Döner fırında lityum karbonat üretim süreci

Giriş

Dönüşüm kavurma: spodumen konsantre deposundan manuel olarak kova asansörüne gönderilir ve ardından konsantre deposuna taşınır, ardından disk besleyici ve vida besleyici aracılığıyla lityum karbonat döner fırının kuyruğuna eklenir. Konsantre, fırın kuyruğunun ön ısıtma bölümündeki yüksek sıcaklık gazı kullanılarak kurutulur. Konsantre, kalsinasyon bölümünde yaklaşık 1200 °C sıcaklıkta (tetragonal sistem, 2400KG / m3 yoğunlukta, yani fırın malzemesi) α tipten (monoklinik sistem, yoğunluk 3150kg / m3) β spodumene dönüştürülür ve dönüşüm oranı yaklaşık %98'dir.
 

Teknik özellikler

Döner fırında lityum karbonat üretim süreci
(1) Fırın bölümü
Dönüşüm kavurma: spodumen konsantre deposundan manuel olarak kova asansörüne gönderilir ve ardından konsantre deposuna taşınır, ardından disk besleyici ve vida besleyici aracılığıyla lityum karbonat döner fırının kuyruğuna eklenir. Konsantre, fırın kuyruğunun ön ısıtma bölümündeki yüksek sıcaklık gazı kullanılarak kurutulur. Konsantre, kalsinasyon bölümünde yaklaşık 1200 °C sıcaklıkta (tetragonal sistem, 2400KG / m3 yoğunlukta, yani fırın malzemesi) α tipten (monoklinik sistem, yoğunluk 3150kg / m3) β spodumene dönüştürülür ve dönüşüm oranı yaklaşık %98'dir.
Asitleyici kavurma: soğutma bölümünde soğuduktan sonra, fırın başından fırın başından boşaldılır, ardından doğal soğutma ve bilyalı değirmenle ince öğütülür, ardından asitleyici fırının atık kutusuna taşınır ve ardından besleyici ve vidalı konveyörle asit mikserine eklenir.  ve belirli bir oranda konsantre kükürtlü asitle (%93'ten fazla) karıştırılır (konsantre sülfürik asit, fırınlanmış malzemedeki lityum eşdeğer fazlasının %35'i olarak hesaplanır ve her ton fırınlanmış malzemenin yaklaşık 0,21 tt konsantre kükürtlü asit gerektirir) bundan sonra, kalsinerdeki β - spodumen ile reaksiyona girer ve asitteki hidrojen iyonu, β - spodumen içindeki lityum iyonunu yerinden alır,  böylece kalsinatordaki Li2O ve SO42 - suda çözüneýän Li2SO4 haline getirilebilir ve asitleyici klinker elde edilebilir.
Bulamaç karıştırma, süzme ve yıkama: klinker soğutulur ve bulamaç ile klinkerdeki çözünür lityum sülfatın sıvı faza çözünmesini sağlar. Çözeltinin sızdırma ekipmanına olan korozyonunu azaltmak için, klinkerdeki kalıntı asit kireçtaşı çamuruyla nötralize edilir, pH değeri 6,5-7,0 arasında ayarlanır ve demir ile alüminyum gibi çoğu safsızlık aynı anda giderilir. Süzülen sıvı ile katı oranı yaklaşık 2,5 ve sızıntı süresi yaklaşık 0,5 saattir. Li2SO4 100g / L (Li2O 27g / L), Li2SO4 bulamaçının filtrelenip ayrılmasıyla elde edilir ve filtre keki, yaklaşık %35 nem oranına sahip leaching kalıntısıdır. Lityum kaybını azaltmak için, süzülmüş kalıntı ters çaltlama ile yıkanır ve yıkama çözeltisi tekrar slubere geri getirilerek leç yapılır.
Süzme çözeltisi arıtma: alkali metal ve kükürt asite ek olarak, diğer demir, alüminyum, kalsiyum ve magnezyum kükürt asitle reaksiyona girerek karşılık gelen sülfatlar üretir. Klinkerdeki bazı safsızlıklar sızdırma sürecinde çıkarılabilse de, kalan saflıklar ürün kalitesinin sağlanması için daha fazla arıtılması gereken leach çözeltisinde kalır. Leç çözeltisi, alkalizasyon ve kalsiyum uzaklaştırılması ile arıtılır, ardından süzme çözeltisi alkalizasyon ajanı kireç sütü ile (cao100-150g / L içerir) ile alkalize edilir. pH değeri 11-12'ye yükseltilir ve magnezyum ile demir hidrolize olarak hidroksite çökelmesine dönüştürülür. Daha sonra sodyum karbonat çözeltisi (içinde Na2CO3 300g / L bulunan) kalsiyum sülfat ile reaksiyona girerek kalsiyum karbonat çökelmesi oluşur; böylece sızıntı çözeltisinden kalsiyum ve alkali kireç sütünden getirilen kalsiyum gider. Alkali kalsiyum giderici buçukun sıvı-katı ayrılmasından sonra, elde edilen çözelti saflaştırılmış çözeltidir ve kalsiyum lityum oranı 9,6 × 10-4'ten azdır. Filtre kek, kalsiyum kalıntısıdır ve bu kalıntı hamur karışımına geri dönüyor ve leç için. Buharlaşma ve arıtma çözeltisi konsantrasyonu: düşük lityum sülfat konsantrasyonu ve düşük çökeltme oranı nedeniyle, arıtma çözeltisi doğrudan lityum çökeltmesi veya lityum klorür üretimi için kullanılamaz. Öncelikle, arıtma çözeltisini sülfürik asit ile ph6-6.5'e ayarlayın, ardından üç etkili evaporatörle buharlaştırıp konsantre edin; böylece konsantrasyon çözeltisinde lityum sülfat konsantrasyonu 200g / L (Li2O 60g / L dahil) ulaşabilir. Konsantre çözelti basınç filtresiyle ayrıldıktan sonra, filtrat bir sonraki süreç için bitmiş çözeltidir ve filtre keki, süzme için tekrar çamur karışımına geri getirilen bitmiş kalıntıdır.
