[发明专利]金属锂真空蒸馏提纯方法及装置

权利要求书

1.一种金属锂真空蒸馏提纯方法，其特征在于在供料炉(2)中，加热纯度96％-99.9％的固态原料金属锂(1)，温度控制在200-500℃时，形成液态原料金属锂(5)，通过液封阀(7B)流入真空蒸馏炉(8)，将真空蒸馏炉(8)置于真空密闭状态，压力小于等于10⁴帕，在真空蒸馏炉(8)的蒸发坩锅(9)内，加热液态原料金属锂(5)，温度控制在600-850℃时，形成气态原料金属锂(16)，蒸发到真空蒸馏炉(8)的保温区(17)，杂质重金属元素(13)仍保持液态留在蒸发坩锅(9)内，保温区(17)的温度控制在400-500℃时，气态高纯金属锂(22)和杂质元素金属钠、钾分离，分别冷凝形成液态，其中气态高纯金属锂(22)冷凝成液态高纯金属锂(24)，通过液封阀(7A)流入高纯金属锂收集器(26)，杂质元素金属钠、钾上升到金属钠、钾冷却区(18)，冷凝成液态钠、钾(19)，通过液封阀(7A)流入金属钠、钾收集器(21)，留在蒸发坩锅(9)的杂质重金属元素(13)，通过液封阀(7A)流入废渣收集器(14)。控制液封阀(7A与B)的循环开启与关闭，使固态原料金属锂(1)的供料、加热、保温、分离、提纯和收集连续进行。

2.根据权利要求1所述的金属锂真空蒸馏提纯方法，其特征在于固态原料金属锂(1)的纯度是99％-99.9％。

3.根据权利要求1所述方法而专门设计的金属锂真空蒸馏提纯装置，其特征在于该装置包括供料炉(2)、真空蒸馏炉(8)、真空扩散设备(11)、废渣收集器(14)、高纯金属锂收集器(26)、金属钠、钾收集器(21)以及液封阀(7)、气密阀(10)和管道(6)，供料炉(2)设有供料加热设备(4)，并通过液封阀(7)、管道(6)与真空蒸馏炉(8)连通；真空蒸馏炉(8)通过气密阀(10)、管道(6)与真空扩散设备(11)连通，真空蒸馏炉(8)的底部为蒸发坩埚(9)，通过液封阀(7)、管道(6)与废渣收集器(14)连通，并设有蒸发加热设备(12)，真空蒸馏炉(8)的上部为保温区(17)，保温区(17)的下部为高纯金属锂收集盘(25)，通过液封阀(7)、管道(6)与高纯金属锂收集器(26)连通，保温区(17)的上部为金属钠、钾冷却区(18)，并设有金属钠、钾收集盘(20)通过液封阀(7A)、管道(6)与金属钠、钾收集器(21)连通。

4.根据权利要求3所述的金属锂真空蒸馏提纯装置，其特征在于所述的液封阀(7A)包括密闭空腔(27)、竖向进口管(28)、竖向出口管(31)、加热器(34)和冷却器(35)，竖向进口管(28)通过竖向进口管进口端(29)和竖向进口管出口端(30)使密闭空腔(27)与外界连通，竖向出口管(31)通过竖向出口管出口端(32)和竖向出口管进口端(33)使密闭空腔(27)与外界连通，竖向出口管(31)的竖向出口管进口端(33)的水平高度高于竖向进口管(28)的竖向进口管出口端(30)的水平高度，密闭空腔(27)充满液态金属时，冷却器(35)可将液态金属冷却成固态金属，实现液封阀(7A)的关闭，密闭空腔(27)充满固态金属时，加热器(34)可将固态金属加热成液态金属，实现液封阀(7A)的开启，液态金属可通过竖向进口管(28)进入密闭空腔(27)，通过竖向出口管(31)流出密闭空腔(27)。

5.根据权利要求3所述的金属锂真空蒸馏提纯装置，其特征在于所述的液封阀(7B)包括密闭空腔(27)、竖向进口管(28)、横向出口管(37)、加热器(34)和冷却器(35)，竖向进口管(28)通过竖向进口管进口端(29)和竖向进口管出口端(30)使密闭空腔(27)与外界连通，横向出口管(37)通过横向出口管出口端(38)和横向出口管进口端(39)使密封空腔(27)与外界连通，横向出口管进口端(39)的水平高度高于竖向进口管(28)的竖向进口管出口端(30)的水平高度，密闭空腔(27)充满液态金属时，冷却器(35)可将液态金属冷却成固态金属，实现液封阀(7B)的关闭，密闭空腔(27)充满固态金属时，加热器(34)可将固态金属加热成液态金属，实现液封阀(7B)的开启，液态金属可通过竖向进口管(28)进入密闭空腔(27)，通过横向出口管(37)流出密闭空腔(27)。