Quy trình sản xuất lithium carbonate trong lò quay

Giới thiệu

Rang chuyển đổi: cô đặc spodumene được gửi thủ công từ kho cô đặc đến thang máy gầu và nâng lên kho cô đặc, sau đó được thêm vào đuôi của lò quay lithium carbonate thông qua bộ nạp đĩa và bộ nạp trục vít. Chất cô đặc được làm khô bằng cách sử dụng khí nhiệt độ cao trong phần gia nhiệt sơ bộ của đuôi lò. Chất cô đặc được chuyển hóa thành β spodumene từ loại α (hệ thống đơn tàm, mật độ 3150kg / m3) ở nhiệt độ khoảng 1200 °C trong phần nung (Hệ tứ giác, với mật độ 2400KG / m3, tức là vật liệu nướng), và tỷ lệ chuyển đổi khoảng 98%.
 

Quy cách

Quy trình sản xuất lithium carbonate trong lò quay
(1) Phần nướng
Rang chuyển đổi: cô đặc spodumene được gửi thủ công từ kho cô đặc đến thang máy gầu và nâng lên kho cô đặc, sau đó được thêm vào đuôi của lò quay lithium carbonate thông qua bộ nạp đĩa và bộ nạp trục vít. Chất cô đặc được làm khô bằng cách sử dụng khí nhiệt độ cao trong phần gia nhiệt sơ bộ của đuôi lò. Chất cô đặc được chuyển hóa thành β spodumene từ loại α (hệ thống đơn tàm, mật độ 3150kg / m3) ở nhiệt độ khoảng 1200 °C trong phần nung (Hệ tứ giác, với mật độ 2400KG / m3, tức là vật liệu nướng), và tỷ lệ chuyển đổi khoảng 98%.
Rang axit: sau khi làm mát trong phần làm mát, vật liệu nướng được thải ra khỏi đầu lò, sau đó được nghiền mịn đến 0,074mm bằng cách làm mát tự nhiên và máy nghiền bi, sau đó nó được vận chuyển đến thùng đuôi của lò rang axit, và sau đó nó được thêm vào máy trộn axit bằng bộ nạp và băng tải trục vít,  và trộn với axit sunfuric đậm đặc (hơn 93%) theo một tỷ lệ nhất định (axit sunfuric đậm đặc được tính là 35% dư thừa tương đương lithium trong nguyên liệu nung, và mỗi tấn nguyên liệu nung cần axit sunfuric đậm đặc khoảng 0,21t) Sau đó, β - spodumene trong lò nung phản ứng với axit sunfuric, và ion hydro trong axit thay thế ion lithium trong β - spodumene,  để Li2O và SO42 - trong lò nung có thể được kết hợp thành Li2SO4 hòa tan trong nước, và có thể thu được clinker axit hóa.
Trộn, rửa trôi và rửa bùn: clinker được làm mát và ngâm để làm cho lithium sulfate hòa tan trong clinker hòa tan vào pha lỏng. Để giảm sự ăn mòn của dung dịch đối với thiết bị rửa trôi, axit dư trong clinker được trung hòa bằng bùn đá vôi, giá trị pH được điều chỉnh thành 6,5-7,0 và hầu hết các tạp chất như sắt và nhôm được loại bỏ cùng một lúc. Tỷ lệ chất lỏng rửa trôi so với chất rắn là khoảng 2,5 và thời gian rửa trôi là khoảng 0,5 giờ. Li2SO4 100g / L (Li2O 27g / L) thu được bằng cách lọc và tách bùn Li2SO4, và bánh lọc là cặn rửa trôi, với độ ẩm khoảng 35%. Để giảm thất thoát lithium, cặn rửa trôi được rửa bằng cách khuấy ngược, và dung dịch rửa được đưa trở lại bùn để rửa trôi.
Thanh lọc dung dịch rửa trôi: ngoài kim loại kiềm và axit sunfuric, sắt, nhôm, canxi và magiê khác phản ứng với axit sunfuric để tạo ra sunfat tương ứng. Mặc dù một số tạp chất trong clinker có thể được loại bỏ trong quá trình rửa trôi nhưng các tạp chất còn lại vẫn còn trong dung dịch rửa trôi, cần được tinh chế thêm để đảm bảo chất lượng sản phẩm. Dung dịch rửa trôi được tinh chế bằng cách kiềm hóa và loại bỏ canxi, và kiềm hóa dung dịch rửa trôi bằng chất kiềm hóa sữa vôi (chứa cao100-150g/L). Giá trị pH được tăng lên 11-12, và magiê và sắt được thủy phân để kết tủa hydroxit. Sau đó, dung dịch natri cacbonat (chứa Na2CO3 300g/L) được sử dụng để phản ứng với canxi sunfat để tạo ra kết tủa canxi cacbonat, để loại bỏ canxi trong dung dịch rửa trôi và canxi do sữa vôi kiềm mang lại. Sau khi tách lỏng-rắn của bùn loại bỏ canxi kiềm, dung dịch thu được là dung dịch tinh khiết, và tỷ lệ canxi lithium nhỏ hơn 9,6 × 10-4. Bánh lọc là cặn canxi, được đưa trở lại bột giấy trộn để rửa trôi. Sự bay hơi và nồng độ của dung dịch thanh lọc: do nồng độ lithium sulfat thấp và tốc độ kết tủa lithium thấp nên dung dịch tinh chế không thể được sử dụng trực tiếp để kết tủa lithium hoặc sản xuất lithium clorua. Đầu tiên, điều chỉnh dung dịch tinh chế thành ph6-6,5 bằng axit sunfuric, sau đó bay hơi và cô đặc bằng thiết bị bay hơi ba tác dụng, để nồng độ lithium sulfat trong dung dịch cô đặc có thể đạt 200g / L (bao gồm Li2O 60g / L). Sau khi dung dịch đậm đặc được tách bằng cách lọc áp suất, dịch lọc là dung dịch thành phẩm cho quy trình tiếp theo, và bánh lọc là cặn thành phẩm, được đưa trở lại trộn bùn để rửa trôi.
