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Processo de produção de carbonato de lítio em forno rotativo

Descrição: 
Torrefação de conversão: o concentrado de espodumênio é enviado manualmente do armazém de concentrado para o elevador de caçambas e levantado para o armazém de concentrado e, em seguida, adicionado à cauda do forno rotativo de carbonato de lítio através do alimentador de disco e do alimentador de parafuso. O concentrado é seco usando o gás de alta temperatura na seção de pré-aquecimento da cauda do forno. O concentrado é transformado em espodumênio β do tipo α (sistema monoclínico, densidade 3150kg / m3) a uma temperatura de cerca de 1200 °C na seção de calcinação (sistema tetragonal, com densidade de 2400KG / m3, ou seja, material de cozimento) e uma taxa de conversão de cerca de 98%.
 
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Introdução

Torrefação de conversão: o concentrado de espodumênio é enviado manualmente do armazém de concentrado para o elevador de caçambas e levantado para o armazém de concentrado e, em seguida, adicionado à cauda do forno rotativo de carbonato de lítio através do alimentador de disco e do alimentador de parafuso. O concentrado é seco usando o gás de alta temperatura na seção de pré-aquecimento da cauda do forno. O concentrado é transformado em espodumênio β do tipo α (sistema monoclínico, densidade 3150kg / m3) a uma temperatura de cerca de 1200 °C na seção de calcinação (sistema tetragonal, com densidade de 2400KG / m3, ou seja, material de cozimento) e uma taxa de conversão de cerca de 98%.
 

