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No campo de novas energias e materiais para baterias, o carbonato de lítio é uma matéria-prima importante para materiais de cátodo de baterias de lítio, e seu processo de produção é particularmente crítico. Hoje, vamos discutir em profundidade um elo importante no processo de produção do carbonato de lítio – a torra do espodumeno no forno rotativo, e trazer um guia super completo.

PARTE 01
Forno rotativo de carbonato de lítio
No processo de produção de carbonato de lítio em um forno rotativo de carbonato de lítio, utilizando espodumeno como matéria-prima, o processo de produção de ácido sulfúrico demonstra a maturidade e eficiência de sua tecnologia. O núcleo desse processo está na reação de substituição do ácido sulfúrico e do espodumeno a 250~300°C para gerar sulfato de lítio. No entanto, essa reação tem certos requisitos quanto à estrutura do espodumeno, e o espodumeno com estrutura mais frouxa é mais adequado para essa reação.
No fluxo do processo, o minério de espodumeno selecionado precisa ser torrado em alta temperatura em um forno rotativo de carbonato de lítio para tornar sua estrutura mais frouxa e criar condições para reações subsequentes. O minério torrado é resfriado e misturado com uma quantidade suficiente de ácido sulfúrico, e então torrado com ácido sulfúrico em um forno rotativo acidificado a 250°C para garantir que o ácido sulfúrico reaja totalmente com o espodumeno e desloque os íons de lítio.
Após a conclusão da reação, os íons de lítio são gradualmente purificados por meio de etapas como imersão em água, ajuste do pH e remoção de impurezas. Em particular, usaremos reagentes químicos como calcário e carbonato de sódio para ajustar finamente o pH da solução, removendo impurezas como cálcio, magnésio, ferro e alumínio na solução, garantindo a pureza do produto final.
Por fim, por meio da concentração por evaporação, precipitação, desidratação centrífuga e outras etapas do processo, obtivemos produtos de carbonato de lítio de alta qualidade. Vale mencionar que a taxa de recuperação de todo o processo de produção de ácido sulfúrico chega a cerca de 90%, o que se deve à sua tecnologia eficiente e precisa de controle químico de reações e separação física.
 
