轮廓:锂瓷石矿经洗选而得的锂云母粉经过十八个步地得到电板级碳酸锂。即原料烘干→原料混料→焙烧→球磨水浸→除杂→BT挥发浓缩→树脂除杂→千里锂→搅动洗涤→脱碳→BT盐溶液挥发结晶→硝冷冻→二次千里锂→千里磷酸锂→碳化→干燥翻脸等十八说念工序坐褥得到主居品电板级碳酸锂及副产磷酸锂、铷铯浓液
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烘干焙烧
一、原料烘干
洗选后的锂云母含水率频繁为15-20%。为了不影响后续焙烧过程,需对物料进行烘干惩办,烘干在干燥窑内进行,烘干温度约为250℃,抓续期间约15min,炎风与物料径直斗争。烘干后锂云母精矿含水率约6.5%,同期烘干过程可减少后续焙烧过程的燃气量。干酷暑源来自反转窑尾气余热,烘干的网罗粉尘回用于焙烧工序。
二、原料混料
锂云母、氧化钙、硫酸钙、后端碳酸钙渣、除杂渣、硫酸钠、硫酸钾经皮带运输机送入混料机,主要指标是使锂云母和各辅料充分搀杂均匀。锂云母焙烧时会产生氟化物有毒气体,在原料配比时还须加入的氧化钙,不错用来收受氟元素,生成氟化钙,且氧化钙具有高熔点的脾性,或者匡助幸免炉内原料因为高温而烧结或者生成玻璃体。配料搅动完成后将原材料密闭运输到反转窑进行下总共焙烧工段,混料时可加入硫酸钙,不仅可提供钙元素收受氟化物,还可提供反映需的硫酸根。
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FT粉体投加设立
三、焙烧
原辅材料完成混料之后插足焙烧反转窑高温焙烧室焙烧。通过径直加热的样貌对原材料进行高温焙烧,其截止烧结温度为900~1100℃,从进想到出料抓续期间约2小时。反转窑24h连续功课。已知硫酸钠的熔点为884℃,硫酸钾熔点1067℃,锂云母熔点为903℃,硫酸钙在氧化钙助融条款下也会插足熔融景况。故在该反转窑截止温度下,原材料中主要身分处于熔融景况,剩余熔点较高的矿物资(如氟化钙)以固体体式存在。处于熔融景况下的锂云母在高温焙烧作用下,与熔融景况下的硫酸钠、硫酸钾会发生化学反映。在高温焙烧过程中,原料中的氟与铝、钙反映生成氟铝酸钙等而固化,变成愈加闲散的CaF2和CaO·3Al2O3·CaF2而存在于焙烧残渣中,扫尾了大部分氟的固定。
在经过复杂的化学反映之后,原料中大部分锂元素以硫酸锂的体式存在于焙烧产物中,使得锂元素可溶于水,以便插足下总共细磨工序。
为扫尾节能降耗,反转窑高温室焙烧的热烟气经引风机引至反转式干燥窑内用以烘干原料水份。
反映方程式:
2(Li,K)2O·2Al2O3·12SiO2·4H(OH,F)+2Na2SO4+2CaO=2Li2SO4+2SiO2+2K2SiO3+4NaAlSi2O6+2CaF2 +4H2O↑
2(Li,K)2O·2Al2O3·12SiO2·4H(OH,F)+2Na2SO4+2CaCO3=2Li2SO4+2SiO2+2K2SiO3+4NaAlSi2O6+2CaF2 +4H2O↑+2CO2↑
2(Li,K)2O·2Al2O3·6SiO2·4H(OH,F)+2CaSO4=2Li2SO4+2SiO2+2K2SiO3+2Al2O3·2SiO2+2CaF2 +4H2O↑
同期也发生小数如下副反映:
2(Li,K)2O·2Al2O3·12SiO2·4H(OH,F)+2Na2SO4+2CaO=K2SO4+2SiO2+Li2SiO3+4NaAlSi2O6+2CaF2 +4H2O↑
2(Li,K)2O·2Al2O3·12SiO2·4H(OH,F)+2Na2SO4+2CaCO3=2K2SO4+2SiO2+2Li2SiO3+4NaAlSi2O6+2CaF2 +4H2O↑+2CO2↑
2(Li,K)2O·2Al2O3·6SiO2·4H(OH,F)+2CaSO4=2K2SO4+2SiO2+2Li2SiO3+2Al2O3·2SiO2+2CaF2 +4H2O↑
