Proceso de producción de carbonato de litio en horno rotatorio

Introducción

Tostación de conversión: el concentrado de espodumena se envía manualmente desde el almacén de concentrado al elevador de cangilones y se eleva al almacén de concentrado, y luego se agrega 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 a alta temperatura en la sección de precalentamiento de la cola del horno. El concentrado se transforma en espodumena β de tipo α (sistema monoclínico, densidad 3150 kg / m3) a una temperatura de aproximadamente 1200 °C en la sección de calcinación (sistema tetragonal, con una densidad de 2400 kg / m3, es decir, material de horneado) y una tasa de conversión de aproximadamente el 98%.
 

Especificación

Proceso de producción de carbonato de litio en horno rotatorio
(1) Sección de horneado
Tostación de conversión: el concentrado de espodumena se envía manualmente desde el almacén de concentrado al elevador de cangilones y se eleva al almacén de concentrado, y luego se agrega 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 a alta temperatura en la sección de precalentamiento de la cola del horno. El concentrado se transforma en espodumena β de tipo α (sistema monoclínico, densidad 3150 kg / m3) a una temperatura de aproximadamente 1200 °C en la sección de calcinación (sistema tetragonal, con una densidad de 2400 kg / m3, es decir, material de horneado) y una tasa de conversión de aproximadamente el 98%.
Tostado acidizante: después de enfriar en la sección de enfriamiento, el material horneado se descarga del cabezal del horno, luego se muele finamente a 0,074 mm mediante enfriamiento natural y molino de bolas, y luego se transporta al depósito de relaves del horno de tostado acidizante, y luego se agrega al mezclador de ácido mediante un alimentador y un transportador de tornillo,  y mezclado con ácido sulfúrico concentrado (más del 93%) en una cierta proporción (el ácido sulfúrico concentrado se calcula como el 35% del excedente equivalente de litio en el material horneado, y cada tonelada de material horneado necesita ácido sulfúrico concentrado de aproximadamente 0.21t) Después de eso, el β - espodumena en el calcinador reacciona con el ácido sulfúrico, y el ion hidrógeno en el ácido desplaza al ion litio en el β - espodumena,  de modo que el Li2O y el SO42 - en el calcinador se pueden combinar en Li2SO4 soluble en agua, y se puede obtener el clínker acidizante.
Mezcla, lixiviación y lavado de lodos: el clínker se enfría y se mezcla para que el sulfato de litio soluble en el 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 lechada de piedra caliza, el valor de pH se ajusta a 6.5-7.0 y la mayoría de las impurezas como el hierro y el 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 h. Li2SO4 100 g / L (Li2O 27 g / L) se obtiene filtrando y separando la suspensión de Li2SO4, y la torta de filtración 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 lechada para su lixiviación.
Purificación de la solución de lixiviación: además del metal alcalino y el ácido sulfúrico, otros hierros, aluminio, calcio y magnesio reaccionan con el ácido sulfúrico para producir los sulfatos correspondientes. Aunque algunas impurezas del clínker pueden eliminarse en el proceso de lixiviación, las impurezas restantes permanecen en la solución de lixiviación, que debe purificarse 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 de lixiviación con lechada de cal agente alcalinizante (que contiene cao100-150 g / L). El valor de pH se incrementa a 11-12, y el magnesio y el hierro se hidrolizan para precipitar hidróxido. Luego, la solución de carbonato de sodio (que contiene Na2CO3 300 g / L) se usa para reaccionar con el sulfato de calcio para producir precipitación de carbonato de calcio, a fin de eliminar el calcio en la solución de lixiviación y el calcio aportado por la leche de cal alcalina. Después de la separación líquido-sólido de la suspensión de eliminación de calcio alcalino, la solución obtenida es la solución purificada y la relación calcio-litio es inferior a 9,6 × 10-4. La torta de filtración es el residuo de calcio, que se devuelve a la mezcla de pulpa para su lixiviación. Evaporación y concentración de la solución de purificación: debido a la baja concentración de sulfato de litio y la baja tasa de precipitación de litio, la solución de purificación no se puede utilizar directamente para la precipitación de litio o la producción de cloruro de litio. Primero, ajuste la solución de purificación