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摘 要：现如今，锂及其化合物在现代工业和科学技术中已经占据了重要的地位，从军事到民用工业、从尖端科技到人们的日常生活都离不开锂产品的应用。在全球已经发现的锂资源中，盐湖卤水中的锂资源约占90%，自20世纪80年代以来，人们发现了盐湖卤水中含有大量外源锂资源，经过二十多年的研究和开发，盐湖卤水中的锂逐渐成为碳酸锂、金属锂和各种锂化合物的主要来源。目前，盐湖卤水提锂是锂盐生产和研究的热点，2205、2507等双相不锈钢材质，综合了铁素体和奥氏体的有益性能，具有较高的强度和良好的韧性、较高的抗点蚀，缝隙腐蚀，应力腐蚀，均匀腐蚀的能力，将用此材料制作的化工泵应用于青海盐湖提锂项目，提高了提锂的效率，有推广应用的实际意义。
关键词：盐湖提锂;化工泵;除盐;双相不锈钢;应用
中图分类号：TQ085 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2019）03-0282-02
1 产品开发背景
锂作为自然界最轻的金属，具有极强的电化学活性和延展性能，锂及其化合物以其独特的优点被公认为是新型的绿色能源材料，广泛应用于润滑剂、制药、电池、原子能、航天等领域[1～2]。据了解，目前世界范围内开采的锂仅有30%来自矿石，其余70%都来自盐湖卤水;而我国的锂产业则是盐湖卤水提锂比例很低，矿石提锂占比反而高达80%。究其原因，高原地区盐湖卤水提锂技术虽已成熟，但由于企业生产管理、技术应用等方面的问题，导致生产效益较低，难以达产、扩产。因此，要实现盐湖卤水提锂的产业化，需要做好技术研发与攻关工作[3]。邦浦集团承担制作的除盐工艺用化工泵应用于青海盐湖提锂项目提高了提锂的效率，已经见到了良好的发展前景。有推广应用的实际意义。
2 化工泵的构造
2.1 泵 壳
作为离心泵重要工作部件之一的泵壳，其内腔是螺旋型的液道，把叶轮当中甩出来的液体进行统一的收集，是液体流通的通道;蜗壳扩散通道还会渐渐的扩大，成为能量的转换装置。
2.2 叶 轮
离心泵是通过叶轮对液体进行统一作功，然后运行，叶轮有开式、半开式、闭式等几种型式。开式叶轮一般用于对一些含有颗粒液体的悬浮物进行输送，其效率在三种型式中是最低的;半闭式的可以对含固体悬浮物的一些液体或者浆料进行输送，效率不是太高;闭式的叶轮适合干净液体的输送，效率相对较高。
2.3 轴与轴承
离心泵的泵轴一端进行联轴器的联结，一端进行叶轮的固定，依据泵大小的不同，可以选用滑动轴承或者滚动轴承。
2.4 軸封装置
离心泵的轴封装置既可以避免外面的空气向泵壳内漏入，还可以避免高压的液体发生沿泵壳内沿四周向外漏出的现象[3～4]。
3 设计思路及实施方法
笔者推荐除盐工艺中的化工泵选用的材质选用2205、2507，为双相不锈钢，其中2205为标准双相不锈钢，2507为超级双相不锈钢。双向不锈钢具有以下特点及性能：
（1）物理性能及力学性能
双相不锈钢在室温条件共存铁素体和奥氏体相，比例各占50%左右，且综合了铁素体和奥氏体的有益性能，具有较高的强度和良好的韧性，在常温条件下屈服强度为一般奥氏体的2倍;有较高的Cr、Mo、N等元素，具有较高的抗点蚀，缝隙腐蚀，应力腐蚀，均匀腐蚀的能力;材料具有低的热膨胀，低于奥氏体不锈钢，与碳钢和合金钢接近。
（2）耐腐蚀特性
