Forno rotativo usado para carbonato de lítio para produção de baterias de lítio

Introdução

Torrefação de conversão: O concentrado de espodumênio é enviado manualmente do silo de concentrado através do elevador de caçambas para o silo 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. A seção de pré-aquecimento do gás residual concentrado de secagem de gás de alta temperatura, o concentrado é cristalizado e calcinado a uma temperatura de cerca de 1200 ° C na seção de calcinação e é convertido em espodumênio do tipo β por tipo α (sistema monoclínico, densidade 3150 kg / m3). O sistema tetragonal tem uma densidade de 2400 kg/m3, ou seja, um material de cozimento, e a taxa de conversão é de cerca de 98%.

Técnico

Processo de produção de carbonato de lítio
Seção de cozimento
Torrefação de conversão: O concentrado de espodumênio é enviado manualmente da piscina de concentrado para o elevador de caçambas para a caixa de concentrado e, em seguida, adicionado à cauda do forno rotativo de carbonato de lítio através do alimentador de disco e do alimentador de rosca e pré-aquecido pela cauda do forno. Concentrado de secagem de gás de alta temperatura do segmento, o concentrado é cristalizado e calcinado a uma temperatura de cerca de 1200 °C na seção de calcinação e é convertido em espodumênio do tipo β pelo tipo α (sistema monoclínico, densidade 3150kg/m3) (sistema tetragonal) A densidade é de 2400 kg/m3, ou seja, o material de cozimento, e a taxa de conversão é de cerca de 98%.
Torrefação por acidificação: Depois que o material de resfriamento é resfriado pela seção de resfriamento, ele é descarregado da cabeça do forno e, em seguida, finamente moído a 0,074 mm no resfriamento natural e no moinho de bolas para ser superior a 90% e, em seguida, transportado para a caixa de rejeitos do forno de torrefação de acidificação e, em seguida, através do alimentador e O transportador helicoidal é adicionado à máquina de ácido misto e ácido sulfúrico concentrado (93% ou mais) em uma certa proporção (concentrado ácido sulfúrico em excesso de 35% do equivalente de lítio no material de cozimento, cerca de 0,21 t de ácido sulfúrico concentrado por tonelada de material de cozimento) e, em seguida, adicionado à torrefação de acidificação. Na câmara, a torrefação fechada por acidificação é realizada a uma temperatura de cerca de 250 a 300 ° C por 30 a 60 min. O espodumênio do tipo β no cozimento reage com ácido sulfúrico, e os íons de hidrogênio no ácido substituem os íons de lítio no espodumênio do tipo β. Li2O é combinado com SO42- como Li2SO4 solúvel em água para obter clínquer acidificado.
Lixiviação e lavagem da pasta: o clínquer é resfriado e misturado para dissolver o sulfato de lítio solúvel no clínquer na fase líquida. Para reduzir a corrosão da solução no equipamento de lixiviação, a pasta de calcário é usada para neutralizar o ácido residual no clínquer para ajustar o pH. Ajustado para 6,5 ~ 7,0 e, ao mesmo tempo, remove a maior parte do ferro, alumínio e outras impurezas, a proporção sólida da solução de lixiviação de cerca de 2,5, tempo de lixiviação de cerca de 0,5h. A pasta de lixiviação é separada por filtração para obter uma solução de lixiviação contendo cerca de 100 g/L de Li 2 SO 4 (Li 2 O 27 g/L), e a torta de filtro é escória de lixiviação, e o teor de água é de cerca de 35%. O sulfato de lítio está contido no líquido aderente ao resíduo de lixiviação. Para reduzir a perda de lítio, a escória de lixiviação é lavada por agitação reversa e o líquido de lavagem é devolvido à pasta para lixiviação.
Purificação de lixiviado: Quando o material de cozimento é acidificado e calcinado, além do que o metal alcalino pode reagir com ácido sulfúrico para produzir sulfato correspondente solúvel, outro ferro, alumínio, cálcio, magnésio e similares também reagem com ácido sulfúrico para produzir o sulfato correspondente. Embora algumas impurezas no clínquer possam ser removidas durante o processo de lixiviação, as impurezas restantes permanecem no lixiviado e precisam ser purificadas para garantir a qualidade do produto. A purificação do lixiviado é realizada pelo método de descalcificação por alcalinização, alcalinizando a solução de lixiviação com o agente alcalinizante leite de cal (contendo CaO 100-150 g/L) e elevando o pH para 11-12 para hidrolisar magnésio e ferro em precipitados de hidróxido. Além disso, uma solução de carbonato de sódio (contendo Na2CO3 300 g/L) reage com sulfato de cálcio para produzir um precipitado de carbonato de cálcio, removendo assim o cálcio do lixiviado e o cálcio introduzido pelo agente alcalinizante leite de cal. A pasta de remoção de cálcio alcalinizado é separada por uma solução sólida líquida e a solução obtida é um líquido de purificação. A proporção de cálcio para lítio é inferior a 9,6×10-4, e a torta de filtro é resíduo de cálcio, que é devolvido à pasta para lixiviação.
