Horno rotatorio utilizado para la producción de carbonato de litio a batería de litio

Introducción

Tostado por conversión: El concentrado de espodumena se envía manualmente desde el silo de concentrado a través del elevador de cangilones al silo de concentrado, y luego se agrega a la cola del horno rotatorio de carbonato de litio a través del alimentador de disco y el alimentador de tornillo. La sección de precalentamiento de gas de cola se seca a alta temperatura con concentrado de secado de gas, el concentrado se cristaliza y calcina a una temperatura de aproximadamente 1200 ° C en la sección de calcinación, y se convierte en espodumena de tipo β por α tipo (sistema monoclínico, densidad 3150 kg / m3). El sistema tetragonal tiene una densidad de 2400 kg/m3, es decir, un material de cocción, y la tasa de conversión es de aproximadamente el 98%.

Técnico

Proceso de producción de carbonato de litio
Sección de repostería
Tostado por conversión: El concentrado de espodumena se envía manualmente desde el grupo de concentrados al elevador de cangilones y al contenedor de concentrados, y luego se agrega a la cola del horno rotatorio de carbonato de litio a través del alimentador de disco y el alimentador de tornillo, y se precalienta por la cola del horno. Concentrado de secado de gas de alta temperatura segmentado, el concentrado se cristaliza y calcina a una temperatura de aproximadamente 1200 °C en la sección de calcinación, y se convierte en espodumena de tipo β por α tipo (sistema monoclínico, densidad 3150 kg / m3) (sistema tetragonal) La densidad es de 2400 kg / m3, es decir, el material de horneado, y la tasa de conversión es de aproximadamente el 98%.
Tostado por acidificación: después de que el material de enfriamiento se enfría por la sección de enfriamiento, se descarga del cabezal del horno y luego se muele finamente a 0,074 mm en el molino de bolas y enfriamiento natural para que sea más del 90%, y luego se transporta al contenedor de relaves del horno de tostado de acidificación, y luego a través del alimentador y El transportador de tornillo se agrega a la máquina de ácido mixto y ácido sulfúrico concentrado (93% o más) en una cierta proporción (concentrado ácido sulfúrico en exceso del 35% del equivalente de litio en el material de horneado, aproximadamente 0.21t de ácido sulfúrico concentrado por tonelada de material de horneado), y luego se agrega al tostado de acidificación. En la cámara, el tostado de acidificación cerrado se realiza a una temperatura de aproximadamente 250 a 300 ° C durante 30 a 60 min. La espodumena de tipo β en el horneado reacciona con ácido sulfúrico, y los iones de hidrógeno en el ácido reemplazan a los iones de litio en la espodumena de tipo β. El Li2O se combina con SO42- como Li2SO4 soluble en agua para obtener clínker acidificado.
Lixiviación y lavado de lodos: el clínker se enfría y se bate para disolver el sulfato de litio soluble en el clínker en la fase líquida. Para reducir la corrosión de la solución al equipo de lixiviación, la lechada de piedra caliza se utiliza para neutralizar el ácido residual en el clínker para ajustar el pH. Ajustado a 6.5 ~ 7.0, y al mismo tiempo eliminar la mayor parte del hierro, aluminio y otras impurezas, la relación sólida de la solución de lixiviación de aproximadamente 2.5, el tiempo de lixiviación de aproximadamente 0.5h. La lechada de lixiviación se separa por filtración para obtener una solución de lixiviación que contiene aproximadamente 100 g / L de Li 2 SO 4 (Li 2 O 27 g / L), y la torta de filtración es escoria de lixiviación, y el contenido de agua es de aproximadamente el 35%. El sulfato de litio está contenido en el líquido adherido a los residuos de lixiviación. Para reducir la pérdida de litio, la escoria de lixiviación se lava mediante agitación inversa y el líquido de lavado se devuelve a la lechada para su lixiviación.
Purificación de lixiviados: cuando el material de horneado se acidifica y calcina, además del metal alcalino puede reaccionar con el ácido sulfúrico para producir el sulfato soluble correspondiente, otros hierros, aluminio, calcio, magnesio y similares también reaccionan con el ácido sulfúrico para producir el sulfato correspondiente. Aunque algunas impurezas en el clínker se pueden eliminar durante el proceso de lixiviación, las impurezas restantes permanecen en el lixiviado y deben purificarse aún más para garantizar la calidad del producto. La purificación del lixiviado se lleva a cabo mediante el método de descalcificación por alcalinización, alcalinizando la solución de lixiviación con el agente alcalinizante lechada de cal (que contiene CaO 100-150 g/L) y elevando el pH a 11-12 para hidrolizar el magnesio y el hierro en precipitados de hidróxido. Además, una solución de carbonato de sodio (que contiene Na2CO3 300 g / L) hace reaccionar con sulfato de calcio para producir un precipitado de carbonato de calcio, eliminando así el calcio en el lixiviado y el calcio introducido por el agente alcalinizante leche de cal. La suspensión de eliminación de calcio alcalinizado se separa mediante una solución sólida líquida y la solución obtenida es un líquido de purificación. La proporción de calcio a litio es inferior a 9,6×10-4, y la torta de filtración es un residuo de calcio, que se devuelve a la suspensión para su lixiviación.
