الفرن الدوار المستخدم لإنتاج كربونات الليثيوم لبطاريات الليثيوم

مقدمة

تحميص التحويل: يتم إرسال تركيز الإسبودومين يدويا من صومعة التركيز عبر مصعد الجرافة إلى صومعة التركيز ، ثم يضاف إلى ذيل الفرن الدوار لكربونات الليثيوم عبر وحدة تغذية القرص والمغذي اللولبي. مركز تجفيف الغاز بدرجة حرارة عالية لقسم التسخين المسبق لغاز الذيل ، يتم تبلور التركيز وتكليسه عند درجة حرارة حوالي 1200 درجة مئوية في قسم التكليس ، ويتم تحويله إلى سبودومين من النوع β حسب النوع α (نظام أحادي الميل ، كثافة 3150 كجم / م 3). يبلغ كثافة النظام رباعي الزوايا 2400 كجم / م 3 ، أي مادة خبز ، ومعدل التحويل حوالي 98٪.

تقني

عملية إنتاج كربونات الليثيوم
قسم الخبز
تحميص التحويل: يتم إرسال تركيز الإسبودومين يدويا من حوض التركيز إلى مصعد الجرافة إلى صندوق التركيز ، ثم يضاف إلى ذيل الفرن الدوار لكربونات الليثيوم عبر وحدة التغذية القرصية والمغذي اللولبي ، ويتم تسخينه مسبقا بواسطة ذيل الفرن. مركز تجفيف الغاز بدرجة حرارة عالية ، يتم تبلور التركيز وتكليسه عند درجة حرارة حوالي 1200 درجة مئوية في قسم التكليس ، ويتم تحويله إلى سبودومين من النوع β بواسطة النوع α (نظام أحادي الميل ، الكثافة 3150 كجم / م 3) (نظام رباعي الزوايا) الكثافة 2400 كجم / م 3 ، أي مادة الخبز ، ومعدل التحويل حوالي 98٪.
تحميص التحمض: بعد تبريد مادة التبريد بواسطة قسم التبريد ، يتم تفريغها من رأس الفرن ، ثم طحنها جيدا إلى 0.074 مم في مطحنة التبريد والكرة الطبيعية لتكون أكثر من 90٪ ، ثم يتم نقلها إلى صندوق مخلفات فرن التحميص التحميزي ، ثم من خلال وحدة التغذية ويضاف الناقل اللولبي إلى آلة الحمض المختلط وحمض الكبريتيك المركز (93٪ أو أكثر) بنسبة معينة (مركزة حمض الكبريتيك يزيد عن 35٪ من مكافئ الليثيوم في مادة الخبز ، وحوالي 0.21 طن من حمض الكبريتيك المركز لكل طن من مادة الخبز) ، ثم يضاف إلى تحميص التحمض. في الغرفة ، يتم إجراء تحميص التحميض المغلق عند درجة حرارة حوالي 250 إلى 300 درجة مئوية لمدة 30 إلى 60 دقيقة. يتفاعل الإسبودومين من النوع β في الخبز مع حمض الكبريتيك ، وتحل أيونات الهيدروجين الموجودة في الحمض محل أيونات الليثيوم في الإسبودومين من النوع β. يتم دمج Li2O مع SO42- كمادة Li2SO4 قابلة للذوبان في الماء للحصول على الكلنكر المحمض.
ترشيح الملاط وغسيله: يتم تبريد الكلنكر وملاطها لإذابة كبريتات الليثيوم القابلة للذوبان في الكلنكر في الطور السائل. لتقليل تآكل محلول معدات الترشيح ، يتم استخدام ملاط الحجر الجيري لتحييد الحمض المتبقي في الكلنكر لضبط الرقم الهيدروجيني. تم تعديله إلى 6.5 ~ 7.0 ، وفي نفس الوقت إزالة معظم الحديد والألمنيوم والشوائب الأخرى ، ونسبة محلول الترشيح الصلبة حوالي 2.5 ، ووقت الترشيح حوالي 0.5 ساعة. يتم فصل ملاط الترشيح عن طريق الترشيح للحصول على محلول ترشيح يحتوي على حوالي 100 جم / لتر من Li 2 SO 4 (Li 2 O 27 جم / لتر) ، وكعكة الترشيح عبارة عن ترشيح الخبث ، ومحتوى الماء حوالي 35٪. توجد كبريتات الليثيوم في بقايا الترشيح السائل اللاصق. من أجل تقليل فقد الليثيوم ، يتم غسل خبث الترشيح عن طريق التحريك العكسي ، ويتم إرجاع سائل الغسيل إلى الملاط للرشح.
