鋰云母生產(chǎn)電池級碳酸鋰工藝流程

　　鋰云母生產(chǎn)電池級碳酸鋰主要包括混料及焙燒系統(tǒng)、浸出過濾系統(tǒng)、碳酸鋰生產(chǎn)系統(tǒng)三大環(huán)節(jié)，這里主要和大家分享前兩大環(huán)節(jié)：

　　一、混料焙燒系統(tǒng)(包括：1.1鋰云母原料卸料輸送及預(yù)處理，1.2混料，1.3焙燒工段，1.4冷卻)

　　1.1 鋰云母原料卸料、輸送及預(yù)處理

　　汽車將鋰云母原料運送到原料倉庫進(jìn)行卸料。為了不影響后續(xù)焙燒過程，同時降低后續(xù)焙燒過程的燃?xì)饬浚瑢ξ锪线M(jìn)行預(yù)烘干處理。干燥熱源來自鋰云母回轉(zhuǎn)窯尾氣余熱(為實現(xiàn)節(jié)能降耗，一部分回轉(zhuǎn)窯尾氣余熱約250℃的熱煙氣經(jīng)風(fēng)機引至干燥窯內(nèi))，烘干溫度約為 250℃，熱風(fēng)與物料直接接觸。

　　1.2 混料

　　鋰云母、氧化鈣、除雜渣(碳酸鈣、硫酸鈣) 、碳化除雜渣和元明粉， 經(jīng)皮帶輸送機送入混料機， 主要目的是使鋰云母和各輔料充分混合均勻。原料配比時加入的氧化鈣可以吸收氟元素， 生成氟化鈣。氧化鈣具有的高熔點可以幫助避免爐內(nèi)原料因為高溫而燒結(jié)或者生成玻璃體。配料攪拌完成后將原材料輸送到回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行下一道焙燒工段。

　　1.3 焙燒

　　鋰云母高溫焙燒采用回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)。干燥后的鋰云母送入回轉(zhuǎn)窯高溫焙燒室焙燒，鋰云母回轉(zhuǎn)窯采用天然氣作為燃料，通過直接加熱的方式對原材料進(jìn)行高溫焙燒，其控制燒結(jié)溫度為800~1000℃，已知硫酸鈉的熔點為884℃，鋰云母熔點為903℃。在該溫度下，原材料中主要成分處于熔融狀態(tài)，熔點較高的礦物質(zhì)以固體形式存在。處于熔融狀態(tài)下的鋰云母在高溫焙燒作用 下，與熔融狀態(tài)下的硫酸鹽發(fā)生離子交換反應(yīng)。鋰云母中絕大部分氟被鈣固化變成更加穩(wěn)定的CaF2和CaO ·3Al2O3 ·CaF2而存在于焙燒殘渣中，一部分氟則以氟化氫氣體的形式隨著焙燒廢氣排出。

　　焙燒之后，鋰原料中大部分鋰元素以硫酸鋰的形式存在于焙燒產(chǎn)物中，使得鋰元素以可溶于水的硫酸鋰形式進(jìn)入下一道球磨工序。鋰云母 回轉(zhuǎn)窯高溫室焙燒的熱煙氣經(jīng)引風(fēng)機引至干燥窯內(nèi)用以烘干水份。

　　具體反應(yīng)方程式如下：

　　高溫焙燒

　　2(Li,K)2O·2Al2O3·6SiO2·2H(OH,F)+2Na2SO4—

　　2Li2SO4+2SiO2+2K2SiO3+4NaAlSi2O6+4Al2O3·SiO2+2HF↑+3H2O↑

　　高溫焙燒

　　2(Li,K)2O·2Al2O3·6SiO2·2H(OH,F)+2CaSO4——2Li2 SO4+2SiO2+2K2SiO3+2Ca(AlSi2O6)2+4Al2O3·SiO2+2HF↑+3H2O↑

　　CaO+ HF—CaF2+ H2O↑

　　C+O2—CO2

　　同時也發(fā)生如下副反應(yīng)：

　　2MS+3O2=2MO+2SO2

　　4MCl2+4H2O+O2=2M2O3+8HCl

　　Rb2O+Na2 SO4=Rb2 SO4+ Na2O

　　Rb2O+CaSO4=Rb2 SO4+ Ca2O

　　Cs2O+H2 SO4=Cs2 SO4+H2O

　　Cs2O+Na2 SO4= Cs 2 SO4+ Na 2O

　　Cs2O+CaSO4= Cs 2 SO4+ Ca2O

　　1.4 冷卻

　　物料在高溫焙燒時，由于部分物料熔融，燒結(jié)出來的物料會有一定的強度， 需對其進(jìn)行冷卻， 在冷卻窯中， 經(jīng)強制風(fēng)冷降溫至100℃左右。焙燒后的冷卻時間為 1.5 小時。冷卻窯采用普通的冷風(fēng)作為冷源，轉(zhuǎn)動方式采用順流式， 因些從回轉(zhuǎn)窯出來的物料， 從進(jìn)料口進(jìn)入機器內(nèi)部， 在機器內(nèi)部有專業(yè)的螺旋抄板， 會被抄板抄起， 由于該機在安裝過程中，呈現(xiàn)傾斜狀態(tài)， 原料在內(nèi)部由于重力和抄板的作用下， 由于物料在內(nèi)部不斷被抄板進(jìn)行抄起， 在落下的同時與冷風(fēng)進(jìn)入冷交換， 由于熱交替的原理， 物料的溫度會迅速降低，高溫會被出風(fēng)口帶出來，從而達(dá)到冷卻的目的。

　　二、浸出過濾系統(tǒng)

　　焙燒之后的產(chǎn)物(簡稱“熟料”)存在燒結(jié)成塊的現(xiàn)象，需進(jìn)入到球磨、立磨工序 。球磨、立磨之后漿液進(jìn)入水浸工序， 該工序需加入大量水， 使得熟料中硫酸鋰溶解于水， 鋰元素以離子的形式存在于水溶液中。熟料經(jīng)球磨水浸之后形成的漿液進(jìn)入過濾工序，進(jìn)行液固分離，分離出來的鹵水進(jìn)入下一工序;固體用冷凝水進(jìn)行洗滌，得到固體硅砂和洗水，此工段洗水返回前工段進(jìn)行球磨水浸。浸出渣(硅砂)外運處理。