Döner fırında lityum karbonat üretim süreci

Giriş

Dönüşüm kavurma: Spodümen konsantresi, konsantre deposundan manuel olarak kepçeli elevatöre gönderilir ve konsantre deposuna kaldırılır, ardından disk besleyici ve vidalı besleyici aracılığıyla lityum karbonat döner fırınının kuyruk kısmına eklenir. Konsantre, fırın kuyruğunun ön ısıtma bölümündeki yüksek sıcaklıktaki gaz kullanılarak kurutulur. Konsantre, kalsinasyon bölümünde yaklaşık 1200 ℃ sıcaklıkta α tipinden (monoklinik sistem, yoğunluk 3150kg \/ m3) β spodümene (tetragonal sistem, yoğunluk 2400KG \/ m3, yani pişmiş malzeme) dönüştürülür ve dönüşüm oranı yaklaşık %98'dir.

Teknik Özellik

Döner fırında lityum karbonat üretim süreci
① Pişirme bölümü
Dönüşüm kavurma: Spodümen konsantresi, konsantre deposundan manuel olarak kepçeli elevatöre gönderilir ve konsantre deposuna kaldırılır, ardından disk besleyici ve vidalı besleyici aracılığıyla lityum karbonat döner fırınının kuyruk kısmına eklenir. Konsantre, fırın kuyruğunun ön ısıtma bölümündeki yüksek sıcaklıktaki gaz kullanılarak kurutulur. Konsantre, kalsinasyon bölümünde yaklaşık 1200 ℃ sıcaklıkta α tipinden (monoklinik sistem, yoğunluk 3150kg \/ m3) β spodümene (tetragonal sistem, yoğunluk 2400KG \/ m3, yani pişmiş malzeme) dönüştürülür ve dönüşüm oranı yaklaşık %98'dir.
Asitleme kavurma: Pişmiş malzeme, soğutma bölümünde soğutulduktan sonra fırın başından boşaltılır, ardından doğal soğutma ve bilyalı değirmen ile 0.074mm'ye ince öğütülür ve asitleme kavurma fırınının artık haznesine taşınır, ardından besleyici ve vidalı konveyör ile asit karıştırıcıya eklenir ve konsantre sülfürik asit ile (%93'ten fazla) belirli bir oranda karıştırılır (konsantre sülfürik asit, pişmiş malzemedeki lityum eşdeğeri fazlasının %35'i olarak hesaplanır ve her ton pişmiş malzeme için yaklaşık 0.21t konsantre sülfürik asit gerekir). Bundan sonra, kalsinatördeki β-spodümen sülfürik asit ile reaksiyona girer ve asitteki hidrojen iyonu, β-spodümendeki lityum iyonunun yerini alır, böylece kalsinatördeki Li2O ve SO42- suda çözünür Li2SO4'e birleşebilir ve asitlenmiş klinker elde edilebilir.
Bulamaç karıştırma, liç ve yıkama: Klinker soğutulur ve bulamaç haline getirilir, böylece klinkerdeki çözünür lityum sülfat sıvı faza çözünür. Çözeltinin liç ekipmanına korozyonunu azaltmak için, klinkerdeki artık asit kireçtaşı bulamacı ile nötralize edilir, pH değeri 6.5-7.0'a ayarlanır ve aynı zamanda demir ve alüminyum gibi çoğu safsızlık giderilir. Liç edilen sıvının katıya oranı yaklaşık 2.5'tir ve liç süresi yaklaşık 0.5 saattir. Li2SO4 bulamacı filtrelenip ayrılarak Li2SO4 100g \/ L (Li2O 27g \/ L) elde edilir ve filtre keki, nem içeriği yaklaşık %35 olan liç kalıntısıdır. Lityum kaybını azaltmak için, liç edilen kalıntı ters karıştırma ile yıkanır ve yıkama çözeltisi liç için bulamaca geri döndürülür.
Liç çözeltisi saflaştırma: Alkali metal ve sülfürik asit dışında, diğer demir, alüminyum, kalsiyum ve magnezyum sülfürik asit ile reaksiyona girerek karşılık gelen sülfatları üretir. Klinkerdeki bazı safsızlıklar liç işlemi sırasında giderilebilse de, kalan safsızlıklar liç çözeltisinde kalır ve ürün kalitesini sağlamak için daha fazla saflaştırılması gerekir. Liç çözeltisi, alkalileştirme ve kalsiyum giderme ile saflaştırılır ve liç çözeltisi, alkalileştirici madde kireç sütü (cao100-150g \/ L içeren) ile alkalileştirilir. pH değeri 11-12'ye yükseltilir ve magnezyum ve demir, hidroksit çökeltisine hidrolize edilir. Ardından, kalsiyum sülfat ile reaksiyona girerek kalsiyum karbonat çökeltisi üretmek için sodyum karbonat çözeltisi (Na2CO3 300g \/ L içeren) kullanılır, böylece liç çözeltisindeki kalsiyum ve alkali kireç sütünün getirdiği kalsiyum giderilir. Alkali kalsiyum giderme bulamacının sıvı-katı ayrımından sonra, elde edilen çözelti saflaştırılmış çözeltidir ve kalsiyum lityum oranı 9.6 × 10-4'ten azdır. Filtre keki, liç için bulamaç karıştırmaya geri döndürülen kalsiyum kalıntısıdır. Saflaştırma çözeltisinin buharlaştırma ve konsantrasyonu: Lityum sülfat konsantrasyonunun düşük olması ve lityum çökelme oranının düşük olması nedeniyle, saflaştırma çözeltisi doğrudan lityum çöktürme veya lityum klorür üretimi için kullanılamaz. Önce, saflaştırma çözeltisi sülfürik asit ile ph6-6.5'e ayarlanır ve ardından üç etkili evaporatör ile buharlaştırılıp konsantre edilir, böylece konsantre çözeltideki lityum sülfat konsantrasyonu 200g \/ L'ye (Li2O 60g \/ L dahil) ulaşabilir. Konsantre çözelti basınçlı filtrasyon ile ayrıldıktan sonra, filtrat bir sonraki işlem için bitmiş çözeltidir ve filtre keki, liç için bulamaç karıştırmaya geri döndürülen bitmiş kalıntıdır.