تنقية العصارة: عندما يتم تحمض مادة الخبز وتكليسها ، بالإضافة إلى المعدن القلوي يمكن أن يتفاعل مع حمض الكبريتيك لإنتاج الكبريتات المقابلة القابلة للذوبان ، يتفاعل الحديد الآخر والألمنيوم والكالسيوم والمغنيسيوم وما شابه ذلك مع حمض الكبريتيك لإنتاج الكبريتات المقابلة. على الرغم من أنه يمكن إزالة بعض الشوائب الموجودة في الكلنكر أثناء عملية الترشيح ، إلا أن الشوائب المتبقية تبقى في العصارة وتحتاج إلى مزيد من التنقية لضمان جودة المنتج. يتم تنقية العصارة بطريقة إزالة الكلس من القلوية ، وقلوية محلول الترشيح بعامل قلوي حليب الجير (يحتوي على CaO 100-150 جم / لتر) ، ورفع الرقم الهيدروجيني إلى 11-12 لتحلل المغنيسيوم والحديد إلى رواسب هيدروكسيد. علاوة على ذلك ، يتفاعل محلول كربونات الصوديوم (يحتوي على Na2CO3 300 جم / لتر) مع كبريتات الكالسيوم لإنتاج راسب كربونات الكالسيوم ، وبالتالي إزالة الكالسيوم في العصارة والكالسيوم الذي يدخله العامل القلوي حليب الليمون. يتم فصل ملاط إزالة الكالسيوم القلوي بمحلول صلب سائل ، والمحلول الذي تم الحصول عليه هو سائل تنقية. نسبة الكالسيوم إلى الليثيوم أقل من 9.6×10-4 ، وكعكة الترشيح عبارة عن بقايا الكالسيوم ، والتي يتم إعادتها إلى الملاط للرشح.
تبخر وتركيز سائل التنقية: يحتوي سائل التنقية على تركيز منخفض من كبريتات الليثيوم ومعدل ترسيب منخفض لليثيوم. لا يمكن استخدامه مباشرة لترسيب الليثيوم أو كلوريد الليثيوم. من الضروري ضبط سائل التنقية على درجة الحموضة 6-6.5 بحمض الكبريتيك أولا ، والتبخر والتركيز بواسطة مبخر ثلاثي التأثيرات. تركيز كبريتات الليثيوم في المركز هو 200 جم / لتر (يحتوي على Li2O 60 جم / لتر). يتم فصل السائل المركز عن طريق الترشيح بالضغط ، ويتم استخدام المرشح لتزويد السائل بالخطوة التالية ، ويتم إرجاع كعكة المرشح إلى الملاط للترشيح.
2 قسم إنتاج كربونات الليثيوم
تمت إضافة سائل الإكمال والغسول النقي (الذي يحتوي على Na2CO3 300g / L) إلى خزان الليثيوم المتبخر لإجراء الترسيب التبخيري لليثيوم (درجة حرارة ثابتة بعد الغليان لمدة 2 ساعة) ، وتم ترسيب الراسب بسبب انخفاض قابلية ذوبان كربونات الليثيوم ، وكان معدل ترسيب الليثيوم حوالي 85٪. بعد ترسيب الليثيوم ، يتم فصل كربونات الليثيوم الخام (التي تحتوي على أقل من 10٪ من المرشح) والخمور الأم الأولية المطلية بالليثيوم بواسطة آلة طرد مركزي.
