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

Introducción

Tostación por conversión: El concentrado de espodumena se envía manualmente desde el silo de concentrado a través del elevador de cangilones hasta el silo 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 de secado de gas a alta temperatura de la sección de precalentamiento de gas de cola, 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 horneado, y la tasa de conversión es de aproximadamente el 98%.

Técnico

Proceso de producción de carbonato de litio
Sección de horneado
Tostación de conversión: El concentrado de espodumena se envía manualmente desde el baño de concentrado al elevador de cangilones al contenedor 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, y se precalienta mediante la cola del horno. Concentrado de secado de gas a alta temperatura del segmento, 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) (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 es enfriado por la sección de enfriamiento, se descarga de la cabeza del horno y luego se muele finamente a 0.074 mm en el enfriamiento natural y el molino de bolas 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 litio equivalente en el material para hornear, aproximadamente 0,21 t de ácido sulfúrico concentrado por tonelada de material para hornear), y luego se agregó al tostado de acidificación. En la cámara, el tostado de acidificación cerrada se lleva a cabo a una temperatura de aproximadamente 250 a 300 ° C durante 30 a 60 min. La espodumena de tipo β en la cocción reacciona con ácido sulfúrico, y los iones de hidrógeno en el ácido reemplazan a los iones de litio en la espodumena de tipo β. 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 mezcla 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 proporción sólida de la solución de lixiviación de aproximadamente 2.5, tiempo de lixiviación de aproximadamente 0.5 h. 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 adherente del residuo 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 la 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 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 purificarse aún más para garantizar la calidad del producto. La purificación de lixiviados se lleva a cabo mediante el método de descalcificación por alcalinización, alcalinizando la solución de lixiviación con lechada de cal agente alcalinizante (que contiene CaO 100-150 g / L) y elevando 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 en el lixiviado y el calcio introducido por el agente alcalinizante lechada 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 lechada 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 Li2O 60 g/L). El líquido concentrado se separa por filtración a presión, y el filtrado se utiliza 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 en 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 que se precipita 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 de litio primario contiene una gran cantidad de sulfato de sodio y sulfato de litio superior (aproximadamente el 15% de la cantidad total), y el líquido alcalino puro (que contiene Na2CO3 300 g / L) se agrega 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 del ácido y el ajuste del pH del hidróxido de sodio, el subproducto del 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 empaqueta para obtener el polvo de Yuanming del subproducto. El licor madre de sodio se devuelve al licor madre por una vez.
El carbonato de litio crudo primario y el líquido de adhesión del segundo 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 de la secadora y, finalmente, el flujo de aire los tritura y los empaqueta 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 por evaporación y hundimiento son diferentes, es decir, la gravedad específica del líquido y el paso de la llama se miden por 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 el 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 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 β solución activa de Al2O3, Na2CO3 y NaOH 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 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 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 a menos de 30 ppm. Después de la separación, se obtiene un líquido de terminación de LiCl y, finalmente, el líquido terminado se seca por pulverización para obtener un producto uniforme de cloruro de litio anhidro.