauteen. Suuren määrän orgaanisten liuottimien käyttö puhdistuksessa johtaa tuotantokustannusten nousuun, joten LiPF6:n soveltaminen laajamittaiseen tuotantoon on vaikeaa. Lisäksi CN1462722:ssa esitetään menetelmä happokaasun käyttämiseksi kosteuden poistamiseksi LIPF6:sta. Toisaalta tämä menetelmä ei pysty poistamaan vetyfluoridia LiPF6-raakatuotteesta ja tuo mukanaan happokaasuepäpuhtauksia.

Verrattuna edellä mainittuihin menetelmiin, terminen tyhjiökuivausmenetelmä on LiPF6-raakatuotteen suora lämmittäminen ja puhdistaminen tyhjiössä, mikä on puhdistusmenetelmä, joka soveltuu LiPF6:n laajamittaiseen tuotantoon ja voi välttää LiPF6:n toissijaisen saastumisen liukenemisuudelleenkiteytysmenetelmässä. Terminen tyhjiökuivausmenetelmän pääongelma on, miten välttää LiPF6:n hajoaminen lämmitysprosessin aikana ja jokainen LiPF6-raakatuotteen hiukkanen altistuu täysin tyhjiöympäristölle, jotta lopulliseen LiPF6-tuotteeseen ei sisälly vetyfluoridia, joten vetyfluoridin pitoisuus LiPF6-tuotteessa on alle 80 ppm.

Litiumheksafluorofosfaatin myrkyllisyyden vuoksi sitä on kuitenkin hallittava tiukasti litiumheksafluorofosfaatin tuotannon ja hallinnan aikana, ja mikä tärkeintä, on valittava sopivin litiumheksafluorofosfaatin tuotantolaitteisto.

Perinteisessä litiumheksafluorofosfaatin kiteytyssuodatuksessa ja -kuivauksessa ilmenevien ongelmien ratkaisemiseksi ja samalla kemianteollisuuden muutoksen vastaamiseksi korkealaatuiseen, korkean jalostusarvon, monipuolisen ja pienten erien tuotantoon, Wuxi ZhangHua Machinery Co., Ltd. kehitti ja valmisti menestyksekkäästi litiumheksafluorofosfaatin suodatus-, pesu- ja kuivauslaitteen (patenttinumero: 202122464595.4).

Uusi teknologia liittyy litium-akkuelektrolyyttien erotteluun ja puhdistukseen. Se käyttää typpipainesuodatusta ja pulssivakuumikuivausta matalassa lämpötilassa HF:n ja epäpuhtauksien poistamiseksi raaoista litiumheksafluorofosfaattituotteista. Se tarjoaa kuuden eri tuotteen tehokkaan, turvallisen ja jatkuvan tuotannon. A-erikoislaite litiumoksifosfaatin puhdistukseen ja kuivaukseen.

Litiumheksafluorofosfaatilla puhdistetussa kartiomaisessa suodattimessa on tynnyrikartiorakenne, ja pyöreään runkoon ja alakartioon on asennettu lämmitysvaippa materiaalin lämmittämiseksi tai jäähdyttämiseksi. Monitoimikoneen sisään ontto akseli ja muuttuvakulmainen muuttuvajohdin. Onttoa spiraalimaista sekoituslaitetta käytetään muotin sekoittamiseen, se sekoittaa ja nostaa materiaalia ja työntää materiaalin ulos purkamisen yhteydessä. Alakartioon on asennettu suhteellisen monimutkainen kartiomainen suodatuslaite, ja laitteen pohjaan on asennettu erityisesti suunniteltu kiinteäkulmainen pikaavautuva poistolaite tai kiinteäkulmainen pneumaattinen poistopalloventtiili.

Reaktiovaiheessa reaktiomateriaalit lisätään ylhäältä päin. Ainutlaatuinen sekoitusrakenne saa materiaalit sekoittumaan tasaisesti koneessa, ja materiaalit lämmitetään tai jäähdytetään samanaikaisesti sylinterivaipan, kartiovaipan, onton akselin ja onton nauhan läpi, jotta materiaali reagoi täysin koneessa. Suodatusvaiheessa kone voi suodattaa ja kuivata materiaalin koneessa paineistamalla tai imuroimalla ja lisätä pesunestettä, jotta materiaali voidaan automaattisesti uudelleensulauttaa ja pestä useita kertoja koneessa ja sitten puristaa kuivaksi pesuvaatimusten täyttämisen jälkeen. Kuivausvaiheessa sylinterivaippa, kartiovaippa, ontto akseli ja ontto nauha lämmittävät materiaalia samanaikaisesti ja imuroivat yläosan, kuivaavat materiaalin tyhjiötiiviisti alhaisessa lämpötilassa ja sulkevat ja tyhjentävät materiaalin automaattisesti kuivumisen jälkeen.

Litiumheksafluorofosfaatin puhdistuskartiosuodattimen pesu- ja kuivauskoneen tekninen parannus

(1) Kiteytysemäliuos ja litiumheksafluorofosfaattikiteet suljetaan ja suodatetaan tehokasta erottelua varten, mikä vähentää tehokkaasti epäpuhtausmetalli-ionien pitoisuutta.

Perinteistä lämpökuivausmenetelmää käytetään laajalti, mutta tässä menetelmässä kiteiden kuivaaminen kestää kauan ja siinä on vikoja, kuten epätäydellinen kuivuminen, eikä tuotteen HF:ää voida poistaa tehokkaasti ja nopeasti, mikä vaikuttaa tuotteen laatuun. Suodattamalla ja puhdistamalla saadun litiumheksafluorofosfaattituotteen puhtaus on yli 99,9 %, ja prosessi on erittäin turvallinen, emäliuos voidaan kierrättää ja kustannukset ovat alhaiset.