四、冷却
物料在高温焙烧时,由于部分物料熔融,烧结出来的物料会有一定的强度,需对其进行冷却,物料插足冷却窑,通过饱读风机饱读入当然风风冷进行强制冷却降温至90℃傍边。焙烧后的冷却期间为1.5小时。
五、翻脸-细磨
冷却后的物料可能存在烧结成块的时势,需磨细后再进行浸出。先通过卧式破灭机进行初步破灭至10毫米傍边粒度,再通过皮带运输至立磨机进一步磨细至100-150目傍边。
六、水浸
细磨及格后的熟料,通过螺旋运输至浸出罐,并同期向罐内加入浸出洗水(液固比约0.85:1),打浆,该工序加入广泛水,使得熟料中硫酸锂溶化于水溶液中。溶液通过带式过滤机进行液固离别,得到浸出液插足下一工序,过滤出的渣用冷凝水进行洗涤,得到浸出渣,回混料步地。浸洗水轮回近似支配。
七、除杂
浸出液插足净化反映釜驱动除杂,浸出液中除了Li+、Na+和SO42-外,还有一定量Fe3+和Al3+,该工艺主要去除浸出液中的Al3+和Fe3+等阳离子,除杂后主要得身分为锂、钾、钠、硫酸根离子。
向浸出液中加入足量的生石灰调整溶液中的pH值,由于LiOH的溶化度较大,最初千里淀下来的是难溶于水的CaF2、氢氧化铁、氢氧化铝等,当pH>6时,溶液中Al3+以Al(OH)3的体式千里淀下来,当pH>10时,铁离子以Fe(OH)3的体式千里淀下来,之后再经板框压滤机固液离别,去除溶液中的千里淀物。该工序产生的除杂渣主要身分为氟化钙,同期含有部分氢氧化铝、硫酸钙和氢氧化铁。
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板框压滤
除杂净化反映方程式:
Mn+ + nOH- == M(OH)n(n=2, 3)为铁、铝等水解千里淀反映;
过滤出来的溶液中会残留一定量的钙离子,向溶液中加入足量的碳酸钠,使得溶液中钙离子与碳酸根离子生成碳酸钙渣千里淀下来,其反映机理如下:
Ca2++CO32-=CaCO3↓
反映之后的母液插足板框压滤机去除产生的碳酸钙渣。该碳酸钙渣、除杂渣可行为辅料复返到前段混料工序。除杂后的母液插足下一工序。
八、BT盐溶液挥发浓缩系统
经过净化后的母液,溶液中的阳离子主要为锂、钙、镁、钾、钠离子,硫酸锂浓度相对较低,为提高母液中锂离子的一次千里锂收率,支配MVR挥发器对其进行挥发浓缩,提高母液锂离子浓度,便于提高后续千里锂工序效用。挥发产生的冷凝水送往浸出工序作念为洗水用。挥发浓缩温度为90℃-105℃傍边。
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BT盐溶液MVR挥发器
九、树脂除杂
浓缩后的母液需要经受螯合树脂进行进一步深度除杂,去除钙、镁等阳离子。螯合树脂是一类能与金属离子酿成多配位络合物的交联功能高分子材料。螯合树脂上的功能原子会与钙、镁等阳离子发生配位反映,酿成类似小分子螯合物的闲散结构。使用一段期间后,使用期间与前端除杂恶果联系,一般是28小时傍边,树脂每三年更换一次,树脂除杂树脂实足,需要用再生剂(硫酸)进行再生;再生后,树脂经转型(投加氢氧化钠)置换后不错不竭使用。
十、一次千里锂
在碱液调配反映釜内用碳酸锂洗水与纯碱配制碳酸钠溶液,碳酸钠浓度20%傍边,将配好的纯碱溶液泵入千里锂反映釜。再将树脂除杂之后的母液加入到碳酸钠溶液中,硫酸锂与碳酸钠反映生成碳酸锂。左证居品的理化性质,由于Li2CO3的溶化度随温度的升高而减小,因此在千里锂反映釜中通过蒸汽盘管转折加热普及溶液温度至90-95℃,以使Li2CO3尽可能多的析出。千里锂后的母液插足离神思得到粗碳酸锂和一次千里锂母液;粗碳酸锂插足搅洗工序;一次千里锂母液插足脱碳工序。反映方程式如下:
Li2SO4+Na2CO3=Li2CO3↓+Na2SO4
十一、搅动洗涤
