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

Introducción

Tostado por conversión: El concentrado de espodumena se envía manualmente desde el silo de concentrado a través del elevador de cubos al silo de concentrado, y luego se añade a la cola del horno rotatorio de carbonato de litio mediante el alimentador de discos y el alimentador de tornillo. La sección de precalentamiento de gas residual se seca con gas a alta temperatura, 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 tipo α (sistema monoclínico, densidad 3150 kg/m3). El sistema tetragonal tiene una densidad de 2400 kg/m3, es decir, un material para hornear, 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 la piscina de concentrado al elevador de cubos y luego al contenedor de concentrado, y luego se añade 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. Segmento de concentrado de secado gaseoso a alta temperatura, el concentrado se cristaliza y calcina a una temperatura de unos 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 hornear, y la tasa de conversión es de aproximadamente el 98%.
Tostado por acidificación: Después de que el material de enfriamiento es enfriado por la sección de refrigeración, se descarga desde la cabeza del horno y luego se muele finamente hasta 0,074 mm en el molino natural de refrigeración y en el molino de bolas para superar el 90%, y después se transporta al contenedor de relaves del horno de tostado por acidificación, y después a través del alimentador y el transportador de tornillo se añade a la máquina de ácido mezclado y ácido sulfúrico concentrado (93% o más) en una determinada proporción (concentrado ácido sulfúrico superior al 35% del equivalente de litio en el material de hornear, aproximadamente 0,21 t de ácido sulfúrico concentrado por tonelada de material para hornear), y luego se añadió al tostado de acidificación. En la cámara, el tueste por acidificación cerrada se realiza a una temperatura de unos 250 a 300 °C durante 30 a 60 minutos. El espodumeno de tipo β en la reposición reacciona con ácido sulfúrico, y los iones de hidrógeno en el ácido reemplazan a los iones de litio del espodumeno de tipo β. El Li2O se combina con SO42- como Li2SO4 soluble en agua para obtener clínker acidificado.
Lixiviación y lavado de la purina: el clínker se enfría y se mezcla para disolver el sulfato de litio soluble del clínker en la fase líquida. Para reducir la corrosión de la solución al equipo de lixiviación, se utiliza la suspensión de piedra caliza para neutralizar el ácido residual en el clínker y así ajustar el pH. Ajustado a 6,5 ~ 7,0, y al mismo tiempo eliminando la mayoría del hierro, aluminio y otras impurezas, la relación de sólidos de la solución de lixiviación es de aproximadamente 2,5 y el tiempo de lixiviación de aproximadamente 0,5 horas. La suspensión de lixiviación se separa mediante filtración para obtener una solución de lixiviación que contiene unos 100 g/L de Li 2 SO 4 (Li 2 O 27 g/L), y la torta filtrante es escoria lixiviante, con un contenido de agua de aproximadamente 35%. El sulfato de litio está contenido en el líquido adherido de 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 suspensión para su lixiviación.
Purificación de lixiviación: Cuando el material de horneado se acidifica y calcina, además del metal alcalino puede reaccionar con el ácido sulfúrico para producir sulfato soluble correspondiente, otros hierro, aluminio, calcio, magnesio y similares también se reaccionan con ácido sulfúrico para producir el sulfato correspondiente. Aunque algunas impurezas del clínker pueden eliminarse durante el proceso de lixiviación, las impurezas restantes permanecen en el lixiviado y deben ser purificadas aún más para garantizar la calidad del producto. La purificación de lixiviados se realiza mediante el método de descalcificación por alcalinización, alcalinizando la solución de lixiviación con el agente alcalinizante leche de cal (que contiene CaO 100-150 g/L), y aumentando el pH a 11-12 para hidrolizar magnesio y hierro en precipitados de hidróxido. Además, una solución de carbonato de sodio (que contiene Na2CO3 300 g/L) reacciona con sulfato de calcio para producir un precipitado de carbonato de calcio, eliminando así el calcio del lixiviado y el calcio introducido por el agente alcalinizante leche de cal. La suspensión alcalinizada para eliminar calcio se separa mediante una solución sólida líquida, y la solución obtenida es un líquido de purificación. La proporción de calcio a litio es menor que 9,6×10-4, y el filtro es residuo de calcio, que se devuelve a la suspensión para su lixiviación.