يحتوي محلول سائل الليثيوم الأساسي على كمية كبيرة من كبريتات الصوديوم وكبريتات الليثيوم الأعلى (حوالي 15٪ من الكمية الإجمالية) ، ويضاف السائل القلوي النقي (الذي يحتوي على Na2CO3 300 جم / لتر) لإجراء ترسيب الليثيوم الثاني للحصول على المنتج الخام الثاني والسائل الأم الثاني ، السائل الأم. بعد تحييد الحمض وتعديل درجة الحموضة لهيدروكسيد الصوديوم ، يتم فصل المنتج الثانوي كبريتات الصوديوم اللامائية والسائل الأم لترسيب الصوديوم عن طريق التبخر والطرد المركزي ، ويتم تجفيف كبريتات الصوديوم اللامائية عن طريق تدفق الهواء وتعبئتها للحصول على مسحوق Yuanming المنتج الثانوي. يتم إرجاع سائل الصوديوم الأم إلى الخمور الأم لمرة واحدة.
تحتوي كربونات الليثيوم الخام الأولية وسائل التصاق المنتج الخام الثاني على شوائب مثل Na2SO4 ، ثم يتم تقليبها بالماء النقي عند حوالي 90 درجة مئوية ، ويتم إرسال سائل الغسيل إلى القلويات ، وبعد الغسيل ، يتم فصل كربونات الليثيوم الرطبة بواسطة جهاز طرد مركزي ، ثم يتم فصل كربونات الليثيوم الرطبة. بعد التجفيف بواسطة مجفف الأشعة تحت الحمراء البعيدة ، يزيل الفصل المغناطيسي حطام الحديد وما شابه ذلك الذي يتم فصله عن المجفف ، وأخيرا يتم سحقه بواسطة تدفق الهواء وتعبئته في المستودع.
يضيف هذا المشروع بشكل أساسي قدرة إنتاج كربونات الليثيوم من فئة البطاريات. من منظور عملية الإنتاج الإجمالية ، فإن كربونات الليثيوم من فئة البطارية وكربونات الليثيوم الصناعية متماثلان بشكل أساسي ، والفرق هو أن ظروف التحكم في العملية لقسمي التبخر والليثيوم الغارق مختلفة ، أي أن الثقل النوعي للسائل ومرور اللهب يتم قياسهما بواسطة مقياس كثافة السوائل عندما يتركز سائل التنقية عن طريق التبخر. يقيس مقياس الضوء تركيز Li2O في السائل للتأكد من أن تركيز السائل النهائي ضمن متطلبات العملية. عند استخدام الليثيوم ، يعرض مقياس التدفق الكهرومغناطيسي درجات الفتح المختلفة لصمام التنظيم للتحكم في سرعة التغذية ، ويتم التحكم في سرعة المحرك بواسطة محول التردد للتحكم في سرعة تحريك المحرض. . شروط التحكم في العملية المذكورة أعلاه كلها تقنيات رئيسية للشركة.
3 أقسام كلوريد الليثيوم اللامائية
يخضع سائل الإكمال الذي تم الحصول عليه في قسم الخبز لتفاعل metathesis مع محلول كلوريد الكالسيوم ، وبعد اكتمال التفاعل ، يتم فصل CaSO4 • 2H2O وإرساله للحصول على منتج CaSO4. بعد الفصل ، يتم الحصول على محلول مخفف من LiCl ، ويضاف محلول Al2O3 و Na2CO3 و NaOH النشط من النوع β بالتتابع لإزالة الشوائب مثل SO42- و Ca2+ و Mg2 + في المحلول المخفف ل LiCl ، ثم يتم زيادة تركيز LiCl إلى 400-500 جم / لتر عن طريق التبخر والتركيز. تم إجراء ترشيح التبريد ، وتم فصل كلوريد الصوديوم الصلب للحصول على محلول مركز من LiCl. يتم نقل محلول LiCl المركز إلى خزان التكرير ويتم استبدال المستحضر المكرر المنتج ذاتيا للشركة (تقنية الشركة الحاصلة على براءة اختراع ، ومكونات غير عضوية ، لا تحتوي على معادن ثقيلة سامة وضارة) ب Na + للتحكم في نسبة Na + / LiCl في محلول نقطة نهاية المحلول لتكون أقل من 30 جزء في المليون. بعد الفصل ، يتم الحصول على سائل إكمال LiCl ، وأخيرا ، يتم تجفيف السائل النهائي بالرش للحصول على منتج كلوريد الليثيوم اللامائي الموحد.