经千里锂赢得的粗碳酸锂通过95℃的纯水洗涤,洗出吸附于碳酸锂名义的杂质离子,提高居品碳酸锂的纯度。洗涤液经离神思过滤,滤出的湿碳酸锂插足碳化提纯工序。产生的碳酸锂洗水复返千里锂工序去配制纯碱溶液。
十二、脱碳
千里锂母液泵入脱碳反映釜,向釜内加入98%浓硫酸进行脱碳,溶液pH截止在6-7之间,产生的二氧化碳经釜内排气孔排出,然后加入氢氧化钠将母液pH调至8-9傍边。脱完碳的母液泵入MVR进行挥发浓缩。反映方程式:H2SO4+CO32-=SO42-+CO2 ↑+H2O
十三、BT盐溶液挥发结晶系统
将脱碳后的母液,打入BT盐溶液MVR挥发器挥发结晶,通过截止挥发温度(至85-95℃傍边),先后结晶析出钾盐(硫酸钾)、钠盐(以硫酸钠为主,间有小数硫酸钾),硫酸钠颗粒大,通过双推离神思离心离别得到硫酸钠盐,硫酸钾颗粒细从双推离神思穿滤出后通过板框过滤赢得。过滤出来的母液插足下一工序。钠盐行为辅料复返前端混料工序;冷凝水回到前端回用水步地。
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盐溶液挥发器
十四、BT硝冷冻结晶系统
硫酸钠溶化度随温度变化梯度很大的脾性,将浓缩搀杂母液泵入冷冻槽作念冷冻惩办(-5~5℃),析出十水硫酸钠晶体。析出十水硫酸钠晶体不仅不错减少溶液中硫酸钠的量,同期也广泛耗尽溶液中的水。通过离神思离心出十水芒硝,将芒硝运输至重溶釜,加热溶化后离心过滤,离心出来的硫酸钠可行为副居品销售;离心出来的冷冻母液插足二次千里锂工序。反映方程式如下:Na2SO4 + 10H2O = Na2SO4·10H2O↓
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冷冻结晶
十五、二次千里锂
将离心得到的冷冻母液,打入千里锂反映釜,和纯碱溶液反映千里锂,再经离神思液固离别,得到粗碳酸锂和二次千里锂母液;二次千里锂时,铷、铯浓度较低时,硫酸铷、硫酸铯均不会与碳酸钠发生反映。粗碳酸锂插足搅洗工段。二次千里锂母液插足脱碳工段。几许次轮回后二次千里锂母液中铷铯可富集到一定进程则插足千里磷酸锂工序,而不再插足脱碳工序。碳酸锂千里淀:Li2SO4+Na2CO3= Li2CO3↓+Na2SO4
十六、千里磷酸锂
高浓度铷铯的二次千里锂母液泵入千里锂反映釜,向反映釜内加入磷酸和氢氧化钠,在80℃下,反映一定期间后,经板框压滤机固液离别,得到磷酸锂固体及千里磷酸锂母液(铷铯母液),磷酸锂经洗涤、烘干及包装后即为制品。千里磷酸锂母液(铷铯母液)行为副居品外销。反映方程式如下:
2H3PO4+6NaOH+3Li2SO4=2Li3PO4↓+3Na2SO4+6H2O
十七、碳化提纯
将搅洗工段赢得的湿碳酸锂加入打浆罐,加纯水及碳化清液打浆,将浆液泵入碳化反映釜,通入二氧化碳会生成碳酸氢锂液体,碳化反映后的母液进行固液离别,清液经过滤插足热解反映釜,留住的固体即主要为碳酸钙、碳酸镁的碳化渣。
清液在反映釜内升温热解(加热至100℃傍边)一段期间后,碳酸氢锂液体加热欢娱会离别出二氧化碳,并从头酿成固体碳酸锂。再经离神思进行液固离别,赢得高纯度碳酸锂(固)和碳化清液(液),碳化清液复返打浆罐,碳酸锂插足气流翻脸工段。主要化学反映方程式:
Li2CO3+CO2+H2O→2LiHCO3
2LiHCO3→Li2CO3↓+CO2↑+H2O。
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干燥
十八、干燥翻脸包装
碳化提纯得到的碳酸锂插足盘式干燥机烘干名义水分,最终经过气流翻脸工序得到电板级碳酸锂居品。翻脸后的碳酸锂用真空运输设立运输至自动包装机进行包装,得到电板级碳酸锂。
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锂电全产业链
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