Evaporación y concentración del líquido de purificación: El líquido de purificación tiene una baja concentración de sulfato de litio y una baja tasa de precipitación de litio. No se puede utilizar directamente para la precipitación de litio o cloruro de litio. Es necesario ajustar primero el líquido de purificación a pH 6-6.5 con ácido sulfúrico, y evaporar y concentrar mediante un evaporador de tres efectos. La concentración de sulfato de litio en el concentrado es de 200 g/L (contiene 60 g/L de Li2O). El líquido concentrado se separa mediante filtración a presión, y el filtrado se usa para suministrar el líquido al siguiente paso, y la torta de filtración se devuelve a la lechada para su lixiviación.
2 Sección de producción de carbonato de litio
El líquido de terminación y la lejía pura (que contiene Na2CO3 300 g / L) se agregaron al tanque de litio de evaporación para llevar a cabo la deposición evaporativa de litio (temperatura constante después de hervir durante 2 h), y el precipitado se precipitó debido a la baja solubilidad del carbonato de litio, y la tasa de precipitación de litio fue de aproximadamente el 85%. Después de precipitar el litio, el carbonato de litio crudo (que contiene menos del 10% del filtrado) y el licor madre primario chapado en litio se separan mediante una máquina centrífuga.
La solución líquida primaria de litio contiene una gran cantidad de sulfato de sodio y sulfato de litio más alto (aproximadamente el 15% de la cantidad total), y se agrega el líquido alcalino puro (que contiene Na2CO3 300 g / L) para llevar a cabo la segunda deposición de litio para obtener el segundo producto crudo y el segundo líquido madre, el líquido madre. Después de la neutralización ácida y el ajuste del pH del hidróxido de sodio, el sulfato de sodio anhidro del subproducto y el licor madre de precipitación de sodio se separan por evaporación y centrifugación, y el sulfato de sodio anhidro se seca por flujo de aire y se envasa para obtener el subproducto del polvo de Yuanming. El licor madre de sodio se devuelve al licor madre por una vez.
El carbonato de litio crudo primario y el segundo líquido de adhesión del producto crudo contienen impurezas como Na2SO4, y luego se agitan con agua purificada a aproximadamente 90 ° C, y el líquido de lavado se envía al álcali, y después del lavado, el carbonato de litio húmedo se separa mediante una centrífuga y luego se separa el carbonato de litio húmedo. Después del secado por el secador de infrarrojo lejano, la separación magnética elimina los restos de hierro y similares que se desprenden del secador, y finalmente son aplastados por el flujo de aire y empaquetados en el almacén.
Este proyecto agrega principalmente 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 es que las condiciones de control del proceso de las dos secciones de litio de evaporación y hundimiento son diferentes, es decir, la gravedad específica del líquido y el paso de la llama se miden con el hidrómetro cuando el líquido de purificación se concentra por evaporación. El fotómetro mide la concentración de Li2O en el líquido para garantizar que la concentración del líquido terminado esté dentro de los requisitos del proceso. Cuando se usa litio, el medidor de flujo electromagnético muestra los diferentes grados de apertura de la válvula reguladora para controlar la velocidad de alimentación, y la velocidad del motor es controlada por el convertidor de frecuencia para controlar la velocidad de agitación del agitador. . Las condiciones de control de procesos anteriores son todas tecnologías clave de la empresa.
3 secciones de cloruro de litio anhidro
El líquido de terminación obtenido en la sección de horneado se somete a una reacción de metátesis con la solución de cloruro de calcio y, una vez completada la reacción, el CaSO4•2H2O se separa y se envía para obtener un producto de CaSO4. Después de la separación, se obtiene una solución diluida de LiCl y se agregan secuencialmente soluciones activas de Al2O3, Na2CO3 y NaOH de tipo β para eliminar impurezas como SO42-, Ca2+ y Mg2+ en la solución diluida de LiCl, y luego la concentración de LiCl se aumenta a 400-500 g / L por evaporación y concentración. Se llevó a cabo una filtración de enfriamiento y se separó el NaCl sólido para obtener una solución concentrada de LiCl. La solución concentrada de LiCl se transporta al tanque de refinación y la preparación refinada de producción propia de la empresa (la tecnología patentada de la empresa, componentes inorgánicos, que no contienen metales pesados tóxicos y nocivos) se sustituye por Na+ para controlar la relación Na+/LiCl en la solución de punto final de la solución para que sea inferior a 30 ppm. Después de la separación, se obtiene un líquido de terminación de LiCl y, finalmente, el líquido terminado se seca por aspersión para obtener un producto uniforme de cloruro de litio anhidro.