碳酸锂回转窑生产工艺流程和技术特点详解.docx

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1、碳酸锂回转窑生产工艺流程和技术特点详解目录1 .序言12 .碳酸锂回转窑生产工艺流程图原理23 .碳酸锂回转窑生产工艺流程图详解33. 1.前述31.2. 碳酸锂生产工艺流程41.2.1. 1.碳酸锂生产工艺流程硫酸法生产工艺流程介绍： 41.2.2. 碳酸锂生产工艺流程锂辉石与硫酸盐混合烧结法生产工艺流程介绍：.41.2.3. 碳酸锂生产工艺流程碳酸钠加压浸出法生产工艺流程介绍： 51.2.4. 碳酸锂生产工艺流程氯化焙烧法生产工艺流程介绍： 51.3. 碳酸锂生产工艺流程一一石灰石焙烧法生产工艺流程介绍：51.4. 碳酸锂生产工艺流程工作原理61.5. 碳酸锂生产工艺流程技术特点74 .碳

2、酸锂的主要生产工艺设备85 .碳酸锂回转窑生产工艺流程车间配置86 .碳酸锂回转窑生产工艺流程技术特点87 .碳酸锂焙烧回转窑焙烧锂矿石的优点如下81.序言碳酸锂U转窑以锂辉石为原料生产碳酸锂，工业上比较成熟的工艺是硫酸 法生产工艺流程。此工艺的基本原理是在于硫酸与锂辉石在250300下发生 置换反应，生成硫酸锂。这一反应只能发生于结构较为疏松的锂辉石，先将选 矿获得的锂辉石精矿，在碳酸锂回转窑中高温焙烧，冷却后与足量的硫酸混合, 送入250酸化碳酸锂回转窑中进行硫酸焙烧。冷却后水浸，加石灰石控制PH 值，得到含10%左右的粗锂液，用石灰调PH至11,加碳酸钠除钙、镁、铁、 铝等杂质。清液蒸发

3、称含20左右的硫酸锂净化液，加入碳酸钠沉淀成碳酸锂。 离心脱水，得到碳酸锂产品，回收率在90%左右。硫酸法生产碳酸锂收率较高, 将锂辉石与硫酸盐混合烧结生产，在一定温度下混合烧结，经一系列物理、化 学反应后，所配入的硫酸盐中的金属元素，将矿石中锂置换生成可溶性的硫酸 盐，主要杂质则生成难溶于水的化合物，然后将烧结后的熟料浸出分离，锂离 子进入溶液，经净化、浓缩、沉淀后得到碳酸锂产品。2 .碳酸锂回转窑生产工艺流程图原理锂云母、锂辉石等原料与其它混合料混合后的原料从窑尾筒体高温进入筒 体内进行焙烧。物料在陪烧窑内，受窑体斜度和自转的影响，产生径向和横向 的移动，物料被带到高处，与高温烟气进行热交

4、换，进而产生热工反应，进而 达到焙烧的目的。窑转速受变频电机调节，可根据反应物料反应时间的要求进 行调节窑内停留时间，燃烧器配备天然气流量和风量监控和调节功能，满足烟 气温度和流量流速的调节功能，进而适应原料的焙烧区间温度。破酸锂回转窑生产工艺流程圉:BT辉石精矿LiJe0?成品3 .碳酸锂回转窑生产工艺流程图详解3. 1.前述将含口2。6%锂辉石精矿在1070Ilo(TC温度下加热，由型转变为 型。P锂辉石与按理论计算过量40%的硫酸混合，并在250300温度下焙烧。 焙烧料用水浸出，液固比为L52,温度为80,净浸时间30min,物料细度 0.074mm(+200目)占10%15%。浸出料

5、浆进行过滤，滤渣经45次反向洗涤 后送渣场。浸出液加纯碱在常温下除去钙、镁、硅、铁等杂质后，由含Li2。从 5060gL,浓缩至180200gL.浓缩液加入按理论计算过量系数为1.05的纯 碱，在95温度下搅拌沉淀碳酸锂。粗碳酸锂用95纯水洗涤后，于350下 干燥。沉锂母液回收硫酸钠后再返回蒸发过程进一步回收锂。碳酸锂回转窑分别用于锂辉石精矿转型焙烧及硫酸化焙烧，用重油或燃气 直接加热。用于转型焙烧的碳酸锂回转窑计算，可按熟料单位实际产能为 2030kg(m2h)估计，用于硫酸化焙烧的碳酸锂回转窑计算可按酸化料单位实 际产能为8295kg(m2h)估计。碳酸锂回转窑生产工艺流程图中浸出料浆的过