Especificação

Processo de produção de carbonato de lítio em forno rotativo
(1) Seção de cozimento
Torrefação de conversão: o concentrado de espodumênio é enviado manualmente do armazém de concentrado para o elevador de caçambas e levantado para o armazém de concentrado e, em seguida, adicionado à cauda do forno rotativo de carbonato de lítio através do alimentador de disco e do alimentador de parafuso. O concentrado é seco usando o gás de alta temperatura na seção de pré-aquecimento da cauda do forno. O concentrado é transformado em espodumênio β do tipo α (sistema monoclínico, densidade 3150kg / m3) a uma temperatura de cerca de 1200 °C na seção de calcinação (sistema tetragonal, com densidade de 2400KG / m3, ou seja, material de cozimento) e uma taxa de conversão de cerca de 98%.
Torrefação acidificante: após o resfriamento na seção de resfriamento, o material cozido é descarregado da cabeça do forno, então é finamente moído a 0,074 mm por resfriamento natural e moinho de bolas, e então é transportado para a lixeira do forno de torrefação acidificante e, em seguida, é adicionado ao misturador de ácido pelo alimentador e transportador helicoidal,  e misturado com ácido sulfúrico concentrado (mais de 93%) em uma certa proporção (o ácido sulfúrico concentrado é calculado como 35% do excedente equivalente de lítio no material cozido, e cada tonelada de material cozido precisa de ácido sulfúrico concentrado de cerca de 0,21t) Depois disso, o β - espodumênio no calcinador reage com o ácido sulfúrico, e o íon hidrogênio no ácido desloca o íon lítio no β - espodumênio,  de modo que o Li2O e SO42 - no calcinador podem ser combinados em Li2SO4 solúvel em água, e o clínquer acidificante pode ser obtido.
Mistura, lixiviação e lavagem da pasta: o clínquer é resfriado e misturado para fazer com que o sulfato de lítio solúvel no clínquer se dissolva na fase líquida. A fim de reduzir a corrosão da solução para o equipamento de lixiviação, o ácido residual no clínquer é neutralizado com pasta de calcário, o valor do pH é ajustado para 6,5-7,0 e a maioria das impurezas, como ferro e alumínio, são removidas ao mesmo tempo. A proporção de líquido lixiviado para sólido é de cerca de 2,5 e o tempo de lixiviação é de cerca de 0,5h. Li2SO4 100g / L (Li2O 27g / L) é obtido filtrando e separando a pasta Li2SO4, e a torta de filtro é o resíduo de lixiviação, com um teor de umidade de cerca de 35%. Para reduzir a perda de lítio, o resíduo lixiviado é lavado por agitação reversa e a solução de lavagem é devolvida à pasta para lixiviação.
Purificação da solução de lixiviação: além do metal alcalino e do ácido sulfúrico, outros ferros, alumínio, cálcio e magnésio reagem com o ácido sulfúrico para produzir sulfatos correspondentes. Embora algumas impurezas no clínquer possam ser removidas no processo de lixiviação, as impurezas restantes permanecem na solução de lixiviação, que precisa ser purificada para garantir a qualidade do produto. A solução de lixiviação é purificada por alcalinização e remoção de cálcio, e alcalinização da solução de lixiviação com agente alcalinizante leite de cal (contendo cao100-150g / L). O valor do pH é aumentado para 11-12, e o magnésio e o ferro são hidrolisados em precipitação de hidróxido. Em seguida, a solução de carbonato de sódio (contendo Na2CO3 300g / L) é usada para reagir com o sulfato de cálcio para produzir precipitação de carbonato de cálcio, de modo a remover o cálcio da solução de lixiviação e o cálcio trazido pelo leite de cal alcalina. Após a separação líquido-sólido da pasta de remoção de cálcio alcalina, a solução obtida é a solução purificada e a proporção de cálcio e lítio é inferior a 9,6 × 10-4. A torta de filtro é o resíduo de cálcio, que é devolvido à mistura da polpa para lixiviação. Evaporação e concentração da solução de purificação: devido à baixa concentração de sulfato de lítio e baixa taxa de precipitação de lítio, a solução de purificação não pode ser usada diretamente para precipitação de lítio ou produção de cloreto de lítio. Primeiro, ajuste a solução de purificação para ph6-6,5 com ácido sulfúrico e, em seguida, evapore e concentre-a com um evaporador de três efeitos, de modo que a concentração de sulfato de lítio na solução de concentração possa chegar a 200g / L (incluindo Li2O 60g / L). Depois que a solução concentrada é separada por filtração por pressão, o filtrado é a solução acabada para o próximo processo e a torta de filtro é o resíduo acabado, que é devolvido à mistura da pasta para lixiviação.
(2) Seção de produção de carbonato de lítio
A solução acabada e a solução de carbonato de sódio (incluindo Na2CO3 300g / L) são adicionadas ao dissipador de lítio de evaporação para dissipador de lítio de evaporação (temperatura constante 2h após a fervura). Devido à baixa solubilidade do carbonato de lítio, a taxa de precipitação de lítio é de cerca de 85%. Após a precipitação de lítio, o carbonato de lítio grosso primário (contendo filtrado inferior a 10%) e o licor mãe de precipitação primária de lítio foram separados por centrífuga enquanto quentes. O licor-mãe da precipitação primária de lítio contém uma grande quantidade de sulfato de sódio e sulfato de lítio superior (cerca de 15% do total). O produto secundário grosso e o licor-mãe secundário são obtidos pela adição de solução de carbonato de sódio (incluindo Na2CO3 300g / L) para precipitação secundária de lítio. O licor-mãe é neutralizado por ácido, ajustado pelo pH do hidróxido de sódio e, em seguida, o subproduto sulfato de sódio anidro e o licor-mãe da análise de sódio são separados por cristalização por evaporação e centrifugação. O sulfato de sódio anidro é seco por fluxo de ar e embalado como sulfato de sódio subproduto. O licor-mãe da análise de sódio é devolvido ao licor-mãe primário. O primeiro carbonato de lítio grosso e o segundo líquido de ligação grossa contêm Na2SO4 e outras impurezas e, em seguida, são agitados e lavados com água purificada a cerca de 90 °C. O líquido de lavagem é enviado para a preparação alcalina. Após a lavagem, o carbonato de lítio fino úmido é separado por centrífuga enquanto está quente e, em seguida, seco por secador de infravermelho distante. Após a separação magnética, as sobras de fio de ferro e outros artigos diversos deixados pelo secador são removidos. Finalmente, eles são esmagados pelo fluxo de ar, embalados e armazenados.
O projeto aumenta principalmente a capacidade de produção de carbonato de lítio para baterias. Do ponto de vista do processo de produção geral, o carbonato de lítio de grau de bateria e o carbonato de lítio de grau industrial são basicamente os mesmos. A diferença está nas diferentes condições de controle de processo de evaporação e deposição de lítio, ou seja, a gravidade específica da solução acabada é determinada pelo hidrômetro quando a solução purificada é evaporada e concentrada, e a concentração de Li2O na solução acabada é determinada pelo fotômetro de chama para garantir que a concentração do ponto final da solução acabada esteja dentro da faixa de requisitos do processo; o método eletromagnético é usado quando a deposição de lítio O medidor de vazão exibe as diferentes aberturas da válvula reguladora para controlar a velocidade de alimentação, e a velocidade do motor é ajustada pelo conversor de frequência para controlar a velocidade de mistura do agitador. As condições de controle de processo acima são todas as principais tecnologias da empresa.
(3) Seção de cloreto de lítio anidro
Após a reação, CaSO4 • 2H2O foi separado e enviado ao processo para produzir o produto CaSO4. Após a separação, a solução diluída de LiCl é obtida. β - Al2O3 ativo, Na2CO3 e NaOH são adicionados por sua vez para remover SO42 -, Ca2 +, Mg2 + e outras impurezas na solução diluída de LiCl. Após evaporação e concentração, a concentração de LiCl é aumentada para 400-500g / L e, em seguida, é resfriada e filtrada para separar o NaCl sólido para obter a solução concentrada de LiCl. A solução concentrada de LiCl foi transportada para a caldeira refinada e adicionada ao agente refinado (tecnologia proprietária, componente inorgânico, sem metais pesados tóxicos e nocivos) e Na+ para substituir a reação. A relação Na+/LiCl no ponto final da reação foi controlada em menos de 30ppm. Após a separação, o líquido acabado LiCl foi obtido. Finalmente, o líquido foi seco por secagem por pulverização para obter o produto de cloreto de lítio livre de água. 2. Lista de equipamentos principais da linha de produção de carbonato de lítio com produção anual de 5000 toneladas.
 

Técnico

Nome do equipamento Especificação número
Moinho de bolas Ø1,83×6,4 m 1
Resfriador Ø2,8/2,5×25m 1
Resfriador Ø2,4×18m 1
Forno rotativo Ø2,8×50m 1
Forno de acidificação Ø2,6×25m 1
 
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