Proceso de producción de carbonato de litio en horno rotatorio

Introducción

Tostado por conversión: el concentrado de espodumeno se envía manualmente desde el almacén de concentrado al elevador de cubos y se eleva hasta el almacén de concentrados, y luego se añade a la cola del horno rotatorio de carbonato de litio a través del alimentador de discos y el alimentador de tornillo. El concentrado se seca utilizando el gas de alta temperatura en la sección de precalentamiento de la cola del horno. El concentrado se transforma en β espodumeno de α tipo (sistema monoclínico, densidad 3150 kg / m3) a una temperatura de aproximadamente 1200 °C en la sección calcinante (sistema tetragonal, con una densidad de 2400 KG / m3, es decir, material de horneado), y una tasa de conversión de aproximadamente el 98%.
 

Especificaciones

Proceso de producción de carbonato de litio en horno rotatorio
(1) Sección de repostería
Tostado por conversión: el concentrado de espodumeno se envía manualmente desde el almacén de concentrado al elevador de cubos y se eleva hasta el almacén de concentrados, y luego se añade a la cola del horno rotatorio de carbonato de litio a través del alimentador de discos y el alimentador de tornillo. El concentrado se seca utilizando el gas de alta temperatura en la sección de precalentamiento de la cola del horno. El concentrado se transforma en β espodumeno de α tipo (sistema monoclínico, densidad 3150 kg / m3) a una temperatura de aproximadamente 1200 °C en la sección calcinante (sistema tetragonal, con una densidad de 2400 KG / m3, es decir, material de horneado), y una tasa de conversión de aproximadamente el 98%.
Tostado acidificante: tras enfriar en la sección de refrigeración, el material horneado se descarga desde la cabeza del horno, luego se muele finamente hasta 0,074 mm mediante refrigeración natural y molino de bolas, y después se transporta al contenedor de relaves del horno de tostado acidificante, y después se añade al mezclador de ácido mediante un alimentador y un tornillo transportador,  y mezclado con ácido sulfúrico concentrado (más del 93%) en cierta proporción (el ácido sulfúrico concentrado se calcula como un excedente del equivalente de litio en el material horneado, y cada tonelada de material horneado necesita ácido sulfúrico concentrado de aproximadamente 0,21 t). Después de eso, el β - espodumeno en el calcinador reacciona con el ácido sulfúrico, y el ion hidrógeno en el ácido desplaza al ion litio en el β - espodumeno,  de modo que el Li2O y el SO42 del calcinador pueden combinarse en Li2SO4 soluble en agua, y así se puede obtener el clínker acidificante.
Mezcla, lixiviación y lavado de la suspensión en purina: el clínker se enfría y se pasta para que el sulfato de litio soluble del clínker se disuelva en la fase líquida. Para reducir la corrosión de la solución al equipo de lixiviación, el ácido residual en el clínker se neutraliza con una suspensión de piedra caliza, el valor de pH se ajusta a 6,5-7,0 y la mayoría de las impurezas como hierro y aluminio se eliminan al mismo tiempo. La proporción de líquido lixiviado a sólido es de aproximadamente 2,5, y el tiempo de lixiviación es de aproximadamente 0,5 horas. Li2SO4 100g / L (Li2O 27g / L) se obtiene filtrando y separando la suspensión de Li2SO4, y el filtro es el residuo de lixiviación, con un contenido de humedad de aproximadamente el 35%. Para reducir la pérdida de litio, el residuo lixiviado se lava mediante agitación inversa y la solución de lavado se devuelve a la suspensión para su lixiviación.
Purificación de soluciones de lixiviación: además de los metales alcalinos y el ácido sulfúrico, otros hierro, aluminio, calcio y magnesio reaccionan con el ácido sulfúrico para producir sulfatos correspondientes. Aunque algunas impurezas del clínker pueden eliminarse durante el proceso de lixiviación, las impurezas restantes permanecen en la solución de lixiviación, que necesita ser purificada aún más para garantizar la calidad del producto. La solución de lixiviación se purifica mediante alcalinización y eliminación de calcio, y alcalinización de la solución lixiviante con agente alcalinizante leche de cal (que contiene cao100-150g/L). El valor de pH aumenta a 11-12, y el magnesio y el hierro se hidrolizan hasta obtener hidróxido de precipitación. Después, se utiliza una solución de carbonato sódico (que contiene Na2CO3 300g/L) para reaccionar con sulfato de calcio y producir precipitación de carbonato cálcico, con el fin de eliminar el calcio de la solución de lixiviación y el calcio aportado por la leche de cal alcalina. Tras la separación líquido-sólido de la suspensión de calcio alcalino, la solución obtenida es la solución purificada, y la proporción calcio-litio es inferior a 9,6 × 10-4. La torta filtrante es el residuo de calcio, que se devuelve a la pulpa para la mezcla para la lixiviación. Evaporación y concentración de la solución de purificación: debido a la baja concentración de sulfato de litio y la baja tasa de precipitación del litio, la solución de purificación no puede usarse directamente para la precipitación o producción de cloruro de litio. Primero, ajustar la solución de purificación a ph6-6,5 con ácido sulfúrico, y luego evaporarla y concentrarla con un evaporador de tres efectos, de modo que la concentración de sulfato de litio en la solución pueda alcanzar los 200 g/L (incluyendo Li2O 60g/L). Después de que la solución concentrada se separa mediante filtración a presión, el filtrado es la solución final para el siguiente proceso, y la torta filtrante es el residuo terminado, que se devuelve a la mezcla de lodos para su lixiviación.