在绝大多数标准奥氏体不锈钢应用的环境中，双相不锈钢都显示较高的耐蚀性能，由于含铬量高，在氧化性酸中很有利，并且含有足够量的钼和镍，能耐中等还原性酸介质腐蚀，较高的含铬、钼、氮含量使他们具有很好的耐氯化物点蚀和缝隙腐蚀性能。其双相结构在可能发生氯化物应力腐蚀断裂的环境中是一个优势，如果双相不锈钢的显微组织含有至少25～30%铁素体，则耐氯化物应力腐蚀断裂远比奥氏体不锈钢304或316好。铁素体对氢敏感，因此在氢有可能进入金属，导致氢脆的环境或应用中，双相不锈钢耐蚀性不高。
不锈钢的耐点腐蚀指数PRE（Pitting Resistance Equivalent）=%Cr+3.3×%Mo+16×%N。
轧制退火的双相不锈钢和奥氏体不锈钢在120℃（248°F）氯化钠溶液液滴蒸发试验中的耐应力腐蚀断裂（性能造成断裂的应力以屈服强度的百分数表示）（来源Outokumpu）。
4 青海盐湖项目提锂实例
4.1 项目概况
本项目位于青海东台吉乃尔盐湖，是采用盐卤水为原料进行制锂，全部项目采用泵类产品由邦浦集团承担制作，第一批合同数量为167台，第二批合同数量为87台，第三批合同数量为17台，新增数量24台。合计总数量295台。项目泵用材质：全部采用2507、2205、316L、304材质。少量采用HT200+衬氟材质。泵的结构形式主要有：BPMC系列卧式多级离心泵、BPA、BPE系列流程泵、BPL系列立式离心泵。参数范围：流量：2～1000m3/h，扬程：15～400m，转速：980、1475、2950r/min，功率：2.2～250kW。随流程的不同需求，部分位号流程泵进口压力：1.5MPa、1.8MPa、2.0MPa、2.4MPa、2.5MPa、3.7MPa、4.7MPa。最高工作压力：6.3MPa。输送介质：常温，PH=6-8，Cl-=200-340000ppm。 4.2 选用泵型及特点
本次工程主要运用的BPMC系列卧式多级离心泵、BPA、BPE系列流程泵，其材质均为双相不锈钢，其参数如下：
BPMC系列卧式多级离心泵：
（1）结构特点
BPMC系列为径向剖分、节段式、卧式多级离心泵。
（2）应用范围
输送清洁和稍有污染、低温和高温、化学中性和腐蚀介质。
4.3 项目运行情况
“膜法提锂”工艺进行膜分离提取碳酸锂产业化研究[5～6]，建成电池级碳酸锂中试生产线[7～10]，重点开展了化工流程泵在系统中应用一系列重大课题研究，由于系统采用多级分离，采用化工流程泵在系统中逐级增压，实现了系统中核心设备化工流程泵对系统自动化提升与柔性化改造。
项目从试运行到目前已有16月，系统中各类泵产品经历了多次考验，现在已稳定生产。首先，最为重要的是水泵的材质，就目前运行情况来看，除了个别零件因铸造缺陷，造成渗漏外，其它零件均没有出现严重的腐蚀现象，说明材质2205、2507是适合此种“膜法提锂”工艺的，可大面积推广。
主要存在的问题：
（1）试运行阶段，由于系统原因，有大量杂物进入系统，导致起输送作用的水泵，经常出現堵塞故障，机封损坏。后来，在进口处设置特殊过滤网，此类问题大大减少。
（2）部分工段出现结晶现象，导致机封失效，及时对机封进行了更改。
（3）项目所在地，冬季气温低，部分机封的橡胶密封件损坏，及时进行了更换。
综上，对机封、系统进行了部分的改造，个别零件因铸造缺陷，造成渗漏，除这些以外，没有大的不合理选型和选材，说明BPMC系列卧式多级离心泵、BPA、BPE系列流程泵、BPL系列立式离心泵等泵型适合”膜法提锂”工艺。2205、2507的材质耐腐性能优秀，能够应有在Cl-含量高达340000ppm的系统当中。对其它的化工系统也有重要的参考意义。
参考文献
[1]夏子航，李少鹏.青海盐湖提锂熬出“锂想”已进入锂电产业链[J].电动自行车，2018（6）：17～19.
