一种铝空气电池废液回收高纯氧化铝的制备设备及方法

技术领域

本发明涉及高纯氧化铝制备技术领域，具体是一种铝空气电池废液回收高纯氧化铝的制备设备及方法。

背景技术

铝空气电池是一种具有高能量密度的新能源电池，具体结构为铝合金作为电池负极，氢氧化钠溶液为电解液，以氧作为电池正极，工作时摄取空气中的氧，在电池放电时铝合金负极被不断消耗并生成Al(OH)3。此外，燃料电池要使用氢气，氢气来源技术方案中具有较高的商业价值的铝金属制氢路线，该工艺路线同样有氢氧化铝副产物生成。从原理上来看，氢氧化铝可通过热解的方式的到氧化铝，而氧化铝可用于锂电池隔膜的涂覆层，以提供绝缘、隔热和耐高温的性能。因此，可以采用化学处理方法将氢氧化铝转化为高纯度氧化铝。

目前制备高纯氧化铝的方法有中和沉淀法、水热合成法、活性铝粉的水解反应、无机铝盐溶胶凝胶法等。其中，中和沉淀法，具体是将氢氧化铝溶解至浓硫酸中再加水稀释，用氨水中和，控制中和速度并在40℃强力搅拌，在PH＝2时加入添加剂，通过活性炭过滤，滤液中加入添加剂，中和至PH＝4.5值得氢氧化铝胶状体后再煅烧，从而得到高纯氧化铝。

但是，氢氧化铝溶解至浓硫酸后的反应液在与氨水中和时，反应液不能和氨水均匀混合接触，PH值变化较为缓慢，中和效率低，同时反应罐体内部各处的PH值容易不相同，严重影响PH的测量和判断，不便于使用者使用。

针对上述问题，现在设计一种改进的铝空气电池废液回收高纯氧化铝的制备设备及方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铝空气电池废液回收高纯氧化铝的制备设备及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种铝空气电池废液回收高纯氧化铝的制备设备，包括反应罐体、PH测量机构和循环机构，所述反应罐体的上端安装有进料管，所述反应罐体的侧壁下端安装有排料管，所述反应罐体的顶部中心位置水平设置有第一环形管，所述第一环形管的侧壁呈圆周阵列水平安装有若干个第一喷洒管，所述第一喷洒管远离第一环形管的一端安装在反应罐体的内壁上，所述第一喷洒管的下端安装有若干个第一喷头，所述第一环形管的上端安装有用于向第一环形管输送氨水的进液管，所述进液管远离第一环形管的一端穿过反应罐体的侧壁与氨水输送设备相连，所述进液管上安装有用于控制进液管开关的电控阀门。

所述PH测量机构设置在反应罐体的内部，用于对反应罐体内部反应液的PH值进行测量，同时对反应罐体内部的反应液进行混合。

所述循环机构设置在反应罐体的侧壁上，用于将反应罐体底部的反应液输送到反应罐体的底部，便于与第一喷头喷出的氨水充分混合接触，提高反应的效率，同时使PH均匀变化。

作为本发明进一步的方案：所述PH测量机构包括升降杆，所述升降杆竖直滑动连接在反应罐体顶部中心位置，所述升降杆的下端安装有固定块，所述固定块的侧壁呈圆周阵列安装有若干个安装板，所述安装板远离固定块的一端安装有固定环，所述固定环的侧壁滑动连接在反应罐体的内壁上，所述安装板的上端安装有用于对反应液的PH值进行测量的PH检测仪，所述反应罐体的上端安装有用于接收PH检测仪的数据并进行处理的控制器，所述升降杆的上端设置有用于带动升降杆上下移动的驱动组件。

作为本发明再进一步的方案：所述驱动组件包括两个螺杆，所述升降杆的上端穿过反应罐体的顶部水平安装有固定板，所述螺杆竖直设置在反应罐体的侧壁上，所述螺杆的侧壁上端和侧壁下端均转动连接有用于对螺杆进行支撑的支撑板，所述支撑板水平安装在反应罐体的侧壁上，所述螺杆的上端穿过支撑板安装有用于带动螺杆转动的电机，所述电机安装在支撑板上，所述螺杆的侧壁通过螺纹转动连接有移动块，所述移动块滑动连接在反应罐体的侧壁上，所述移动块远离反应罐体的侧壁上安装有连接板，所述连接板的上端安装在固定板的下端。