(2) Sección de producción de carbonato de litio
La solución terminada y la solución de carbonato de sodio (incluyendo Na2CO3 300g/L) se añaden al sumidero de litio por evaporación para el sumidero de litio por evaporación (temperatura constante 2 horas después de hervir). Debido a la baja solubilidad del carbonato de litio, la tasa de precipitación del litio es de aproximadamente el 85%. Tras la precipitación de litio, el carbonato de litio grueso primario (que contiene menos del 10%) y el licor madre de precipitación primaria de litio se separaron por centrifugadora mientras estaban calientes. El licor madre de la precipitación primaria de litio contiene una gran cantidad de sulfato de sodio y un mayor nivel de sulfato de litio (aproximadamente el 15% del total). El producto secundario grueso y el licor madre secundario se obtienen añadiendo una solución de carbonato de sodio (incluyendo Na2CO3 300g/L) para la precipitación secundaria de litio. El licor madre se neutraliza por ácido, se ajusta por el pH del hidróxido de sodio, y luego el subproducto sulfato de sodio anhidro y el licor madre del análisis de sodio se separan mediante cristalización por evaporación y centrifugación. El sulfato de sodio anhidro se seca por flujo de aire y se envasa como subproducto, sulfato de sodio. El licor madre del análisis de sodio se devuelve al licor madre primario. El primer carbonato de litio grueso y el segundo líquido grueso de unión contienen Na2SO4 y otras impurezas, y luego se remueven y lavan con agua purificada a unos 90 °C. El detergente se envía a la preparación de álcalis. Tras lavarlo, el carbonato de litio fino y húmedo se separa por centrifugadora mientras está caliente, y luego se seca con un secador infrarrojo lejano. Tras la separación magnética, se retiran los retales de alambre de hierro y otros objetos que la secadora deja caer. Finalmente, son aplastados por el flujo de aire, empaquetados y almacenados.
El proyecto aumenta principalmente la capacidad de producción de carbonato de litio de grado para baterías. Desde la perspectiva del proceso de producción global, el carbonato de litio de grado para baterías y el carbonato de litio de grado industrial son básicamente lo mismo. La diferencia radica en las distintas condiciones de control del proceso de evaporación y deposición de litio, es decir, la gravedad específica de la solución terminada se determina mediante un hidrómetro cuando la solución purificada se evapora y concentra, y la concentración de Li2O en la solución terminada se determina mediante fotómetro de llama para asegurar que la concentración en el punto final de la solución final esté dentro del rango de requisitos del proceso; El método electromagnético se utiliza durante la deposición de litio. El caudalímetro muestra las diferentes aberturas de la válvula reguladora para controlar la velocidad de alimentación, y la velocidad del motor se ajusta mediante el convertidor de frecuencia para controlar la velocidad de mezcla del agitador. Las condiciones de control de procesos mencionadas son todas tecnologías clave de la empresa.
(3) Sección de cloruro de litio anhidro
Tras la reacción, CaSO4 • 2H2O se separó y se envió a procesar para producir el producto CaSO4. Tras la separación, se obtiene la solución diluida de LiCl. β - se añaden Al2O3 activos, Na2CO3 y NaOH a su vez para eliminar SO42, Ca2+, Mg2+ y otras impurezas en la solución diluida de LiCl. Tras la evaporación y concentración, la concentración de LiCl aumenta a 400-500 g/L, y luego se enfría y filtra para separar el NaCl sólido y obtener la solución concentrada de LiCl. La solución concentrada de LiCl se transportaba a la tetera refinada y se añadía al agente refinado (tecnología propietaria, componente inorgánico, sin metales pesados tóxicos y dañinos) y Na+ para reemplazar la reacción. La proporción de Na+/LiCl en el punto final de la reacción se controló por debajo de 30 ppm. Tras la separación, se obtuvo el líquido acabado de LiCl. Finalmente, el líquido se secó por aspersión para obtener un producto uniforme de cloruro de litio libre de agua. 2. Lista principal de equipos de la línea de producción de carbonato de litio con una producción anual de 5000 toneladas.
 

Técnico

Nombre del equipo	Especificaciones	Número
Molino de bolas	Ø1,83×6,4m	1
Refrigerador	Ø2,8/2,5×25m	1
Refrigerador	Ø2,4×18m	1
Horno rotatorio	Ø2,8×50m	1
Horno de acidificación	Ø2,6×25m	1