Тел:+86-513-88755311 Электронная почта:pf@pengfei.com.cn
Производство карбоната лития из сподумена включает два относительно независимых процесса: предварительное обжарывание для получения рассола и рассол для получения карбоната лития. Производство рассола из сподумена включает восемь небольших этапов: сушка, обжарка, охлаждение, дробление, измельчение, окисление, погружение в воду и разделение твёрдой жидкости.
 Австралийский сподумен
1. Сушка: Влажность сподумена, приобретённого для проекта, обычно составляет 8%. Чтобы не повлиять на процесс обжарки, материал необходимо сушить. Сушка проводится в ротационной сушильной печи с температурой сушки около 250 °C и продолжительностью около 15 минут. Горячий воздух напрямую контактирует с материалом. После высыхания влажность сподумена составляет около 6,5%, и процесс сушки может снизить расход газа в последующем процессе обжарки. Источник тепла при сушке поступает из отходных газов ротационной печи (для достижения экономии энергии и снижения расхода часть горячего дымового газа с отходным теплом около 250 °C от выхлопных газов вращательной кальцинационной печи подаётся в сушильную печь через вентиляторы). Вся накопленная пыль при сушке будет использована для кальцинации.
2. Обжарка: после высыхания литий-пироксен попадает в высокотемпературное помещение ротационной печи для обжарки (используя коксовый газ в качестве топлива, а в средней части туннельной печи для прямого сгорания устанавливается распылительный пистолет). Ротационная печь использует коксовый газ в качестве топлива и проводит высокотемпературное обжигание сырья с помощью прямого нагрева. Температура спекания контролируется на уровне 1100–1200 °C, а время обжарки составляет около 2 часов.
Вращающаяся печь
После завершения кальцинации сырьё сподумена α Преобразование типа сподумен в β Тип сподумен превращает литий из кислото-нерастворимой структуры в кислоторастворимую структуру с коэффициентом преобразования 95–98%.
Уравнение процесса преобразования выглядит так: α-Li2O· Al2O3·4SiO2→β-Li2O· Al2O3·4SiO2
3. Охлаждение: При обжарке при высокой температуре из-за плавления некоторых материалов спеченный материал приобретает определённую прочность и требует охлаждения. Он поступает в печь охлаждения и вынужден охлаждаться примерно до 90 °C. Время охлаждения после обжарки составляет 1,5 часа.
4、 Дробление: охлаждённый клинкер транспортируется в дробилку с помощью закрытого цепного конвейера, чтобы предотвратить попадание крупных кусков клинкера в последующие процессы. Клинкер измельчается до частиц примерно 10 мм и затем подаётся в вертикальную мельницу через закрытый ленточный конвейер.
5、 Шлифовка: Для облегчения последующих операций выщелачивания и более полного растворения клинкера измельчённый клинкер необходимо более глубоко измельчать. Материал подаётся в шлифовальный диск вертикальной шлифовальной системы через ленточные весы, и под действием центробежной силы материал движется к периферии шлифовального диска. Когда материал проходит между шлифовальщиком, он сжимается и измельчается в порошок под действием силы сжатия. Частицы порошка, измельчённые материалом, продолжают двигаться наружу и в конечном итоге выбрасываются к краю шлифовального диска; Опираясь на отрицательное давление, создаваемое засасыванием основного вытяжного вентилятора, слегка горячий осушительный газ поступает в мельницу через вход вертикальной мельницы и проходит через внешний край шлифовального диска снизу вверх; Частицы порошка материала поднимаются слегка горячим осушительным газом, а более тяжёлые и крупные частицы порошка в сепараторе сталкиваются с перегородкой лопатки сепаратора и возвращаются в шлифовальный диск для дальнейшей шлифовки; Более лёгкие и мелкие частицы порошка собираются порошковым коллектором через сепаратор; Сепараторное устройство в верхней части вертикального фрезера фильтрует измельчённый материал, и порошок материала с невероятной точностью отделяется от вихря вдоль внутренней стенки внутреннего конуса и возвращается на шлифовальную пластину для дальнейшей шлифовки. Материал с размером частицы менее 100 меш после шлифовки переходит в следующий процесс.