(2) Bộ phận sản xuất lithium carbonate
Dung dịch thành phẩm và dung dịch tro soda (bao gồm Na2CO3 300g / L) được thêm vào bể lithium bay hơi để rửa lithium bay hơi (nhiệt độ không đổi 2h sau khi đun sôi). Do độ hòa tan của lithium carbonate thấp, tỷ lệ kết tủa lithium là khoảng 85%. Sau khi kết tủa lithium, lithium cacbonat thô sơ cấp (chứa dịch lọc dưới 10%) và rượu mẹ kết tủa lithium sơ cấp được tách ra bằng máy ly tâm khi còn nóng. Rượu mẹ của kết tủa lithium sơ cấp chứa một lượng lớn natri sunfat và liti sunfat cao hơn (khoảng 15% tổng số). Sản phẩm thô thứ cấp và rượu mẹ thứ cấp thu được bằng cách thêm dung dịch tro soda (bao gồm Na2CO3 300g / L) để kết tủa lithium thứ cấp. Rượu mẹ được trung hòa bằng axit, điều chỉnh bằng pH natri hydroxit, sau đó sản phẩm phụ natri sulfat khan và rượu mẹ của phân tích natri được tách ra bằng cách kết tinh bay hơi và ly tâm. Natri sunfat khan được làm khô bằng luồng không khí và đóng gói dưới dạng sản phẩm phụ natri sunfat. Rượu mẹ của phân tích natri được trả lại rượu mẹ chính. Lithium cacbonat thô đầu tiên và chất lỏng bám thô thứ hai chứa Na2SO4 và các tạp chất khác, sau đó chúng được khuấy và rửa bằng nước tinh khiết ở nhiệt độ khoảng 90 °C. Nước giặt được gửi đến chuẩn bị kiềm. Sau khi rửa, lithium cacbonat mịn ướt được tách bằng máy ly tâm khi còn nóng, sau đó sấy khô bằng máy sấy hồng ngoại xa. Sau khi tách từ, các mảnh vụn dây sắt và các vật dụng lặt vặt khác do máy sấy làm rơi sẽ được loại bỏ. Cuối cùng, chúng được nghiền nát bằng luồng không khí, đóng gói và đưa vào kho.
Dự án chủ yếu tăng năng lực sản xuất lithium carbonate cấp pin. Từ góc độ quy trình sản xuất tổng thể, lithium carbonate cấp pin và lithium carbonate cấp công nghiệp về cơ bản giống nhau. Sự khác biệt nằm ở các điều kiện kiểm soát quá trình khác nhau của bay hơi và lắng đọng lithium, tức là trọng lượng riêng của dung dịch thành phẩm được xác định bằng tỷ trọng kế khi dung dịch tinh khiết được bay hơi và cô đặc, và nồng độ Li2O trong dung dịch thành phẩm được xác định bằng quang kế ngọn lửa để đảm bảo rằng nồng độ điểm cuối của dung dịch thành phẩm nằm trong phạm vi yêu cầu của quy trình; phương pháp điện từ được sử dụng khi lắng đọng lithium Lưu lượng kế hiển thị độ mở khác nhau của van điều chỉnh để điều khiển tốc độ cấp liệu và tốc độ động cơ được điều chỉnh bởi bộ biến tần để điều khiển tốc độ trộn của máy khuấy. Các điều kiện kiểm soát quy trình trên đều là các công nghệ chủ lực của công ty.
(3) Phần lithium clorua khan
Sau khi phản ứng, CaSO4 • 2H2O được tách ra và đưa đi xử lý để tạo ra sản phẩm CaSO4. Sau khi tách, dung dịch loãng của LiCl thu được. β - hoạt tính Al2O3, Na2CO3 và NaOH lần lượt được thêm vào để loại bỏ SO42 -, Ca2 +, Mg2 + và các tạp chất khác trong dung dịch loãng LiCl. Sau khi bay hơi và cô đặc, nồng độ LiCl được tăng lên 400-500g / L, sau đó nó được làm nguội và lọc để tách NaCl rắn để thu được dung dịch LiCl đậm đặc. Dung dịch cô đặc LiCl được vận chuyển đến ấm tinh chế và thêm vào chất tinh chế (công nghệ độc quyền, thành phần vô cơ, không có kim loại nặng độc hại và có hại) và Na+ để thay thế phản ứng. Tỷ lệ Na+/LiCl ở điểm cuối của phản ứng được kiểm soát dưới 30ppm. Sau khi tách, chất lỏng thành phẩm LiCl thu được. Cuối cùng, chất lỏng được làm khô bằng cách sấy phun để thu được sản phẩm lithium clorua không chứa nước. 2. Danh sách thiết bị chính của dây chuyền sản xuất lithium carbonate với sản lượng hàng năm là 5000 tấn.
 

Kỹ thuật

Tên thiết bị	Quy cách	số
Máy nghiền bi	Ø1,83×6,4m	1
Mát	Ø2,8 / 2,5×25m	1
Mát	Ø2,4×18m	1
Lò quay	Ø2,8×50m	1
Lò nung axit hóa	Ø2,6×25m	1