作为本发明再进一步的方案：所述循环机构包括第二环形管，所述第二环形管水平设置在第一环形管的下方，所述第二环形管的侧壁呈圆周阵列安装有若干个第二喷洒管，所述第二喷洒管远离第二环形管的一端安装在反应罐体的内壁上，所述第二喷洒管的下端安装有若干个第二喷头，所述第二环形管的侧壁上安装有循环水管，所述循环水管远离第二环形管的一端穿过反应罐体的侧壁安装在反应罐体的侧壁下端，所述循环水管上安装有用于将反应罐体底部的反应液输送到第二环形管内部的循环水泵，所述循环水泵安装在反应罐体的侧壁上。

作为本发明再进一步的方案：两个相邻的安装板之间设置有用于对反应液进行搅拌的拨水板，所述拨水板的两端分别安装在固定块和固定环上。

作为本发明再进一步的方案：所述移动块的侧壁上安装有便于移动块沿着反应罐体的侧壁移动的滚珠。

作为本发明再进一步的方案：所述固定板的侧壁上安装有用于防止固定板变形弯曲的加强肋板。

作为本发明再进一步的方案：所述反应罐体的底部安装有便于反应罐体底部反应液向排料管移动的斜板。

一种铝空气电池废液回收高纯氧化铝的制备设备的使用方法，包括以下步骤：

步骤一：将反应液通过进料管加入到反应罐体的内部，然后通过进液管输送氨水，进液管将氨水输送到第一环形管内部，第一环形管将氨水输送到第一喷洒管的内部，第一喷洒管将氨水输送到第一喷头的内部，第一喷头将氨水喷洒到反应液上，同时启动循环水泵，循环水泵将反应罐体底部的反应液输送到循环水管的内部，循环水管将反应液输送到第二环形管的内部，第二环形管将反应液输送到第二喷洒管的内部，第二喷洒管将反应液输送到第二喷头的内部，从而使喷洒的氨水与喷洒的反应液充分混合。

步骤二：启动电机正反转，电机的输出端带动螺杆转动，在螺纹的作用下，螺杆带动移动块上下移动，移动块带动连接板移动，连接板带动固定板移动，固定板带动升降杆移动，升降杆带动固定块移动，固定块带动拨水板、安装板和PH检测仪移动，使拨水板对反应液进行混合，PH检测仪对反应罐体内部的反应液的PH值进行测量，并将测量数据输送到控制器的内部，控制器对PH值进行处理分析，当反应液的PH值到达指定值时，关闭进液管上的电控阀门，停止输送氨水，反应完成。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明与现有技术相比，通过使升降杆带动PH检测仪上下移动，便于PH检测仪对反应罐体内部反应液的PH值进行均匀测量，从而提高反应液PH值测量的精度和效率，同时上下移动的拨水板会对反应液进行扰动混合，提高反应效率，且能使反应液PH值分布均匀，便于使用者使用。

2、本发明与现有技术相比，通过第一喷头喷洒氨水，第二喷头喷洒反应罐体底部的反应液，便于氨水与反应液的接触混合，提高PH值中和的效率，减少反应时间，进而提高高纯氧化铝生产效率，便于使用者使用。

附图说明

图1为本发明的三维结构示意图。

图2为本发明的结构示意图。

图3为本发明中PH测量机构的结构示意图。

其中：1、反应罐体；2、排料管；3、进料管；4、升降杆；5、固定板；6、控制器；7、电机；8、连接板；9、螺杆；10、支撑板；11、移动块；12、进液管；13、第一环形管；14、第一喷洒管；15、第一喷头；16、第二喷洒管；17、第二喷头；18、PH检测仪；19、固定环；20、拨水板；21、固定块；22、安装板；23、循环水泵；24、循环水管；25、第二环形管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图3，本发明实施例中，一种铝空气电池废液回收高纯氧化铝的制备设备，包括反应罐体1、PH测量机构和循环机构，所述反应罐体1的上端安装有进料管3，所述反应罐体1的侧壁下端安装有排料管2，所述反应罐体1的顶部中心位置水平设置有第一环形管13，所述第一环形管13的侧壁呈圆周阵列水平安装有若干个第一喷洒管14，所述第一喷洒管14远离第一环形管13的一端安装在反应罐体1的内壁上，所述第一喷洒管14的下端安装有若干个第一喷头15，所述第一环形管13的上端安装有用于向第一环形管13输送氨水的进液管12，所述进液管12远离第一环形管13的一端穿过反应罐体1的侧壁与氨水输送设备相连，所述进液管12上安装有用于控制进液管12开关的电控阀门。