② Lityum karbonat üretim bölümü
Bitmiş çözelti ve soda külü çözeltisi (Na2CO3 300g / L dahil) buharlaştırma lityum havuzuna eklenir ve buharlaştırma lityum havuzunda (kaynatıldıktan sonra sabit sıcaklık 2 saat) işlem yapılır. Lityum karbonatın düşük çözünürlüğü nedeniyle, lityum çökeltme oranı yaklaşık %85'tir. Lityum çökeltmesinden sonra, birincil kaba lityum karbonat (filtrat %10'dan az içeren) ve birincil lityum çökeltme ana likörü sıcakken santrifüj ile ayrılır. Birincil lityum çökeltme ana likörü büyük miktarda sodyum sülfat ve daha yüksek lityum sülfat (toplamın yaklaşık %15'i) içerir. İkincil kaba ürün ve ikincil ana likör, ikincil lityum çökeltmesi için soda külü çözeltisi (Na2CO3 300g / L dahil) eklenerek elde edilir. Ana likör asit ile nötralize edilir, sodyum hidroksit pH ile ayarlanır ve ardından buharlaştırma kristalizasyonu ve santrifüjleme ile yan ürün susuz sodyum sülfat ve sodyum analizi ana likörü ayrılır. Susuz sodyum sülfat hava akışı ile kurutulur ve yan ürün sodyum sülfat olarak paketlenir. Sodyum analizi ana likörü birincil ana liköre geri döndürülür. Birinci kaba lityum karbonat ve ikinci kaba bağlı sıvı Na2SO4 ve diğer safsızlıkları içerir ve ardından yaklaşık 90 ℃'de saflaştırılmış su ile karıştırılarak yıkanır. Yıkama sıvısı alkali hazırlamaya gönderilir. Yıkamadan sonra, ıslak ince lityum karbonat sıcakken santrifüj ile ayrılır ve ardından uzak kızılötesi kurutucu ile kurutulur. Manyetik ayırmadan sonra, kurutucudan düşen demir tel kırpıntıları ve diğer çeşitli maddeler çıkarılır. Son olarak, hava akışı ile ezilir, paketlenir ve depoya konur.
Proje esas olarak pil sınıfı lityum karbonat üretim kapasitesini artırmaktadır. Genel üretim süreci açısından, pil sınıfı lityum karbonat ve endüstriyel sınıf lityum karbonat temelde aynıdır. Fark, buharlaştırma ve lityum çökeltme işlem kontrol koşullarının farklı olmasıdır, yani saflaştırılmış çözelti buharlaştırılıp konsantre edilirken bitmiş çözeltinin özgül ağırlığı hidrometre ile belirlenir ve bitmiş çözeltideki Li2O konsantrasyonu alev fotometresi ile belirlenerek bitmiş çözelti uç nokta konsantrasyonunun proses gereksinimleri aralığında olması sağlanır; lityum çökeltme sırasında elektromanyetik akış ölçer, besleme hızını kontrol etmek için regülatör vananın farklı açıklığını gösterir ve motor hızı, karıştırıcının karıştırma hızını kontrol etmek için frekans dönüştürücü ile ayarlanır. Yukarıdaki proses kontrol koşullarının tümü şirketin temel teknolojileridir.
③ Susuz lityum klorür bölümü
Reaksiyondan sonra, CaSO4 • 2H2O ayrıldı ve CaSO4 ürünü üretmek için prosese gönderildi. Ayırmadan sonra, seyreltik LiCl çözeltisi elde edilir. Seyreltik LiCl çözeltisindeki SO42 -, Ca2 +, Mg2 + ve diğer safsızlıkları gidermek için sırasıyla β - aktif Al2O3, Na2CO3 ve NaOH eklenir. Buharlaştırma ve konsantrasyondan sonra, LiCl konsantrasyonu 400-500g / L'ye yükseltilir ve ardından katı NaCl'yi ayırmak için soğutulur ve filtrelenir, böylece konsantre LiCl çözeltisi elde edilir. LiCl konsantre çözeltisi rafine kazana taşındı ve rafine edici madde (özel teknoloji, inorganik bileşen, toksik ve zararlı ağır metaller içermez) ve Na+ reaksiyonu değiştirmek için eklendi. Reaksiyonun uç noktasındaki Na+/LiCl oranı 30ppm'den az olacak şekilde kontrol edildi. Ayırmadan sonra, LiCl bitmiş sıvısı elde edildi. Son olarak, sıvı püskürtmeli kurutma ile kurutularak eşit susuz lityum klorür ürünü elde edildi. 2. Yıllık 5000 ton çıktılı lityum karbonat üretim hattının ana ekipman listesi.

Teknik

Ekipman adı	Özellik	sayı
Bilyalı değirmen	Ø1.83×6.4m	1
Soğutucu	Ø2.8/2.5×25m	1
Soğutucu	Ø2.4×18m	1
Döner fırın	Ø2.8×50m	1
Asitleştirme fırını	Ø2.6×25m	1