6. Подкисление: Измельчённый до менее 100 сетки β сподумен типа и 98% концентрированная серная кислота смешиваются и подкисляются в миксере (в соотношении 2,5–3,5:1). Смесь транспортируется в две закисляющие печи через подающий винтовый конвейер. Окисляющие печи нагреваются в печи с горячим воздухом, который сжигает коксовый газ с использованием внешнего косвенного нагрева. Температура реакции регулируется при 250-300 °C, длительность составляет около 10 минут, β сподумен типа проходит полную реакцию засоления с серной кислотой, а уравнение реакции выглядит следующим образом:
Li2O· Al2O3·4SiO2 +H2SO4→Li2SO4 + H2O· Al2O3·4SiO2
В то же время возникли следующие побочные эффекты:
Na2O· Al2O3·4SiO2 + H2SO4→Na2SO4 + H2O· Al2O3·4SiO2
K2O· Al2O3·4SiO2 +H2SO4→ K2SO4 + H2O· Al2O3·4SiO2
MgO· Al2O3·4SiO2+H2SO4→ MgSO4 + H2O· Al2O3·4SiO2
CaO· Al2O3·4SiO2+ H2SO4→ CaSO4 + H2O· Al2O3·4SiO2
Fe2O3 +3H2SO4→Fe2(SO4)3 +3H2O
ZnO + H2SO4→ZnSO4 + H2O
TlO2+ H2SO4→TlOSO4+ H2O
Когда материал проходит реакцию засоления, смеси смолы удаляются между алюминиосиликатным ядром сподумена и серной кислоты, и в результате обмена литий в сподумене заменяется водородом, при этом минеральная структура фактически не повреждается. Закисленный материал после реакции засоления отправляется в охлаждающую печь с помощью винтового конвейера, который косвенно охлаждается водяным охлаждением до температуры ниже 80 °C перед входом в последующий процесс выщелачивания.
Конструкция устройства для кислотного обжарки делится на четыре части: блок сырья, агрегат для кислотного обжарки, охлаждающий аккумулятор, нагревательный блок и т.д.
(1) Единица сырья
(1) Процесс подачи, взвешивания и измерения тонкого кальцинированного сподумена.
В складе для мелкого обжарки β сподумен поступает в этот агрегат, взвешивается и измеряется с помощью закрытого весового аппарата, а затем помещается в смеситель с двойным винтом.
(2) Процесс транспортировки и дозирования концентрированной серной кислоты.
Концентрированная серная кислота транспортируется по трубопроводам из зерного резервуара в заводской зоне в дозирующий резервуар, а затем перекачивается в двухвинтовой смеситель через насос подачи серной кислоты.
(2) Кислотная обжарка
(1) β Мелкий порошок литиевого пироксена (100 сетки) поступает в весы под действием силота тяжести с нижнего выхода мелкого порошкового силоса.
(2) Измерительные шкалы обычно используют спиральные шкалы, роторные шкалы, масштабы силы Кориолиса и т.д. В этом проекте используются масштабы силы Кориолиса.
(3) Выход шкалы подключён к винтовому конвейеру, а скорость винтового конвейера регулируется показанием силовой шкалы Кориолиса, тем самым контролируя количество подачи порошка сподумена.
(4) Выход винтового конвейера подключён к смешительной машине.
(5) Миксеры обычно используют одновинтовые миксеры, ременчатые и двухвинтовые миксеры. В этом проекте используется двойной винтовой миксер.
(6) 98% серной кислоты подаётся из резервуара в миксер через магнитный насос, покрытый фтором.
(7) Установить расходомер и регулирующие клапаны на трубопроводе серной кислоты.
(8) Контролировать массовый расход серной кислоты за счет массового расхода сподумена.
(9) Серная кислота распыляется в миксер через многоточечное сопло и механически смешивается с мелким сподуменом. Эта смесь называется кислотной смесью.
(10) Смешанный кислотный материал затем подаётся в печь для окисления через спираль впуска и крышку хвоста печи.
(3) Кислотный клинкерный охлаждение
Подкисленный материал, выходящий из хвоста печи, направляется по спирали в охлаждающую печь для охлаждения до температуры ниже 80 °C. Охлаждающая печь осуществляет косвенное охлаждение с помощью охлаждённой воды, а охлаждённый закисленный клинкер отправляется в отдел влажных процессов на заводе.
(4) Отопительная установка
Система отопления в этом проекте представляет собой систему циркуляции горячего воздуха (циркуляцию горячего воздуха), подаваемую от газовой печи с коксовой печью.