所述PH测量机构设置在反应罐体1的内部，用于对反应罐体1内部反应液的PH值进行测量，同时对反应罐体1内部的反应液进行混合。

所述循环机构设置在反应罐体1的侧壁上，用于将反应罐体1底部的反应液输送到反应罐体1的底部，便于与第一喷头15喷出的氨水充分混合接触，提高反应的效率，同时使PH均匀变化。

所述PH测量机构包括升降杆4，所述升降杆4竖直滑动连接在反应罐体1顶部中心位置，所述升降杆4的下端安装有固定块21，所述固定块21的侧壁呈圆周阵列安装有若干个安装板22，所述安装板22远离固定块21的一端安装有固定环19，所述固定环19的侧壁滑动连接在反应罐体1的内壁上，所述安装板22的上端安装有用于对反应液的PH值进行测量的PH检测仪18，所述反应罐体1的上端安装有用于接收PH检测仪18的数据并进行处理的控制器6，两个相邻的安装板22之间设置有用于对反应液进行搅拌的拨水板20，所述拨水板20的两端分别安装在固定块21和固定环19上，所述升降杆4的上端设置有用于带动升降杆4上下移动的驱动组件。

所述驱动组件包括两个螺杆9，所述升降杆4的上端穿过反应罐体1的顶部水平安装有固定板5，所述螺杆9竖直设置在反应罐体1的侧壁上，所述螺杆9的侧壁上端和侧壁下端均转动连接有用于对螺杆9进行支撑的支撑板10，所述支撑板10水平安装在反应罐体1的侧壁上，所述螺杆9的上端穿过支撑板10安装有用于带动螺杆9转动的电机7，所述电机7安装在支撑板10上，所述螺杆9的侧壁通过螺纹转动连接有移动块11，所述移动块11滑动连接在反应罐体1的侧壁上，所述移动块11远离反应罐体1的侧壁上安装有连接板8，所述连接板8的上端安装在固定板5的下端。

与现有技术相比，通过使升降杆4带动PH检测仪18上下移动，便于PH检测仪18对反应罐体1内部反应液的PH值进行均匀测量，从而提高反应液PH值测量的精度和效率，同时上下移动的拨水板20会对反应液进行扰动混合，提高反应效率，且能使反应液PH值分布均匀，便于使用者使用。

所述循环机构包括第二环形管25，所述第二环形管25水平设置在第一环形管13的下方，所述第二环形管25的侧壁呈圆周阵列安装有若干个第二喷洒管16，所述第二喷洒管16远离第二环形管25的一端安装在反应罐体1的内壁上，所述第二喷洒管16的下端安装有若干个第二喷头17，所述第二环形管25的侧壁上安装有循环水管24，所述循环水管24远离第二环形管25的一端穿过反应罐体1的侧壁安装在反应罐体1的侧壁下端，所述循环水管24上安装有用于将反应罐体1底部的反应液输送到第二环形管25内部的循环水泵23，所述循环水泵23安装在反应罐体1的侧壁上。

与现有技术相比，通过第一喷头15喷洒氨水，第二喷头17喷洒反应罐体1底部的反应液，便于氨水与反应液的接触混合，提高PH值中和的效率，减少反应时间，进而提高高纯氧化铝生产效率，便于使用者使用。

一种铝空气电池废液回收高纯氧化铝的制备设备的工作原理：

在使用时，将反应液通过进料管3加入到反应罐体1的内部，然后通过进液管12输送氨水，进液管12将氨水输送到第一环形管13内部，第一环形管13将氨水输送到第一喷洒管14的内部，第一喷洒管14将氨水输送到第一喷头15的内部，第一喷头15将氨水喷洒到反应液上，同时启动循环水泵23，循环水泵23将反应罐体1底部的反应液输送到循环水管24的内部，循环水管24将反应液输送到第二环形管25的内部，第二环形管25将反应液输送到第二喷洒管16的内部，第二喷洒管16将反应液输送到第二喷头17的内部，从而使喷洒的氨水与喷洒的反应液充分混合。

然后启动电机7正反转，电机7的输出端带动螺杆9转动，在螺纹的作用下，螺杆9带动移动块11上下移动，移动块11带动连接板8移动，连接板8带动固定板5移动，固定板5带动升降杆4移动，升降杆4带动固定块21移动，固定块21带动拨水板20、安装板22和PH检测仪18移动，使拨水板20对反应液进行混合，PH检测仪18对反应罐体1内部的反应液的PH值进行测量，并将测量数据输送到控制器6的内部，控制器6对PH值进行处理分析，当反应液的PH值到达指定值时，关闭进液管12上的电控阀门，停止输送氨水，反应完成。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。