碳酸锂回转窑焙烧锂辉石工艺、流程、技术特点、优点.docx

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1、碳酸锂回转窑焙烧锂辉石工艺、流程、技术特点、优点在新能源及电池材料领域，碳酸锂作为锂电池正极材料的重要原料，其生产工艺尤为关键。今天，我们就来深入探讨碳酸锂生产过程中的一个重要环节一一回转窑焙烧锂辉石，为您带来一份超全攻略。目录1 .锂辉石焙烧的化学反应12 .碳酸锂回转窑23 .碳酸锂回转窑生产工艺流程原理34 .碳酸锂回转窑生产工艺流程车间配置45 .碳酸锂回转窑生产工艺流程技术特点46 .碳酸锂焙烧回转窑焙烧锂矿石的优点57 .结束语61 .锂辉石焙烧的化学反应锂辉石属单斜晶系，晶体常呈柱状，粒状或板状。颜色呈灰白、灰绿、紫色或黄色等，硬度6.57,密度3.03-3.22gcm3.作为锂

2、化学制品原料，广泛应用于锂化工、玻璃、陶瓷行业，享有“工业味精”的美誉。锂辉石是最主要的锂工业矿物来源，是富锂花岗伟晶岩中的特征矿物，主要生成于花岗伟晶岩脉中，与其他辉石族矿物不同，锂辉石是一种伟晶岩矿物,常与水晶、电气石、绿柱石等伴生。锂辉石的化学组成1.iAlSi2CM,其中1.i2O的理论含量高达8.03%。锂辉石精矿一般含为6.37.5%实际上通常含t在2.917.66%范围，这可能是由于钠钾置换锂的缘故。锂辉石是主要含锂矿物之一，又称2型锂辉石。玻璃光泽，条痕无色。硬度6.57,密度3.033.22gcn?。锂辉石主要产于富锂花岗伟晶岩中，共生矿物有石英、钠长石、微斜长石等。晶体在加

3、热或被紫外线照射时会改变颜色，在阳光作用下也会失去光泽。焙烧至100(TC左右时迅速转变为型锂辉石，并具热裂性质。锂辉石是主要含锂矿物之一，主要产于富锂花岗伟晶岩中，共生矿物有石英、钠长石、微斜长石等。颜色呈灰白、灰绿、翠绿、紫色或黄色等。玻璃光泽,条痕无色。从锂矿石中提锂的方法很多，但硫酸法仍是目前世界上最为广泛的提锂方法，国内外大部分锂盐厂家目前广泛采用这种工艺，硫酸法具有物料流通量小，生产效率高，能源耗量低，金属回收率高等突出优点，因而用这种方法生产的锂盐占世界锂盐总产量的比例极闻。以锂辉石为例，酸化焙烧的原理在于用硫酸使锂辉石在温度为250300C按下述反应硫酸盐化1.i2OAl2O3

4、4Si02+H2S04=1.i2S04+H20+Al2034Si02同时也发生如下副反应Na2OAl2O34SiO2+H2SO4=Na2SO4+H2O+Al2O34Si02K2OAl2O34SiO2+H2SO4=K2SO4+H2O+Al2O34Si02MgO-Al2O3-4SiO2+H2SO4=MgSO4+H2O+Al2O34Si02CaO-Al2O3-4SiO2+H2SO4=CaSO4+H2O+Al2O34(2FeOSiO2)+4H2SO4=Fe2(SO4)3+SO2+4H2O在硫酸盐化时，锂辉石的铝硅酸盐核和硫酸之间发生了离子交换，交换的结果使锂辉石中的锂被氢置换，而矿物结构实际上并未破坏

5、。国内外的锂盐厂家多采用内热式回转酸化焙烧炉(窑)来实现这一过程，产生了硫酸消耗量大、尾气量大、污染严重、设备腐蚀严重等缺点，大量的余热和反应热随尾气带走，难以实现有效利用，能耗相对较2 .碳酸锂回转窑碳酸锂回转窑利用锂辉石为原料生产碳酸锂的过程中，硫酸法生产工艺展现出了其技术的成熟与高效。这一工艺的核心在于硫酸与锂辉石在250300C下的置换反应，生成硫酸锂。但此反应对锂辉石的结构有一定要求，结构较为疏松的锂辉石更适宜此反应。在工艺流程中，首先需将精选的锂辉石矿石在碳酸锂回转窑中进行高温焙烧，使其结构更为疏松，为后续反应创造条件。焙烧后的矿石冷却后与足量的硫酸混合，并在250C的酸化回转窑中

6、进行硫酸焙烧，确保硫酸与锂辉石充分反应，置换出锂离子。反应完成后，通过水浸、调节PH值、去除杂质等步骤，逐步提纯锂离子。特别地，我们会使用石灰石和碳酸钠等化学试剂，精细调节溶液的PH值，以去除溶液中的钙、镁、铁、铝等杂质，确保最终产品的纯度。最后，通过蒸发浓缩、沉淀、离心脱水等工艺步骤，我们得到了高品质的碳酸锂产品。值得一提的是，整个硫酸法生产工艺的回收率高达90%左右，这得益于其高效、精准的化学反应控制和物理分离技术。3 .碳酸锂回转窑生产工艺流程原理锂云母、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

7、料被带到高处，与高温烟气进行热交换，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。将含1.i2O6%锂辉石精矿在10701100C温度下加热，由a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250300C温度下焙烧。焙烧料用水浸出，液固比为152,温度为80,净浸时间30min,物料细度0074mm(+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