(2) Lityum karbonat üretim bölümü
Bitmiş çözelti ve soda külü çözeltisi (Na2CO3 300g / L dahil) buharlaşma lityum lavaboyu için evaporation lityum havuzuna eklenir (kaynamadan 2 saat sonra sabit sıcaklık). Lityum karbonatın düşük çözünürlüğü nedeniyle, lityum çökelme oranı yaklaşık %85'tir. Lityum çökelmesinden sonra, birincil kaba lityum karbonat (filtre içeren) %10'dan az ve birincil lityum çökeltme ana sıvısı sıcakken santrifüj ile ayrıldı. Birincil lityum çökelmesinin ana sıvısı büyük miktarda sodyum sülfat ve daha yüksek lityum sülfat içerir (toplamın yaklaşık %15'i). İkincil kaba ürün ve ikincil ana sıvı, ikincil lityum çökeltmesi için soda külü çözeltisi (Na2CO3 300g / L dahil) eklenerek elde edilir. Ana sıvı asit ile nötralize edilir, sodyum hidroksit pH ile ayarlanır ve ardından yan ürün olan susuz sodyum sülfat ile sodyum analizinin ana sıvısı buharlaşma kristalizasyonu ve santrifüjleme ile ayrılır. Su dökmeyen sodyum sülfat hava akışıyla kurutulur ve yan ürün sodyum sülfat olarak paketlenir. Sodyum analizinin ana sıvısı birincil ana sıvıya geri verilir. İlk kaba lityum karbonat ve ikinci kaba yapışma sıvısı Na2SO4 ve diğer safsızlıklar içerir, ardından yaklaşık 90 °C sıcaklığında arıtılmış suyla karıştırılır ve yıkanır. Yıkama sıvısı alkali hazırlığa gönderilir. Yıkamadan sonra, ıslak ince lityum karbonat sıcakken santrifüj ile ayrılır ve ardından uzak kızılötesi kurutucu ile kurutulur. Manyetik ayrılmadan sonra, kurutucudan düşen demir tel kalıntıları ve diğer eşyalar çıkarılır. Son olarak, hava akışı tarafından ezilir, paketlenir ve depoya alınırlar.
Proje esas olarak batarya sınıfı lityum karbonat üretim kapasitesini artırmaktadır. Genel üretim süreci açısından bakıldığında, batarya sınıfı lityum karbonat ile endüstriyel kalite lityum karbonat temelde aynıdır. Fark, buharlaşma ve lityum biriktirilmesinin farklı süreç kontrol koşullarındadır; yani, saflaştırılmış çözelti buharlaştırıp konsantre edildiğinde bitmiş çözeltinin özgül ağırlığı hidrometre ile belirlenir ve bitmiş çözelti içindeki Li2O konsantrasyonu alev fotometresiyle belirlenerek bitmiş çözelti son nokta konsantrasyonunun süreç gereksinimleri aralığında olmasını sağlar; lityum biriktirildiğinde elektromanyetik yöntem kullanılır. Akışölçer, besleme hızını kontrol etmek için düzenleyici valfin farklı açılışını gösterir ve motor hızı, karıştırıcının karıştırma hızını kontrol etmek için frekans dönüştürücü tarafından ayarlanır. Yukarıdaki süreç kontrol koşullarının hepsi şirketin temel teknolojileridir.
(3) Ansu lityum klorür kesiti
Reaksiyondan sonra CaSO4 • 2H2O ayrılarak CaSO4 ürünü üretmek için işlemeye gönderildi. Ayrıldıktan sonra, LiCl'nin seyreltilmiş çözeltisi elde edilir. β - aktif Al2O3, Na2CO3 ve NaOH sırayla eklenerek LiCl'in seyreltilmiş çözeltisinde SO42 -, Ca2+, Mg2+ ve diğer safsızlıklar giderilir. Buharlaşma ve konsantrasyondan sonra, LiCl konsantrasyonu 400-500g / L'ye yükselir, ardından soğutulup katı NaCl'yi ayırmak için filtrelenerek konsantre LiCl çözeltisi elde edilir. LiCl konsantre çözeltisi rafiner kettle'a taşındı ve rafine ajana (özel teknoloji, inorganik bileşen, toksik ve zararlı ağır metal içermeden) ve Na+ eklenerek reaksiyonun yerine getirildi. Reaksiyonun son noktasındaki Na+/LiCl oranı 30ppm'nin altında kontrol edildi. Ayrıldıktan sonra, LiCl bitmiş sıvı elde edildi. Son olarak, sıvı sprey kurutma ile kurutularak eşit su içermeyen lityum klorür ürünü elde edildi. 2. Yıllık 5000 ton üretim kapasitesine sahip lityum karbonat üretim hattının ana ekipman listesi.
 

Teknik

Ekipman adı	Teknik özellikler	sayı
Ball değirmeni	Ø1.83×6.4m	1
Soğutucu	Ø2.8/2.5×25m	1
Soğutucu	Ø2.4×18m	1
Döner fırın	Ø2.8×50m	1
Asitleyici fırın	Ø2.6×25m	1