Quy trình sản xuất lithium cacbonat trong lò quay

Giới thiệu

Rang chuyển đổi: spodumene cô đặc 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 cacbonat thông qua bộ nạp đĩa và bộ cấp trục vít. Chất cô đặc được sấy khô bằng cách sử dụng khí nhiệt độ cao trong phần gia nhiệt sơ bộ của đuôi lò. Cô đặc được chuyển hóa thành β spodumene từ loại α (hệ thống đơn tài, mật độ 3150kg / m3) ở nhiệt độ khoảng 1200 °C trong phần nung (hệ thống tứ giác, với mật độ 2400kg / m3, tức là vật liệu nướng) và tỷ lệ chuyển đổi khoảng 98%.
 

Đặc điểm kỹ thuật

Quy trình sản xuất lithium cacbonat trong lò quay
(1) Phần nướng
Rang chuyển đổi: spodumene cô đặc 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 cacbonat thông qua bộ nạp đĩa và bộ cấp trục vít. Chất cô đặc được sấy khô bằng cách sử dụng khí nhiệt độ cao trong phần gia nhiệt sơ bộ của đuôi lò. Cô đặc được chuyển hóa thành β spodumene từ loại α (hệ thống đơn tài, mật độ 3150kg / m3) ở nhiệt độ khoảng 1200 °C trong phần nung (hệ thống tứ giác, với mật độ 2400kg / m3, tức là vật liệu nướng) và tỷ lệ chuyển đổi khoảng 98%.
Rang axit hóa: sau khi làm nguội trong phần làm mát, vật liệu nung được thải ra khỏi đầu lò, sau đó được nghiền mịn đến 0,074mm bằng máy nghiền bi và làm mát tự nhiên, sau đó được vận chuyển đến thùng đuôi của lò rang axit hóa, 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 bằng 35% lượng dư thừa tương đương lithium trong nguyên liệu nung, và mỗi tấn nguyên liệu nung cần axit sunfuric đậm đặc khoảng 0,21 tấn) 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 bùn, rửa trôi và rửa: clinker được làm nguội và làm bùn để làm cho lithium sulfat 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 và chất rắn khoảng 2,5 và thời gian rửa trôi khoảng 0,5h. 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 sạch bằng cách khuấy ngược, và dung dịch rửa được đưa trở lại bùn để rửa trôi.
Tinh chế 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, kiềm hóa dung dịch rửa trôi với chất kiềm hóa sữa vôi (chứa cao 100-150g/L). Giá trị pH được tăng lên 11-12, và magiê và sắt được thủy phân thành 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 chất 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 hỗn hợp bột giấy để rửa trôi. Sự bay hơi và nồng độ của dung dịch lọc: do nồng độ lithium sulfat thấp và tốc độ kết tủa lithium thấp, 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 với axit sunfuric, sau đó bay hơi và cô đặc bằng ba thiết bị bay hơi hiệu ứng, để nồng độ lithium sulfat trong dung dịch cô đặc có thể đạt 200g / L (bao gồm cả Li2O 60g / L). Sau khi dung dịch đậm đặc được tách ra bằng cách lọc áp suất, dịch lọc là dung dịch thành phẩm cho quá trình tiếp theo, và bánh lọc là cặn thành phẩm, được đưa trở lại hỗn hợp bùn để rửa trôi.
(2) Phần sản xuất lithium cacbonat
Dung dịch thành phẩm và dung dịch tro soda (bao gồm Na2CO3 300g / L) được thêm vào bồn rửa lithium bay hơi để rửa lithium bay hơi (nhiệt độ không đổi 2h sau khi đun sôi). Do độ hòa tan của lithium cacbonat thấp, tỷ lệ kết tủa lithium là khoảng 85%. Sau khi kết tủa lithium, lithium cacbonat thô sơ cấp (chứa dịch lọc nhỏ hơn 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 lithium sulfat 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, được điều chỉnh bằng độ pH natri hydroxit, sau đó natri sunfat khan sản phẩm phụ 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. Phân tích natri của rượu mẹ được trả lại cho rượu mẹ chính. Lithium cacbonat thô đầu tiên và chất lỏng đính kèm thô thứ hai có chứa Na2SO4 và các tạp chất khác, sau đó chúng được khuấy và rửa bằng nước tinh khiết ở khoảng 90 °C. Nước giặt được gửi đến chế phẩm kiềm. Sau khi rửa, lithium cacbonat mịn ướt được tách bằng máy ly tâm khi còn nóng, sau đó được sấy khô bằng máy sấy hồng ngoại xa. Sau khi tách từ tính, các mảnh vụn dây sắt và các đồ lặt vặt khác do máy sấy đánh 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 cacbonat cấp pin và lithium cacbonat cấp công nghiệp về cơ bản là 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 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 bằng bộ biến tần để điều khiển tốc độ trộn của máy khuấy. Các điều kiện kiểm soát quy trình trên đều là những công nghệ chủ chốt của công ty.
(3) Phần lithium clorua khan
Sau phản ứng, CaSO4 • 2H2O được tách ra và đưa đi xử lý để sản xuất ra sản phẩm CaSO4. Sau khi tách, thu được dung dịch loãng của LiCl. 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 pha loãng của LiCl. Sau khi bay hơi và cô đặc, nồng độ LiCl được tăng lên 400-500g / L, sau đó được làm lạnh và lọc để tách NaCl rắn để thu được dung dịch LiCl đậm đặc. Dung dịch đậm 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 đã thu được. Cuối cùng, chất lỏng được làm khô bằng cách sấy phun để thu được sản phẩm lithium clorua không chứa nước đều. 2. Danh sách thiết bị chính của dây chuyền sản xuất lithium cacbonat với sản lượng hàng năm là 5000 tấn.
 

Kỹ thuật

Tên thiết bị	Đặc điểm kỹ thuật	Con số
Máy nghiền bi	Ø1,83×6,4m	1
Máy làm mát	Ø2,8 / 2,5 × 25m	1
Máy làm mát	Ø2,4×18m	1
Lò quay	Ø2,8×50m	1
Lò axit hóa	Ø2,6×25m	1