(2) Täysin suljettu toiminta, jota käytetään positiivisen happipaineen suojassa.

Litiumheksafluorofosfaatti hajoaa helposti kohdatessaan veden. Vahvan hygroskooppisuuden vuoksi se hajoaa helposti ilmassa, ja sen valmistusolosuhteet ovat myös erittäin tiukat. Tämä edellyttää, että litiumheksafluorofosfaatin tuotantoprosessi on erittäin puhdas, lämpötilaltaan alhainen, eikä siinä saa olla vettä tai pölyä. Siksi kaikki järjestelmän prosessit suoritetaan inertin kaasun suojassa. Edullinen inertti kaasu on typpi, ja järjestelmä täytetään typellä positiivisen paineen varmistamiseksi, mikä estää tehokkaasti ilman pääsyn kosketuksiin tuotteen kanssa.

(3) Kuivausprosessissa käytetään monivaiheista ja monilämpötilaista lämmitystä: kuivauksen alkuvaiheessa käytetään matalaa lämpötilaa ja hidasta lämmitystä jäännöshapon poistamiseksi kiteen pinnalta; myöhemmässä vaiheessa korkean lämpötilan kuivausosan aikaa lyhennetään vapaan rikin tehokkaaksi erottamiseksi ja LPF6:n hajoamisaste laskee alhaisimpaan mahdolliseen arvoon.

(4) Typpipulssityhjiökuivausmenetelmää käytetään kuivauksen myöhemmässä vaiheessa, mikä lyhentää LiPF6-kiteiden kuivumisräjähdysaikaa, tekee kuivumisesta tasaista, parantaa kuivaustehokkuutta ja laatua eikä kerää tai tukkeuta materiaaleja kuivauskammiossa kuivauksen jälkeen.

Materiaali pakotetaan lämmittämään kartiomaisessa rungossa, jotta lämmönvaihto materiaalin, lämmitysnauhan ja seinämän välillä saadaan päätökseen, kun materiaali liikkuu epäsäännöllisesti kaikkiin suuntiin. Sekoitus- ja kuivaustoiminto saavutetaan lyhyessä ajassa tyhjiössä. Uusi pulssisekoitusmalli käyttää korkeapaineista typpeä materiaalien nopeaan sekoittamiseen. Materiaalien sekoittuminen on nopeampaa ja tasaisempaa, ja tuotekiteen sisällä oleva happo ja pieni määrä pinnalle jäänyttä happoa voidaan poistaa nopeasti. Perinteiseen lämpökuivausmenetelmään verrattuna typpipulssikuivaus suoralla ilmalla voi lyhentää kuivumisaikaa huomattavasti ja samalla vähentää vapaiden ionien pitoisuutta tuotteessa, poistaa tehokkaasti HF-sulkeumat, parantaa tuotteen laatua ja edistää tuotantotoimintaa.

(5) Litiumheksafluorofosfaatin terminen stabiilius on huonompi kuin muiden litiumsuolojen. Se voi hajota pieninä määrinä LiF:ksi ja PF5:ksi 60 °C:ssa. Kun vapaan hapon indeksi täyttää vaatimukset, suorita nopea jäähdytys, jotta korkean lämpötilan vyöhykkeen vaikutus liukenemattomaan aineeseen vähenee.

(6) Sekä lämmönlähde että kylmälähde käyttävät lämmönjohtavaa öljymuotin lämpötilan säätölaitetta, jossa on tarkka lämpötilan säätö.

Kuuman öljyn muotin lämpötilakone tuottaa matalapaineisen ja korkean lämpötilan lämmönväliaineen, jota on helppo säätää, joka lämmittää tasaisesti ja joka pystyy saavuttamaan tarkan prosessilämpötilan. Kun lämmönsiirtoöljyn lämpötila on yli 80 ℃, se on eristettävä ilmasta, muuten lämmönsiirtoöljy höyrystyy nopeasti ja pilaantuu. Lämmönsiirtoöljy on syttyvää, ja on ryhdyttävä tehokkaisiin palontorjuntatoimenpiteisiin.

(7) Käytetään ilmakuivaa kaksipäistä mekaanista tiivistettä.

Korvaa perinteinen "nesteen esto" -periaate "kaasun esto" -periaatteella, eli korvaa tiivistysneste paineistetulla tiivistyskaasulla, jotta prosessiväliaine ei pääse karkaamaan; koko tiivistesarja toimii kosketuksetta, ja sen tehonkulutus on vain 5 % perinteisten kaksoispäätyisten tiivisteiden tehosta, käyttöikä on yli viisi kertaa pidempi kuin perinteisellä tiivisteellä: yksinkertaisen rakenteen omaava apujärjestelmä varmistaa, että prosessiväliaine ei saastu eikä prosessiväliaine vuoda ilmakehään, jolloin perinteinen kaksoispäätyinen mekaaninen tiiviste poistuu kokonaan jäähdytysvesi- ja öljyjärjestelmän olosuhteista. Tiivistyskaasuna käytetään teollisuustyppeä tai teollisuusilmaa, ja sen paine on 0,15–0,2 MPa korkeampi kuin väliaineen paine.

(8) Automaattinen ohjausjärjestelmä, joka pystyy älykkäästi tarkistamaan laitteen toimintatilan ja materiaalin kuivumisen; laitteen putkiston usein kytkemiseen ei tarvita manuaalista käyttöä, työvoiman intensiteetin vähentämiseen, kuuman typen käyttöön materiaalin eristämiseksi ilmasta ja tuotteen happamuuden pitämiseksi vakaana koko prosessin ansiosta. Ilmatiivis kuljetus takaa vakaamman tuotteen laadun ja turvallisemman ja kätevämmän käytön.