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1、产品指标:
2、主要原料成分
3、主要原料消耗
4、主要原料理化性质(略)
5、主要设备清单(部分)
6、工艺流程
生产电池级碳酸锂工艺流程说明:
(1)备料
1)物料干燥
采购的含锂尾砂(下称尾砂)含有 15~20%的水分,为避免在焙烧大量水分急剧蒸发使物料结块,需要预先对其进行干燥处理,尾砂送1#干燥窑和2#干燥窑干燥,1#干燥窑以燃烧天然气提供热源,2#干燥窑干燥引入2#焙烧炉高温烟气直接干燥,在干燥窑干燥后含锂尾砂含水量控制在8%以下。
外购的尾砂通过装载机从原料堆存库运至备料工段中转仓,中转仓出料口设棒条阀调节给料量,尾砂经定量给料机计量后通过胶带输送机送至两台干燥窑干燥。1#干燥窑采用天然气做热源干燥尾砂,从干燥窑尾部加入,顺流干燥,干燥后的尾砂经输送机送至备料工段的配料仓,1#干燥窑尾气表冷后送布袋除尘系统收尘处理后经DA001排气筒排放,2#干燥窑尾气实际为焙烧炉废气,进入焙烧炉废气处理系统处理。
2)辅料转运
外购硫酸钠、硫酸钾混合盐和回用的硫酸钠、硫酸钾、外购的硫酸钙等辅料通过装载机分别送至辅料中转仓,中转仓出料口设棒条阀调节给料量,各辅料经输送机送至配料仓。
(2)焙烧
焙烧包含制砖、焙烧、冷却三道工序。
1)制砖
干燥后的尾砂与辅料配比后的物料混料均匀后,用制砖机制砖,按要求码放于窑车上。
2)焙烧
码放好料砖的窑车,然后进入焙烧窑,以天然气为燃料,进行焙烧,焙烧温度控制在 850~1200℃。焙烧后的焙砂卸落堆场冷却,焙烧产出的烟气送尾气处理,反应过程如下:
(Li,K) 2 O·2Al 2 O 3·6SiO 2·2H(OH,F)+K 2 SO 4 +Na 2 SO 4 +CaSO 4 +CaCO 3
→ (Li,K) 2 SO 4 +K 2 O·Na 2 O·Al 2 O 3·3SiO 2 +CaO·3Al 2 O3·CaF 2 +H 2 O +CO 2 ↑
3)焙砂冷却
焙烧后的焙砂首先卸钢质料斗采用循环冷却水冷却,料斗冷却后的焙砂经输送机送至湿式破碎、球磨、浸出工段。
(3)浸出
1)焙砂贮存、破碎
冷却后的焙砂搭配外购焙烧熟料经输送机送至缓冲仓缓存,缓冲仓料满后,输送机继续将冷却后的焙砂送至堆存区堆存。当使用堆存区的焙砂时,由装载机将地面焙砂送入地坑料斗,通过提升机和输送机将焙砂送至破碎机破碎,再到焙砂缓冲仓。
2)焙砂水浸
焙砂缓冲仓出料口设星型给料机控制给料量,焙砂通过电子皮带秤送至湿式球磨机,星型给料器与电子皮带秤连锁控制出料量。根据焙砂的成分调整给料量和给水量进行球磨处理,磨好的料浆从球磨机排入水浸地槽进行浸出,浸出完全的料浆泵入真空带式过滤机进行液固分离。
3)浸出矿浆过滤及浸出渣洗涤
浸出料浆经过滤后,滤液(即卤水)经卤水方槽缓存后送至净化工序,浸出渣在带式过滤机上进行三次逆流洗涤后由带式输送机送至水浸渣渣场堆存,作为建筑材料的原料外售,浸出渣洗水返回湿式球磨回用。
(4)净化沉锂及成品包装工段
1)净化除杂工序
一次净化混合液由卤水方槽送至一次净化釜,再加入已制备好的氢氧化钙浆液、氢氧化钠溶液碱化到一定的pH 值,水解除去铝、铁、锰等杂质离子。净化后卤水经压滤机进行一段液固分离,一次净化后液送往二次净化,一次净化渣由小车送往浸出渣堆场与浸出渣一并外委水综合利用。
二次净化
一段净化后液经加热后,泵送至二次净化釜,加入净化剂除去溶液中钙、 镁离子。净化后料浆经压滤机进行二段固液分离,二次净化后液经过滤后送往沉锂,二次净化渣洗涤后外委综合利用。
Al 2 (SO 4 ) 3 +6NaOH → 2Al(OH) 3 +3Na 2 SO 4
MgSO 4 +2NaOH → Mg(OH) 2 +Na 2 SO 4
Fe 2 (SO 4 ) 3 +6NaOH → 2Fe(OH) 3 +3Na 2 SO 4
2)沉锂
二次净化后液经过过滤后泵入沉锂搅拌槽,加入配制成一定浓度的碳酸钠沉淀碳酸锂,反应完全后,泵至离心机进行液固分离得到碳酸锂和沉锂后液。碳酸锂经过纯水多次洗涤后产出固体碳酸锂产品,再经干燥、气流粉碎后包装出售。沉锂后液(即母液)送至母液立方储槽缓存,然后送浓缩工序;一次碳酸锂洗水返回配制碳酸钠。
Li2SO4+Na2CO3→Li2CO3↓+Na2SO4
3)浓缩
母液立方储槽中一次沉锂后液(即母液)需要浓缩以提高锂离子浓度。本采用MVR 蒸发器对母液进行浓缩,浓缩后溶液水分蒸发~70%,浓缩母液锂离子浓度提高2.4 倍,送下一步工序继续结晶沉盐,溶液蒸发产出的冷凝水送往浸出、净化或沉锂工序回用;
4)沉盐
由于沉锂投加过量碳酸钠,沉锂母液呈碱性,投加硫酸中和调整母液pH值,调整后母液送MVR 蒸发器浓缩结晶,MVR 蒸发器采用电为加热热源,产出硫酸钾钠、硫酸钾钠混合盐,可返回前端配料焙烧,节省外购硫酸钾、硫酸钠,硫酸钾钠混合盐结晶母液返回沉锂槽进一步沉锂,详见图所示。
7、物料平衡(部分)
水平衡、蒸汽平衡、元素平衡(略)
三废处理:废水、废气、固废、噪声(略)
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