8、质后，由含口2。5060g/1。浓缩至180200g/1.。浓缩液加入按理论计算过量系数为1.05的纯碱,在95C温度下搅拌沉淀碳酸锂。粗碳酸锂用95C纯水洗涤后，于350C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/(m2,h)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/(m2.h)估计。碳酸锂回转窑生产工艺流程图中浸出料浆的过滤，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20100m2,其生产

9、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/(m2,h),蒸发每公斤水的蒸汽耗量为0.40.45kg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1.H-K1.H-3型,实际生产能力为300kg/h,亦有的采用涡轮式干燥机，其生产能力为23t/ho4 .碳酸锂回转窑生产工艺流程车间配置在我们的碳酸锂回转窑生产工艺流程车间中，整个生产布局被严谨地划分为火法区域与湿法区域，以实现高效且专业的操作流程。火法区域主要负责转型焙烧和硫酸化焙烧两个关键环

10、节。此区域配备了先进的焙烧设备，能够确保原料在高温下完成精确的化学反应，为后续工艺奠定坚实基础。同时，考虑到焙烧过程中产生的含尘烟气和二氧化硫对环境的影响，我们特别安装了高效的除尘和脱硫设备，以确保废气排放符合环保标准。湿法区域则涵盖了浸出过滤、净化、蒸发、沉锂、产品干燥、包装以及母液回收等多个重要步骤。为了确保这些工艺流程的顺利进行，我们采用了耐腐蚀的材料和设备，特别针对硫酸钠回收环节，我们设计了独立的操作区域，以避免其对主产品生产线造成干扰。此外，我们还引进了自动化控制系统，对各个工艺参数进行精准调控，从而提高产品质量和生产效率。在车间布局方面，我们充分考虑了风向、通风和排气等因素。碳酸锂

11、回转窑的尾气处理系统、净化设备以及硫酸钠回收装置均被战略性地放置在车间的高层，以确保废气及时排出，并保持车间内部的空气流通。这种布局不仅有助于提升工作环境质量，还能确保生产安全。5 .碳酸锂回转窑生产工艺流程技术特点碳酸锂回转窑生产工艺流程的技术特点主要体现在以下几个方面：首先，环保性能卓越。在转型焙烧和硫酸化焙烧过程中产生的烟气，我们采用了高效的净化处理技术。转型焙烧产生的烟气，经过精细处理，其含尘量能够降至150mg11?以下，确保排放符合严格的环保标准。对于硫酸化焙烧产生的含二氧化硫尾气，我们同样采用先进的净化技术，使其浓度降低至250mg11?以下才进行排放，以最大程度地减少对环境的影

12、响。此外，烟气洗水也必须经过专门的净化处理后才能排放，这进一步体现了我们对环保的承诺。其次，生产稳定性与连续性是我们工艺的另一大特点。为了保证生产环境的稳定以及碳酸锂回转窑的长期安全运行，我们特别注重火法部分的供电和供水稳定性。这是因为任何停电或停水的情况都可能导致生产中断，进而影响产品的转化率和浸出率。因此，我们配备了多重备用电源和水源，以确保生产流程的连续性和稳定性。再者，针对沉锂母液及含硫酸钠溶液对一般厂房混凝土结构的腐蚀性，我们采取了专业的防腐措施。通过使用高性能的防腐涂料、耐腐蚀的建筑材料以及定期的检测和维护，我们有效地延长了厂房和设备的使用寿命，同时也确保了生产过程的安全性。6 .

13、碳酸锂焙烧回转窑焙烧锂矿石的优点碳酸锂焙烧回转窑在焙烧锂矿石方面的技术优势非常显著，具体表现在以下几个方面：首先，其高产量特性使得回转窑非常适合大型工业化生产。通过连续、高效的煨烧过程，能够实现大批量的矿石处理，从而满足市场对碳酸锂的高需求。其次，回转窑采用的敞开式煨烧方式赋予了其独特的优势。其窑体设计简洁且高效，保证了气流的顺畅流通。这种设计使得含硫烟气能够及时排出，有效避免了硫份在产品上的附着，从而确保了产品的低硫含量，完全符合炼钢行业的严格要求。同时，物料在回转窑内的均匀滚动和受热，保证了产品质量的稳定性和均一性，大大降低了生烧和过烧的比例。此外，回转窑在窑尾配备了竖式预热器，这是一项创

14、新技术。它能够充分利用回转窑内产生的高温烟气，对矿石进行有效的预热处理，将其从常温状态预热至初始分解状态。这种预热机制不仅显著提升了回转窑的产量，同时大幅降低了单位产品的热耗，实现了能源的高效利用。在窑头部分，竖式冷却器的配置进一步提升了生产效率。它能够迅速降低高温物料的温度，提升其活性度，为后续输送和储存提供了极大的便利。同时,竖式冷却器还能产生高温的二次风，这种二次风被有效利用于提高窑内的烧成温度，进一步降低了燃料的消耗。最后，回转窑的环保性能也值得称赞。经过窑尾竖式预热器排出的烟气温度控制在280-35Oe之间，且含尘量极低，仅为20gNn左右。这一特点使得后续烟气处理流程更加简洁高效，且能够轻松达到环保标准，实现了经济效益与环保责任的双重胜利。7 .结束语碳酸锂回转窑焙烧锂辉石的工艺是现代工业生产碳酸锂的重要环节。通过深入了解和掌握这一工艺的流程、技术特点和优点，我们可以更好地优化生产过程，提高产品质量，降低生产成本，同时实现环境友好和可持续发展。