PARTE 02
Princípio do processo de produção de forno rotativo de carbonato de lítio
Matérias-primas como lepidolita e espodumena misturadas com outras misturas entram no cilindro pelo barril da cauda do forno em alta temperatura para torração. No forno acompanhante, os materiais se movem radialmente e horizontalmente devido à inclinação e rotação do corpo do forno. Os materiais são levados a um local elevado e trocam calor com o gás de combustão de alta temperatura, produzindo assim uma reação térmica e alcançando o processo de torração. Propósito. A velocidade do forno é ajustada por um motor de frequência variável, e o tempo de permanência no forno pode ser ajustado de acordo com os requisitos de tempo de reação dos materiais de reação. O queimador é equipado com monitoramento e ajuste do fluxo de gás natural e do volume de ar para atender às funções de ajuste da temperatura e vazão dos gases de combustão, adaptando-se assim à torra das matérias-primas. Temperatura intervalada.
O concentrado de espodumena a 6% contendo Li2O é aquecido a uma temperatura de 1070 a 1100°C para se transformar de α tipo para β tipo. P spodumene é misturado com 40% de ácido sulfúrico em excesso de acordo com cálculos teóricos, e torrado a uma temperatura de 250 a 300°C. O material de torra é lixiviado com água, a proporção líquido-sólido é de 1,5 para 2, a temperatura é de 80°C, o tempo líquido de lixiviação é de 30 minutos e a finura do material é de 0,074mm (+200 malhas), correspondendo a 10% a 15%. A polpa de lixiviação é filtrada, e o resíduo do filtro é enviado para o pátio de resíduos após 4 a 5 lavagens reversas. Após adicionar sosa à solução de lixiviação para remover cálcio, magnésio, silício, ferro e outras impurezas em temperatura ambiente, ela conterá Li2O 50~60g/l. Concentre até 180~200g/L. Adicione sosha com coeficiente teórico de excesso de 1,05 à solução concentrada e mexa para precipitar carbonato de lítio a uma temperatura de 95°C. O carbonato de lítio bruto era lavado com água pura a 95°C e secado a 350°C. O licor mãe de precipitação de lítio recupera sulfato de sódio e depois retorna ao processo de evaporação para recuperar ainda mais lítio.
O forno rotativo de carbonato de lítio é usado para torra por transformação e torra por sulfatação de concentrados de espodumena, respectivamente, e é aquecido diretamente por óleo pesado ou gás. O cálculo do forno rotativo de carbonato de lítio usado para torra por transformação pode ser estimado com base na capacidade real de produção da unidade de clínquer de 20-30kg/(m2,h). O cálculo do forno rotativo de carbonato de lítio usado para torração por sulfatação pode ser estimado com base na capacidade real de produção da unidade de material acidificante 82 ~95kg/(m2,h) estimada.
Para a filtração da pasta de lixiviação no fluxograma de produção do forno rotativo de carbonato de lítio, é utilizado um filtro a vácuo de tambor externo na produção. As especificações comuns são de 20 a 100m2 com base na área do filtro, e sua capacidade de produção é calculada com base no resíduo do filtro (base seca). 200220kg/(m2,h).
No fluxograma do processo de produção do forno rotativo de carbonato de lítio, o evaporador é usado para concentrar o líquido de purificação para a precipitação de lítio. O tipo de aquecimento externo de circulação natural é utilizado na produção. Para evaporação a vácuo de três efeitos, segundo dados de experiência de produção, a intensidade de evaporação é de 15~20kg/(m2,h), e o consumo de vapor por quilograma de água evaporada é de 0,4~0,45kg.
O secador infravermelho no fluxograma rotativo de carbonato de lítio é produzido nacionalmente nos tipos LH-1 e LH-3, com capacidade real de produção de 300kg/h. Alguns também utilizam secadores de turbina, com capacidade de produção de 2 a 3 t. /h.
PARTE 03
Configuração da oficina do processo de produção do forno rotativo de carbonato de lítio
Em nossa oficina de produção de forno rotativo de carbonato de lítio, todo o layout de produção é estritamente dividido entre área de processo de fogo e área de processo úmido para alcançar um processo operacional eficiente e profissional.
A área do método do fogo é principalmente responsável pelos dois elos principais: torra por transformação e torra por sulfatação. Esta área está equipada com equipamentos avançados de torração, que garantem que as matérias-primas realizem reações químicas precisas em altas temperaturas, estabelecendo uma base sólida para processos subsequentes. Ao mesmo tempo, considerando o impacto dos gases de combustão empoeirados e do dióxido de enxofre gerados durante o processo de torra no meio ambiente, instalamos equipamentos especialmente eficientes de remoção de poeira e desulfuração para garantir que as emissões de gases de escape estejam em conformidade com as normas ambientais.
A área do processo úmido cobre várias etapas importantes, como lixiviação, filtração, purificação, evaporação, precipitação de lítio, secagem do produto, embalagem e recuperação da mãe licor. Para garantir o progresso suave desses processos, utilizamos materiais e equipamentos resistentes à corrosão. Especialmente para o processo de recuperação de sulfato de sódio, projetamos uma área de operação independente para evitar interferência na linha principal de produção do produto. Além disso, também introduzimos um sistema de controle automatizado para controlar com precisão vários parâmetros do processo, melhorando assim a qualidade do produto e a eficiência da produção.
Em termos de layout da oficina, consideramos totalmente fatores como direção do vento, ventilação e exaustão. O sistema de tratamento de gases de escape, o equipamento de purificação e o dispositivo de recuperação de sulfato de sódio do forno rotativo de carbonato de lítio estão estrategicamente posicionados nos andares superiores da oficina para garantir a descarga rápida dos gases residuais e manter a circulação de ar dentro da oficina. Esse layout não só ajuda a melhorar a qualidade do ambiente de trabalho, mas também garante a segurança da produção.
 