6、滤，生产中均采用外滤式转 鼓真空过滤机，常用规格按过滤面积计为20IoOm2,其生产产能按滤渣(干基) 计为 200220kg(m2-h)碳酸锂回转窑生产工艺流程图中蒸发器用于浓缩沉锂用的净化液，生产中 采用的是自然循环外加热式。三效真空蒸发，按生产经验数据蒸发强度为 1520kg(h),蒸发每公斤水的蒸汽耗量为040.45kg。碳酸锂回转窑生产工艺流程图中红外干燥机，其型式为国产LH-lLH-3型， 实际生产能力为300kgh,亦有的采用涡轮式干燥机，其生产能力为23t/h。3. 2.碳酸锂生产工艺流程3. 2.1.碳酸锂生产工艺流程一一硫酸法生产工艺流程介绍：硫酸法生产碳酸锂收率较高，并可

7、处理Li2CO3含量仅LOL5%的矿石。但 是相当数量的硫酸和纯碱变成了价值较低的Na2SO4,应尽可能降低硫酸的配量。 此方法最大优点是浸取烧结所得的溶液中含有110150g L硫酸锂，经过浸取 即可得到比较纯净的溶液。硫酸法也可用来处理锂云母和磷铝石。3. 2. 2.碳酸锂生产工艺流程一一锂辉石与硫酸盐混合烧结法生 产工艺流程介绍：将锂辉石精矿与K2SO4(或CaSO4或两者混合物)，在一定温度下混合烧结， 经一系列物理、化学反应后，所配人的硫酸盐中的金属元素将矿石中锂置换生 成可溶性的硫酸盐，主要杂质则生成难溶于水的化合物，然后将烧结后的熟料 浸出分离，锂离子进入溶液，经净化、浓缩、沉淀

8、后得到碳酸锂产品。在处理 锂辉石时，先使-型转换成结构较疏松、易反应的小型。这种相变实际上是结 合在烧结过程中同时进行的。锂辉石与硫酸盐混合烧结法优点是：具有通用性, 能分解所有的锂矿石。缺点是：生产过程中，若使用K2SO4作为硫酸盐，会消耗 大量的钾盐，导致生产成本较高，产品也常被钾污染。3. 2. 3.碳酸锂生产工艺流程一一碳酸钠加压浸出法生产工艺流 程介绍：碳酸钠加压浸出法工艺过程是：将锂辉石加工制得的MI辉石，粉碎研磨至平均粒度为0.074mm；(2)按Li2。量配比加入3.57倍碳酸钠混匀(Na2CO3+LiOH=Li2CO3+2NaOH),在反应器中于200加压浸出，并通入CO2气

9、 体，即生成可溶性LiHCO3;(3)过滤除去残渣(沸石)，加热至95逐出CO?，经沉淀、过滤、滤饼烘干, 制备出碳酸锂产品。碳化法工艺制取碳酸锂优点是：生产工艺中中省掉了产品洗涤和析钠工序, 简化了操作，节约了能耗。因此，采用碳化法工艺优于硫酸法。3. 2. 4.碳酸锂生产工艺流程一一氯化焙烧法生产工艺流程介 绍：氯化焙烧法生产工艺流程主要是利用氯化剂使矿石中的锂及其它有价金属 转化为氯化物进行提取的。氯化焙烧法生产工艺有两种：一种是中温氯化法。 在低于碱金属氯化物沸点的温度下制得含氯化物的烧结块，经过溶出使之与杂 质分离；另一种是高温氯化或氯化挥发焙烧。在高于其沸点的温度下进行焙烧, 使氯

10、化物成为气态挥发出来与杂质分离。这两种方法都可用来处理各种含锂矿 石。氯化剂为钾、钠、镂和钙的氯化物。氯化焙烧法优点是：流程简单，不消 耗贵重试剂。缺点是：LiCl的收集较难，炉气腐蚀性强。3. 3.碳酸锂生产工艺流程一一石灰石焙烧法生产工艺流程介 绍：石灰石焙烧法生产工艺流程的主要优点是实用性很普遍，因为它适用于分 解几乎所有的锂矿物。反应过程不需要稀缺的试剂（分解时使用天然产物一一石 灰石）；可以利用媒、石油或煤气作燃料。缺点是浸出液中锂含量低，蒸发能耗 大，锂的回收率较低，并且浸取以后得到的矿泥有凝聚性，给设备的维护带来 了困难。碳酸锂生产工艺流程以锂辉石为原料生产碳酸锂，工业上比较成熟

