锂矿石生产碳酸锂过程 (锂辉石精矿生产碳酸锂)

《锂辉石精矿》(YS/T261-2011)标准中氧化锂含量品级范围为 5.5~7.5%,*疆新**某地锂辉石精矿氧化锂检测结果为6.0%左右,符合该标准。

锂辉石生产碳酸锂大致流程,锂矿石生产碳酸锂过程

锂辉石矿石

锂辉石精矿生产电池级碳酸锂工艺流程如下:

一、高温转型焙烧

锂辉石精矿精矿经由斗式提升机提升至精矿仓,再经圆盘给料机和螺旋给料机加入窑尾,利用窑尾预热段高温气体干燥精矿,精矿在煅烧段约 850~1200℃左右的温度下进行晶型转化焙烧,由α型转化为β型锂辉石。由于锂辉石中含有氟,加热时会产生氟化氢废气,所以在原料配比时加入的碳酸钙高温分解为CaO,用来吸收氟生成氟化钙。

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回转窑

二、粉磨

物料经干式球磨机球磨后,经斗式提升机送至酸化窑。

三、酸化焙烧

焙料经冷却段降温后由窑头出料,再经自然冷却和球磨机研磨细,230~280℃左右的温度下进行密闭酸化焙烧30~60min,焙料中β型锂辉石同硫酸反应,酸中氢离子置换β型锂辉石中的锂离子,使其中的Li2O与SO42-结合为可溶于水的Li2SO4,得到酸化熟料。酸化窑硫酸有喷头喷入窑中,约占焙烧料的20%。反应机理为:

β-Li2O·Al2O3·4SiO2+H2SO4→Li2SO4+H2O·Al2O3·4SiO2。

四、调浆浸出和洗涤

熟料经冷却浆化,使熟料中可溶性硫酸锂溶入液相,为减轻溶液对浸出设备的腐蚀,用石灰石粉浆中和熟料中的残酸反应,并同时除去大部分铁、铝等杂质。浸出料浆经过滤分离得到浸出液,滤饼即为浸出渣。浸出渣附着液中含硫酸锂,为减少锂损失,浸出渣经逆向搅拌洗涤,清洗液再返回调浆浸出。滤渣进入渣库。

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石灰及碳酸钠投加设备

五、浸出液净化

焙料在酸化焙烧时,除碱金属能和硫酸起反应生产可溶性的相应硫酸盐外,其他的铁、铝、钙、镁等也与硫酸反应生产相应的硫酸盐。在浸出过程中虽能除去熟料中的部分杂质,但其余杂质仍留在浸出液中,需继续净化除去,才能保证产品质量。浸出液净化采用碱化除钙法,用碱化剂石灰乳碱化浸出液,使镁、铁水解成氢氧化物沉淀(峰特石灰粉体投加设备)。再用碳酸钠溶液(FT碳酸钠投加设备)与硫酸钙反应生产碳酸钙沉淀,除去浸出液中的钙和碱化剂石灰乳带入的钙。碱化除钙料浆经液固分离,所得溶液即为净化液。滤饼即为钙渣,附着液中含硫酸锂,为减少锂损失,浸出渣经逆向搅拌洗涤,清洗液再返回调浆浸出。滤渣进入渣库。

六、净化液蒸发浓缩

净化后的硫酸锂溶液经蒸发器蒸发浓缩(博特盐溶液蒸发器),经压滤分离,滤液即完成液供下工序使用。滤饼渣附着液

中含硫酸锂,为减少锂损失,浸出渣经逆向搅拌洗涤,清洗液再返回调浆浸出。

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博特盐溶液蒸发系统

七、沉锂

完成液与纯碱液(FT纯碱投加系统)加入沉锂槽中,进行沉锂,因碳酸锂溶解度小而沉淀下来,锂沉淀率85%以上。锂沉淀后用离心机趁热分离出初碳酸锂和一次沉锂母液。

初碳酸锂经过多次洗涤后产出湿碳酸锂产品,再经干燥、气流粉碎后包装外运。

一次沉锂母液送至母液立方储槽缓存,后经蒸发浓缩后进入二资沉锂流程,进行二次沉锂。

反应方程式:Li2SO4+Na2CO3 → Li2CO3↓+Na2SO4

沉锂后液(即母液)、水洗废水用于碳酸钠溶液配制。

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八、沉锂母液浓缩

沉锂母液采用MVR蒸发器(博特MVR盐溶液蒸发器)进行浓缩,溶液蒸发产出的冷凝水送往浸出、净化或沉锂工序回用。经蒸发浓缩结晶、离心分离出副产品无水硫酸钠和析钠母液,无水硫酸钠经气流干燥、包装得副产品元明粉。析钠母液主要含硫酸铷、硫酸铯等杂盐。

九、浓缩母液净化沉锂

浓缩母液经净化后,料浆送入板框压滤机进行液固分离,由滤液泵入中转槽,中转槽的净化液由泵送入浓缩母液沉锂搅拌槽,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粗碳酸锂和沉锂后液。粗碳酸锂经过多次洗涤后产出湿碳酸锂产品,再经干燥、气流粉碎后包装。沉锂后液(即母液)送至母液立方储槽缓存,再泵至MVR蒸发器浓缩,液体返回使用。

十、烘干粉碎

初碳酸锂经过多次洗涤后产出湿碳酸锂产品,再经干燥、气流粉碎后包装,产出电池级碳酸锂成品出售。

母液采用MVR浓缩结晶的方法回收其中的硫酸盐,蒸发产出的冷凝水送往纯水制备工序或其它工序回用。蒸发结晶产出的硫酸盐部分返回备料工序使用,剩余气流干燥、包装得副产品元明粉。

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锂辉石生产碳酸锂工艺流程

作者声明:本人不专门研究锂矿、锂盐、锂电生产,专心研究服务于锂盐、锂电生产的盐溶液蒸发器,可以提供设计、制造、调试、运营及设备租赁全方位服务。

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