Газ из коксовой печи, поступающий по трубопроводу, и предварительно нагретый воздух, посылаемый вентилятором, сжигаются в печи с горячим воздухом. Горячий дымовой газ, образующийся при сгорании, смешивается с циркулирующим горячим дымовым газом, посылаемым высокотемпературным циркуляционным вентилятором в хвостовой части печи горячего воздуха. После регулировки клапаном в трубопроводе горячего воздуха он попадает в оболочку окисляющей печи, чтобы нагревать корпус печи. Большая часть горячего дымового газа циркулируется в системе отопления, а часть его предварительно нагревается воздухом и сбрасывается через дымоход. Каждый воздуховод в системе оснащён регулирующими дверями, которые могут соответствовать различным требованиям температуры нагрева для каждой части корпуса печи. Дымовой выпускной канал оснащён регулирующим клапаном для регулирования баланса давления воздуха в системе.
Условия эксплуатации и параметры управления: Регулировать температуру реакции от 250 °C до 300 °C, определять количество подачи серной кислоты на основе эффективного компонента Li2O в руде, поддерживать содержание свободной кислоты 20-22% в смешанном кислотном материале и определять соотношение подающей кислоты примерно 2,5-3,5. Время содержания материала в печи для обжарки составляет около 30 минут. Содержание свободной кислоты в клинкере составляет 2-6% при нормальном давлении.
7. Погружение в воду: Кислотно-охлаждаемый сподуменово-кислотный клинкер содержит около 2-6% серной кислоты, которая транспортируется зарытым скребковым конвейером в бак с шламом через кислотный клинкерный контейнер. Кислотная клинкерная шлам затем смешивается с раствором промывки литиевого шлака, водой для регенерации смолы и конденсационной водой в жидком твёрдом соотношении примерно 1,6:1, образуя кислотнокислотную клинкерную шлам (температура кислотного клинкера после охлаждения составляет около 40 °C, и он поступает в закрытый выщелачивающий бак ниже уровня жидкости через сбросной канал). а затем отправили в резервуар для нейтрализации. Добавляется известняк. Известь нейтрализует остаточную серную кислоту. Известняк и негашеная известь подаются в нейтрализационный бак через питание через закопанный скребочный конвейер. pH-метр в нейтрализационном резервуаре контролирует скорость питателя, тем самым контролируя количество добавленного известняка и негашеной извести. Когда pH достигнет 6-6,5, прекратите кормление, и реакция нейтрализации длится 20 минут. После выщелачивания литий переходит в жидкую фазу (нейтрализационную суспензию) из твердой фазы, и скорость выщелачивания лития достигает около 98%. Нейтрализационная шлам перекачивается в фильтрующий пресс насосом для последующих операций.
Уравнение реакции:
CaCO3 +H2SO4→CaSO4 + CO2↑+H2O
CaO+H2SO4→CaSO4 +H2O
Условия эксплуатации и параметры управления: температура выщелачивания 40 °C, соотношение жидкость и твердое состояние 1,6:1, время выщелачивания 2-3 часа, атмосферное давление.
八、Разделение твёрдых жидкостей:
После того как нейтрализующая шлам подается в фильтрующий пресс, она проходит процедуры, такие как фильтрация, промывка, прессование, продувка и разгрузка для получения влажного литиевого шлака, фильтрата сульфата лития и раствора для промывки литиевого шлака соответственно.
Пресс-фильтр для пластин и рамки
Фильтрация: нейтрализационная шлам перекачивается в фильтратор для разделения твёрдой и жидкости. Когда расход насоса снижается примерно до 5 м³/ч, фильтрующий пресс прекращает подачу. Фильтратный фильтрат в основном состоит из филтрата сульфата лития, который временно хранится в фильтруаре перед входом в процесс удаления примесей.
Промывка: Содержание лития в остатках фильтра, полученных при разделении твёрдых отходов, по-прежнему относительно высокое. Через онлайн-промывку конденсатной водой можно вымыть как можно больше раствора сульфата лития из остатков лития. Раствор, полученный при выщелачивании, — это раствор промывания остатков лития, который возвращается в процесс выщелачивания для приготовления кислотной клинкерной шламовой шлам.
Прессование: после промывки остатки лития продолжают прессироваться, и фильтрат возвращается в процесс выщелачивания для приготовления кислотной клинкерной шламовой шлама.
Сушка: После завершения прессования остатки лития выдувывают и сливаются влажным воздухом с мощностью 0,7 МПа, после чего вода возвращается в процесс выщелачивания для приготовления кислотной клинкерной суспензии. Влажность дренажного литиевого шлака составляет менее 20%.
Разгрузка: используйте ленточный конвейер для обработки выщелоченных остатков после фильтрации под давлением как твёрдых отходов.

Категории