Evaporação e concentração do líquido de purificação: O líquido de purificação tem baixa concentração de sulfato de lítio e baixa taxa de precipitação de lítio. Não pode ser usado diretamente para precipitação de lítio ou cloreto de lítio. É necessário ajustar o líquido de purificação para pH 6-6,5 com ácido sulfúrico primeiro, evaporar e concentrar por evaporador de três efeitos. A concentração de sulfato de lítio no concentrado é de 200 g/L (contendo Li2O 60 g/L). O líquido concentrado é separado por filtração por pressão, e o filtrado é usado para fornecer o líquido para a próxima etapa, e a torta de filtro é devolvida à pasta para lixiviação.
2 Seção de produção de carbonato de lítio
O líquido de completação e a soda cáustica pura (contendo Na2CO3 300g/L) foram adicionados ao tanque de evaporação de lítio para realizar a deposição evaporativa de lítio (temperatura constante após fervura por 2 h), e o precipitado foi precipitado devido à baixa solubilidade do carbonato de lítio, e a taxa de precipitação de lítio foi de cerca de 85%. Depois que o lítio é precipitado, o carbonato de lítio bruto (contendo menos de 10% do filtrado) e o licor-mãe primário banhado a lítio são separados por uma máquina centrífuga.
A solução líquida primária de lítio contém uma grande quantidade de sulfato de sódio e sulfato de lítio superior (cerca de 15% da quantidade total), e o líquido alcalino puro (contendo Na2CO3 300g / L) é adicionado para realizar a segunda deposição de lítio para obter o segundo produto bruto e o segundo líquido-mãe, o líquido-mãe. Após a neutralização ácida e o ajuste do pH do hidróxido de sódio, o sulfato de sódio anidro do subproduto e o licor-mãe de precipitação de sódio são separados por evaporação e centrifugação, e o sulfato de sódio anidro é seco pelo fluxo de ar e embalado para obter o pó de subproduto Yuanming. O licor-mãe de sódio é devolvido ao licor-mãe por uma vez.
O carbonato de lítio bruto primário e o segundo líquido de adesão do produto bruto contêm impurezas como Na2SO4 e, em seguida, são agitados com água purificada a cerca de 90 ° C, e o líquido de lavagem é enviado para o álcali e, após a lavagem, o carbonato de lítio úmido é separado por uma centrífuga e, em seguida, o carbonato de lítio úmido é separado. Após a secagem pelo secador de infravermelho distante, a separação magnética remove os detritos de ferro e similares que são destacados do secador e, finalmente, é esmagado pelo fluxo de ar e embalado no armazém.
Este projeto adiciona principalmente 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 é que as condições de controle do processo das duas seções de evaporação e afundamento do lítio são diferentes, ou seja, a gravidade específica do líquido e a passagem da chama são medidas pelo hidrômetro quando o líquido de purificação é concentrado por evaporação. O fotômetro mede a concentração de Li2O no líquido para garantir que a concentração do líquido acabado esteja dentro dos requisitos do processo. Quando o lítio é usado, o medidor de vazão eletromagnético exibe os diferentes graus de abertura da válvula reguladora para controlar a velocidade de alimentação, e a velocidade do motor é controlada pelo conversor de frequência para controlar a velocidade de agitação do agitador. . As condições de controle de processo acima são todas as principais tecnologias da empresa.
3 seções de cloreto de lítio anidro
O líquido de completação obtido na seção de cozimento é submetido a uma reação de metátese com a solução de cloreto de cálcio e, após a conclusão da reação, o CaSO4•2H2O é separado e enviado para a obtenção de um produto de CaSO4. Após a separação, uma solução diluída de LiCl é obtida e a solução ativa de Al2O3, Na2CO3 e NaOH do tipo β é adicionada sequencialmente para remover impurezas como SO42-, Ca2+ e Mg2+ na solução diluída de LiCl e, em seguida, a concentração de LiCl é aumentada para 400-500 g/L por evaporação e concentração. A filtração por resfriamento foi realizada e o NaCl sólido foi separado para obter uma solução concentrada de LiCl. A solução concentrada de LiCl é transportada para o tanque de refino e a preparação refinada autoproduzida pela empresa (tecnologia patenteada da empresa, componentes inorgânicos, sem metais pesados tóxicos e nocivos) é substituída por Na+ para controlar a relação Na+/LiCl na solução de ponto final da solução para ser inferior a 30 ppm. Após a separação, um líquido de completação LiCl é obtido e, finalmente, o líquido acabado é seco por pulverização para obter um produto uniforme de cloreto de lítio anidro.