11、的工艺 是硫酸法生产工艺。此工艺的基本原理是在于硫酸与锂辉石在250300C下发 生置换反应，生成硫酸锂。这一反应只能发生于结构较为疏松的锂辉石，先将 选矿获得的锂辉石精矿，在回转窑中高温焙烧，冷却后与足量的硫酸混合，送 入250酸化同转炉中进行硫酸焙烧。冷却后水浸，加石灰石控制PH值，得到 含10%左右的粗锂液，用石灰调PH至11,加碳酸钠除钙、镁、铁、铝等杂质。 清液蒸发称含20左右的硫酸锂净化液，加入碳酸钠沉淀成碳酸锂。离心脱水， 得到碳酸锂产品，回收率在90%左右。硫酸法生产碳酸锂收率较高，将锂辉石 与硫酸盐混合烧结生产，在一定温度下混合烧结，经一系列物理、化学反应后, 所配入的硫酸盐

12、中的金属元素，将矿石中锂置换生成可溶性的硫酸盐，主要杂 质则生成难溶于水的化合物，然后将烧结后的熟料浸出分离，锂离子进入溶液, 经净化、浓缩、沉淀后得到碳酸锂产品。3. 4.碳酸锂生产工艺流程工作原理将含Li2O 6%锂辉石精矿在IloO1250C温度下加热，由型（单晶体）转 变为B型（松散4面晶体）。P锂辉石与按理论计算过量40%的硫酸混合，并在 250300C温度下焙烧。焙烧料用水浸出，液固比为L52,温度为80,净 浸时间30min,物料细度0.074mm（+200目）占10%15%。浸出料浆进行过滤, 滤渣经45次反向洗涤后送渣场。浸出液加纯碱在常温下除去钙、镁、硅、铁 等杂质后，由含

13、Li25060gL浓缩至180200gL.浓缩液加入按理论计算 过量系数为L05的纯碱，在95温度下搅拌沉淀碳酸锂。粗碳酸锂用95纯 水洗涤后，于350下干燥。沉锂母液回收硫酸钠后再返回蒸发过程进一步回 收锂。回转窑分别用于锂辉石精矿转型焙烧及硫酸化焙烧，用重油或燃气直接加 热。用于转型焙烧的回转窑计算，可按熟料单位实际产能为2030kg（m2h）估 计，亦可用下列经验公式计算：G=L675D2.29式中G为窑产能，t/h； D为窑 内径，mo用于硫酸化焙烧的回转窑计算可按酸化料单位实际产能为8295kg（m2.h）估计，亦可用下列公式计算：G=3.015D 2.762式中G为窑产能， t/h

14、； D为窑内径，mo浸出料浆的过滤，生产中均采用外滤式转鼓真空过滤机，常用规格按过滤 面积计为20IOOm2 ,其生产产能按滤渣（干基）计为200220kg（m2h）蒸发器用于浓缩沉锂用的净化液，生产中采用的是自然循环外加热式。三 效真空蒸发，按生产经验数据蒸发强度为1520kg（m2h）,蒸发每公斤水的蒸 汽耗量为0.40.45kg。红外干燥机，其型式为国产LH-1、LH-3型，实际生产能力为300kgh, 亦有的采用涡轮式干燥机，其生产能力为23t/h。碳酸锂生产工艺流程车间配置：按生产特点，分火法（转型焙烧及硫酸化 焙烧）和湿法（浸出过滤、净化、蒸发、沉锂、产品干燥、包装和母液回收）分区

15、 布置。湿法部分为从母液中回收硫酸钠，其产量比主产品约多一倍，溶液腐蚀 性强，宜与产品生产工序分开布置。回转窑尾气及净化、沉锂、硫酸钠回收等 工序均宜配置于高层。转型焙烧要排出含尘烟气、硫酸化焙烧的烟气中含有二 氧化硫，配置时要考虑风向对湿法部分和周围环境的影响。3. 5.碳酸锂生产工艺流程技术特点转型焙烧产生的烟气经净化处理其含尘量达到150mgm3以下后排放；硫 酸化焙烧产生的烟气含有二氧化硫尾气须经净化后达到250mgm3以下方能放 空；烟气洗水须净化处理后排放；为了保证生产环境质量、回转窑不变形和较 好的转化率及浸出率，火法部分不能停电及停水；沉锂母液及含硫酸钠溶液对 一般厂房的混凝土结构有较大的腐蚀性，需采取防腐措施。碳酸锂生产工艺流程以工业级碳酸锂为原料生产高纯碳酸锂，有苛化法、 电解法、氢化分解法等。苛化法是将工业碳酸锂用石灰苛化，经除杂处理后转 化成氢氧化锂，再用二氧化碳碳化制取高纯碳酸锂；电解法是用盐酸处理工业 碳酸锂，除去酸不溶物和钙镁等杂质后，通过电解制得高纯氢氧化锂溶液，之 后，利用二氧化碳碳化法制取高纯碳酸锂；氢化分解法是将碳酸锂转化成溶解 度较大的碳酸氢锂，而大部分杂质（如Ca?+, Mg?+等）不被氢化，以不溶性碳酸 盐的形式通过过滤除去，然后加热碳酸氢锂溶液制得高纯碳酸锂。4 .碳酸