a ph6-6.5 con ácido sulfúrico, y luego evapore y concéntrela con un evaporador de tres efectos, de modo que la concentración de sulfato de litio en la solución de concentración pueda alcanzar los 200 g / L (incluido Li2O 60 g / L). Después de que la solución concentrada se separa por filtración a presión, el filtrado es la solución terminada para el siguiente proceso, y la torta de filtración 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 (incluido Na2CO3 300 g / L) se agregan al disipador de litio por evaporación para el sumidero de litio por evaporación (temperatura constante 2 h después de la ebullición). Debido a la baja solubilidad del carbonato de litio, la tasa de precipitación de litio es de aproximadamente el 85%. Después de la precipitación de litio, el carbonato de litio grueso primario (que contiene menos del 10% de filtrado) y el licor madre de precipitación de litio primario se separaron por centrífuga mientras estaban calientes. El licor madre de la precipitación primaria de litio contiene una gran cantidad de sulfato de sodio y una mayor cantidad de sulfato de litio (alrededor del 15% del total). El producto grueso secundario y el licor madre secundario se obtienen mediante la adición de una solución de carbonato de sodio (incluido Na2CO3 300 g / L) para la precipitación secundaria de litio. El licor madre es neutralizado por ácido, ajustado 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 por evaporación, cristalización y centrifugación. El sulfato de sodio anhidro se seca por flujo de aire y se empaqueta como sulfato de sodio como subproducto. El licor madre del análisis de sodio se devuelve al licor madre primario. El primer carbonato de litio grueso y el segundo líquido accesorio grueso contienen Na2SO4 y otras impurezas, y luego se agitan y lavan con agua purificada a unos 90 °C. El líquido de lavado se envía a la preparación alcalina. Después del lavado, el carbonato de litio fino húmedo se separa por centrífuga mientras está caliente y luego se seca con un secador de infrarrojo lejano. Después de la separación magnética, se eliminan los restos de alambre de hierro y otros artículos diversos que deja caer la secadora. Finalmente, se trituran por el flujo de aire, se empaquetan y se almacenan.
El proyecto aumenta principalmente la capacidad de producción de carbonato de litio de grado de batería. Desde la perspectiva del proceso de producción general, el carbonato de litio de grado de batería y el carbonato de litio de grado industrial son básicamente lo mismo. La diferencia radica en las diferentes 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 un fotómetro de llama para garantizar que la concentración del punto final de la solución terminada esté dentro del rango de los requisitos del proceso; El método electromagnético se utiliza cuando la deposición de litio El caudalímetro muestra las diferentes aperturas de la válvula reguladora para controlar la velocidad de alimentación, y el convertidor de frecuencia ajusta la velocidad del motor para controlar la velocidad de mezcla del agitador. Las condiciones de control de procesos anteriores son tecnologías clave de la empresa.
(3) Sección de cloruro de litio anhidro
Después de la reacción, CaSO4 • 2H2O se separó y se envió a proceso para producir el producto CaSO4. Después de la separación, se obtiene la solución diluida de LiCl. β - Al2O3, Na2CO3 y NaOH activos se añaden a su vez para eliminar SO42 -, Ca2 +, Mg2 + y otras impurezas en la solución diluida de LiCl. Después de la evaporación y concentración, la concentración de LiCl se incrementa a 400-500 g / L, y luego se enfría y filtra para separar el NaCl sólido para obtener la solución concentrada de LiCl. La solución concentrada de LiCl se transportó a la caldera refinada y se agregó al agente refinado (tecnología patentada, componente inorgánico, sin metales pesados tóxicos y nocivos) y Na+ para reemplazar la reacción. La relación de Na+/LiCl en el punto final de la reacción se controló por debajo de 30 ppm. Después de la separación, se obtuvo el líquido terminado de LiCl. Finalmente, el líquido se secó por pulverización para obtener el producto de cloruro de litio sin agua. 2. Lista de equipos principales de la línea de producción de carbonato de litio con una producción anual de 5000 toneladas.
 

Técnico

Nombre del equipo	Especificación	número
Molino de bolas	Ø1,83×6,4m	1
Enfriador	Ø2,8/2,5×25m	1
Enfriador	Ø2,4×18m	1
Horno rotatorio	Ø2.8×50m	1
Horno acidificante	Ø2.6×25m	1