[2]赵秦艺.浅谈盐湖卤水中锂元素的分布及提锂技术[J].福建质量管理，2018（4）：295.
[3]温德凡.除盐水系统离心泵的安全运行探讨[J].中国石油和化工标准与质量，2011，31（10）：274.
[4]何智东，刘雪垠，宋冬梅.双吸离心泵优化分析[J].机械，2018，45（8）：26～29.
收稿日期：2018-12-8
关键词：盐湖提锂;化工泵;除盐;双相不锈钢;应用
中图分类号：TQ085 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2019）03-0282-02
1 产品开发背景
锂作为自然界最轻的金属，具有极强的电化学活性和延展性能，锂及其化合物以其独特的优点被公认为是新型的绿色能源材料，广泛应用于润滑剂、制药、电池、原子能、航天等领域[1～2]。据了解，目前世界范围内开采的锂仅有30%来自矿石，其余70%都来自盐湖卤水;而我国的锂产业则是盐湖卤水提锂比例很低，矿石提锂占比反而高达80%。究其原因，高原地区盐湖卤水提锂技术虽已成熟，但由于企业生产管理、技术应用等方面的问题，导致生产效益较低，难以达产、扩产。因此，要实现盐湖卤水提锂的产业化，需要做好技术研发与攻关工作[3]。邦浦集团承担制作的除盐工艺用化工泵应用于青海盐湖提锂项目提高了提锂的效率，已经见到了良好的发展前景。有推广应用的实际意义。
2 化工泵的构造
2.1 泵 壳
作为离心泵重要工作部件之一的泵壳，其内腔是螺旋型的液道，把叶轮当中甩出来的液体进行统一的收集，是液体流通的通道;蜗壳扩散通道还会渐渐的扩大，成为能量的转换装置。
2.2 叶 轮
离心泵是通过叶轮对液体进行统一作功，然后运行，叶轮有开式、半开式、闭式等几种型式。开式叶轮一般用于对一些含有颗粒液体的悬浮物进行输送，其效率在三种型式中是最低的;半闭式的可以对含固体悬浮物的一些液体或者浆料进行输送，效率不是太高;闭式的叶轮适合干净液体的输送，效率相对较高。
2.3 轴与轴承
离心泵的泵轴一端进行联轴器的联结，一端进行叶轮的固定，依据泵大小的不同，可以选用滑动轴承或者滚动轴承。
2.4 軸封装置
离心泵的轴封装置既可以避免外面的空气向泵壳内漏入，还可以避免高压的液体发生沿泵壳内沿四周向外漏出的现象[3～4]。
3 设计思路及实施方法
笔者推荐除盐工艺中的化工泵选用的材质选用2205、2507，为双相不锈钢，其中2205为标准双相不锈钢，2507为超级双相不锈钢。双向不锈钢具有以下特点及性能：
（1）物理性能及力学性能
双相不锈钢在室温条件共存铁素体和奥氏体相，比例各占50%左右，且综合了铁素体和奥氏体的有益性能，具有较高的强度和良好的韧性，在常温条件下屈服强度为一般奥氏体的2倍;有较高的Cr、Mo、N等元素，具有较高的抗点蚀，缝隙腐蚀，应力腐蚀，均匀腐蚀的能力;材料具有低的热膨胀，低于奥氏体不锈钢，与碳钢和合金钢接近。
（2）耐腐蚀特性
在绝大多数标准奥氏体不锈钢应用的环境中，双相不锈钢都显示较高的耐蚀性能，由于含铬量高，在氧化性酸中很有利，并且含有足够量的钼和镍，能耐中等还原性酸介质腐蚀，较高的含铬、钼、氮含量使他们具有很好的耐氯化物点蚀和缝隙腐蚀性能。其双相结构在可能发生氯化物应力腐蚀断裂的环境中是一个优势，如果双相不锈钢的显微组织含有至少25～30%铁素体，则耐氯化物应力腐蚀断裂远比奥氏体不锈钢304或316好。铁素体对氢敏感，因此在氢有可能进入金属，导致氢脆的环境或应用中，双相不锈钢耐蚀性不高。