PARTE 04
Características técnicas do processo de produção de forno rotativo de carbonato de lítio
As características técnicas do processo de produção do forno rotativo de carbonato de lítio se refletem principalmente nos seguintes aspectos:
Primeiramente, ele tem excelente desempenho ambiental. Utilizamos tecnologia eficiente de tratamento de purificação para os gases de combustão gerados durante a torração por transformação e a torra por sulfatação. Após tratamento cuidadoso, o teor de poeira dos gases de combustão gerados pela torrada por transformação pode ser reduzido para menos de 150 mg/m³, garantindo que as emissões cumpram rigorosos padrões de proteção ambiental. Para o gás residual contendo dióxido de enxofre produzido pela torra por sulfatação, também utilizamos tecnologia avançada de purificação para reduzir sua concentração para abaixo de 250mg/m³ antes de descarregar, minimizando o impacto no meio ambiente. Além disso, a água de lavagem dos gases de combustão deve passar por um tratamento especial de purificação antes de ser descartada, o que reflete ainda mais nosso compromisso com a proteção ambiental.
Em segundo lugar, a estabilidade e continuidade da produção são outra característica importante do nosso processo. Para garantir a estabilidade do ambiente de produção e a operação segura e a longo prazo do forno rotativo de carbonato de lítio, damos atenção especial à estabilidade do fornecimento de energia e água na parte do método de fogo. Isso porque qualquer queda de energia ou água pode causar interrupções na produção, o que pode impactar a conversão do produto e as taxas de lixiviação. Portanto, estamos equipados com múltiplas fontes de energia e água de reserva para garantir a continuidade e estabilidade do processo de produção.
Além disso, adotamos medidas profissionais anticorrosão considerando a corrosividade do licor mãe de precipitação de lítio e da solução contendo sulfato de sódio na estrutura de concreto de edifícios industriais em geral. Ao utilizar revestimentos anticorrosos de alto desempenho, materiais de construção resistentes à corrosão e testes e manutenção regulares, estendemos efetivamente a vida útil de nossas plantas e equipamentos, ao mesmo tempo em que garantimos a segurança do processo de produção.
 
PARTE 05
Vantagens do forno rotativo de torração de carbonato de lítio para torrar minério de lítio
As vantagens técnicas do forno rotativo de torra de carbonato de lítio na torra do minério de lítio são muito significativas, refletidas nos seguintes aspectos:
Primeiro, suas altas características de produção tornam o forno rotativo muito adequado para a produção industrial em larga escala. Por meio de um processo contínuo e eficiente de calcinação, grandes quantidades de minério podem ser processadas para atender à alta demanda do mercado por carbonato de lítio.
Em segundo lugar, o método de calcinação aberta adotado pelo forno rotativo lhe confere vantagens únicas. O design do corpo do forno é simples e eficiente, garantindo um fluxo de ar suave. Esse projeto permite que o gás de combustão contendo enxofre seja descarregado a tempo, evitando efetivamente a adesão do enxofre ao produto, garantindo assim o baixo teor de enxofre do produto, cumprindo totalmente os rigorosos requisitos da indústria siderúrgica. Ao mesmo tempo, o laminamento e aquecimento uniformes dos materiais no forno rotativo garante a estabilidade e uniformidade da qualidade do produto e reduz muito a proporção entre cru e sobrequeimado.
Além disso, o forno rotativo é equipado com um pré-aquecedor vertical na extremidade do forno, que é uma tecnologia inovadora. Ele pode aproveitar ao máximo o gás de combustão de alta temperatura gerado no forno rotativo para pré-aquecer efetivamente o minério de um estado normal de temperatura até um estado inicial de decomposição. Esse mecanismo de pré-aquecimento não só aumenta significativamente a produção do forno rotativo, como também reduz significativamente o consumo de calor por unidade de produto, alcançando um uso eficiente da energia.
Na parte do cabeçote do forno, a configuração do resfriador vertical melhora ainda mais a eficiência da produção. Ele pode rapidamente reduzir a temperatura dos materiais de alta temperatura e aumentar sua atividade, proporcionando grande conveniência para transporte e armazenamento subsequentes. Ao mesmo tempo, o resfriador vertical também pode gerar ar secundário de alta temperatura, que é usado efetivamente para aumentar a temperatura de queima no forno, reduzindo ainda mais o consumo de combustível.
Por fim, o desempenho ambiental do forno rotativo também merece elogios. A temperatura dos gases de combustão liberados pelo pré-aquecedor vertical na extremidade do forno é controlada entre 280-350°C, e o teor de poeira é extremamente baixo, apenas cerca de 20g/Nm3. Essa característica torna o processo subsequente de tratamento dos gases de combustão mais simples e eficiente, podendo facilmente atender aos padrões de proteção ambiental, alcançando uma vitória dupla de benefícios econômicos e responsabilidade ambiental.
PARTE 06
Em resumo,
O processo de torrar a espodumena em um forno rotativo de carbonato de lítio é uma parte importante da produção industrial moderna de carbonato de lítio. Ao compreender e dominar profundamente o processo, as características técnicas e as vantagens desse processo, podemos otimizar melhor o processo de produção, melhorar a qualidade do produto, reduzir os custos de produção, ao mesmo tempo em que alcançamos um desenvolvimento ambientalmente sustentável e sustentável.

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