Evaporación y concentración del líquido de purificación: El líquido de purificación tiene baja concentración de sulfato de litio y baja tasa de precipitación de litio. No puede usarse directamente para la precipitación de litio ni para cloruro de litio. Es necesario ajustar primero el líquido de purificación a pH 6-6,5 con ácido sulfúrico, y luego evaporar y concentrar mediante un evaporador de tres efectos. La concentración de sulfato de litio en el concentrado es de 200 g/L (que contiene 60 g/L de Li2O). El líquido concentrado se separa mediante filtración a presión, y el filtrado se utiliza para suministrar el líquido al siguiente paso, y la torta filtrante se devuelve a la suspensión para su lixiviación.
2 Sección de producción de carbonato de litio
El líquido de completación y la sosa cáustica pura (que contenía Na2CO3 300g/L) se añadieron al tanque de litio evaporado para realizar la deposición evaporativa del litio (temperatura constante tras ebullición durante 2 horas), y el precipitado se precipitó debido a la baja solubilidad del carbonato de litio, y la tasa de precipitación del litio fue de aproximadamente el 85%. Tras precipitar el litio, el carbonato de litio crudo (que contiene menos del 10% del filtrado) y el licor madre primario bañado en litio se separan mediante una máquina centrífuga.
La solución líquida primaria de litio contiene una gran cantidad de sulfato de sodio y un mayor contenido de sulfato de litio (aproximadamente el 15% del total), y se añade el líquido alcalino puro (que contiene Na2CO3 300g/L) para realizar la segunda deposición de litio y obtener el segundo producto bruto y el segundo líquido madre, el líquido madre. Tras la neutralización ácida y el ajuste del pH del hidróxido de sodio, el subproducto sulfato de sodio anhidro 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 polvo de Yuanming como subproducto. El licor madre de sodio se devuelve al licor madre una vez.
El carbonato de litio crudo primario y el segundo líquido de adhesión de producto crudo contienen impurezas como Na2SO4, y luego se remueven con agua purificada a unos 90 °C, y el líquido de lavado se envía al álcali, y tras el lavado, el carbonato de litio húmedo se separa mediante una centrífuga, y luego se separa el carbonato de litio húmedo. Tras secar con 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 añade 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 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 asegurar que la concentración del líquido terminado se cumple con los requisitos del proceso. Cuando se utiliza litio, el caudalímetro electromagnético muestra los diferentes grados de apertura de la válvula reguladora para controlar la velocidad de alimentación, y la velocidad del motor la controla el convertidor de frecuencia para controlar la velocidad de agitación del agitador. . Las condiciones de control de procesos mencionadas son todas tecnologías clave de la empresa.
3 secciones de cloruro de litio anhidro
El líquido de completación obtenido en la sección de horneado se somete a una reacción de metátesis con la solución de cloruro de calcio y, tras completar la reacción, CaSO4•2H2O se separa y se envía para obtener un producto de CaSO4. Tras la separación, se obtiene una solución diluida de LiCl, y se añaden secuencialmente soluciones activas de Al2O3, Na2CO3 y NaOH tipo β para eliminar impurezas como SO42-, Ca2+ y Mg2+ en la solución diluida de LiCl, y luego la concentración de LiCl aumenta a 400-500 g/L mediante evaporación y concentración. Se realizó la filtración por enfriamiento y se separó el NaCl sólido para obtener una solución concentrada de LiCl. La solución concentrada de LiCl se transporta al tanque de refinado y la preparación refinada autoproducida por la empresa (la tecnología patentada de la compañía, componentes inorgánicos, sin metales pesados tóxicos y dañinos) se sustituye por Na+ para controlar la proporción Na+/LiCl en la solución final inferior a 30 ppm. Tras la separación, se obtiene un líquido de completación de LiCl y, finalmente, el líquido terminado se seca por aspersión para obtener un producto uniforme de cloruro de litio anhidro.