不锈钢的耐点腐蚀指数PRE（Pitting Resistance Equivalent）=%Cr+3.3×%Mo+16×%N。
轧制退火的双相不锈钢和奥氏体不锈钢在120℃（248°F）氯化钠溶液液滴蒸发试验中的耐应力腐蚀断裂（性能造成断裂的应力以屈服强度的百分数表示）（来源Outokumpu）。
4 青海盐湖项目提锂实例
4.1 项目概况
本项目位于青海东台吉乃尔盐湖，是采用盐卤水为原料进行制锂，全部项目采用泵类产品由邦浦集团承担制作，第一批合同数量为167台，第二批合同数量为87台，第三批合同数量为17台，新增数量24台。合计总数量295台。项目泵用材质：全部采用2507、2205、316L、304材质。少量采用HT200+衬氟材质。泵的结构形式主要有：BPMC系列卧式多级离心泵、BPA、BPE系列流程泵、BPL系列立式离心泵。参数范围：流量：2～1000m3/h，扬程：15～400m，转速：980、1475、2950r/min，功率：2.2～250kW。随流程的不同需求，部分位号流程泵进口压力：1.5MPa、1.8MPa、2.0MPa、2.4MPa、2.5MPa、3.7MPa、4.7MPa。最高工作压力：6.3MPa。输送介质：常温，PH=6-8，Cl-=200-340000ppm。 4.2 选用泵型及特点
本次工程主要运用的BPMC系列卧式多级离心泵、BPA、BPE系列流程泵，其材质均为双相不锈钢，其参数如下：
BPMC系列卧式多级离心泵：
（1）结构特点
BPMC系列为径向剖分、节段式、卧式多级离心泵。
（2）应用范围
输送清洁和稍有污染、低温和高温、化学中性和腐蚀介质。
4.3 项目运行情况
“膜法提锂”工艺进行膜分离提取碳酸锂产业化研究[5～6]，建成电池级碳酸锂中试生产线[7～10]，重点开展了化工流程泵在系统中应用一系列重大课题研究，由于系统采用多级分离，采用化工流程泵在系统中逐级增压，实现了系统中核心设备化工流程泵对系统自动化提升与柔性化改造。
项目从试运行到目前已有16月，系统中各类泵产品经历了多次考验，现在已稳定生产。首先，最为重要的是水泵的材质，就目前运行情况来看，除了个别零件因铸造缺陷，造成渗漏外，其它零件均没有出现严重的腐蚀现象，说明材质2205、2507是适合此种“膜法提锂”工艺的，可大面积推广。
主要存在的问题：
（1）试运行阶段，由于系统原因，有大量杂物进入系统，导致起输送作用的水泵，经常出現堵塞故障，机封损坏。后来，在进口处设置特殊过滤网，此类问题大大减少。
（2）部分工段出现结晶现象，导致机封失效，及时对机封进行了更改。
（3）项目所在地，冬季气温低，部分机封的橡胶密封件损坏，及时进行了更换。
综上，对机封、系统进行了部分的改造，个别零件因铸造缺陷，造成渗漏，除这些以外，没有大的不合理选型和选材，说明BPMC系列卧式多级离心泵、BPA、BPE系列流程泵、BPL系列立式离心泵等泵型适合”膜法提锂”工艺。2205、2507的材质耐腐性能优秀，能够应有在Cl-含量高达340000ppm的系统当中。对其它的化工系统也有重要的参考意义。
参考文献
[1]夏子航，李少鹏.青海盐湖提锂熬出“锂想”已进入锂电产业链[J].电动自行车，2018（6）：17～19.
[2]赵秦艺.浅谈盐湖卤水中锂元素的分布及提锂技术[J].福建质量管理，2018（4）：295.
[3]温德凡.除盐水系统离心泵的安全运行探讨[J].中国石油和化工标准与质量，2011，31（10）：274.
[4]何智东，刘雪垠，宋冬梅.双吸离心泵优化分析[J].机械，2018，45（8）：26～29.
收稿日期：2018-12-8