فرن دوار يستخدم لإنتاج كربونات الليثيوم إلى بطاريات ليثيوم

مقدمة

تحميص التحويل: يتم إرسال مركز السبودومين يدويا من صومعة المركز عبر مصعد الدلو إلى صومعة المركز، ثم يضاف إلى ذيل فرن كربونات الليثيوم الدوار عبر مغذي الأقراص ومغذي اللولب. يتركز تركيز التجفيف الغازي عالي الحرارة في قسم التسخين المسبق لغاز الذيل، حيث يتبلور ويكلس عند درجة حرارة حوالي 1200 درجة مئوية في قسم التكلس، ويحول إلى نوع β بواسطة النوع α (نظام أحادي السرير، كثافة 3150 كجم/م3). النظام الرباعي له كثافة 2400 كجم/م3، أي مادة خبز، ومعدل التحويل حوالي 98٪.

تقني

عملية إنتاج كربونات الليثيوم
قسم الخبز
تحميص التحويل: يتم إرسال مركز السبودومين يدويا من حوض التركيز إلى مصعد الدلو إلى صندوق التركيز، ثم يضاف إلى ذيل فرن كربونات الليثيوم الدوار عبر مغذي الأقراص ومغذي اللولب، ثم يسخن مسبقا بواسطة ذيل الفرن. مركز تجفيف الغاز عالي الحرارة في المقطع، يتبلور المركز ويكلس عند درجة حرارة حوالي 1200 درجة مئوية في قسم التكلسين، ويحول إلى سبودومين من النوع β بواسطة نظام α (نظام أحادي السرير، كثافة 3150 كجم/م3) (نظام رباعي). الكثافة 2400 كجم/م3، أي مادة الخبز، ومعدل التحويل حوالي 98٪.
التحميض بالتحميض: بعد تبريد مادة التبريد بواسطة قسم التبريد، يتم تفريغها من رأس الفرن، ثم تطحن ناعما إلى 0.074 مم في التبريد الطبيعي وطاحونة الكرة لتصل إلى أكثر من 90٪، ثم تنقل إلى صندوق مخلفات فرن التحميض، ثم عبر المغذي ويضاف ناقل اللولب إلى آلة الحمض المختلط وحمض الكبريتيك المركز (93٪ أو أكثر) بنسبة معينة (مركز حمض الكبريتيك يزيد عن 35٪ من مكافئ الليثيوم في مادة الخبز، أي حوالي 0.21 طن من حمض الكبريتيك المركز لكل طن من مادة الخبز)، ثم يضاف إلى تحميض التحميض. في الحجرة، يتم تحميص التحميض المغلق عند درجة حرارة تتراوح بين 250 إلى 300 درجة مئوية لمدة 30 إلى 60 دقيقة. يتفاعل السببودومين من النوع β في الخبز مع حمض الكبريتيك، وتحل أيونات الهيدروجين في الحمض محل أيونات الليثيوم في السبودومين من النوع β. يتم دمج Li2O مع SO42 كمادة قابلة للذوبان في الماء للحصول على كلنكر محمض.
تسريب وغسل العجينات: يبرد الكلنكر ويخلط لإذابة كبريتات الليثيوم القابلة للذوبان في الكلنكر إلى الطور السائل. لتقليل تآكل المحلول على معدات الترشيح، يستخدم مخلب الحجر الجيري لتعادلية الحمض المتبقي في الكلنكر لضبط الرقم الهيدروجيني. تم تعديله على 6.5 ~ 7.0، وفي نفس الوقت إزالة معظم الشوائب من الحديد والألمنيوم وغيرها، حيث تصل نسبة المحلول المتسلل إلى حوالي 2.5، ووقت الترشيح حوالي 0.5 ساعة. يتم فصل مخطب الترشيح عن طريق الترشيح للحصول على محلول تسريح يحتوي على حوالي 100 جم/لتر من Li 2 SO 4 (Li 2 O 27 g/L)، وتكون كعكة الفلتر هي خبث الترشيح، ومحتوى الماء حوالي 35٪. يحتوي كبريتات الليثيوم في السائل المرتبط ببقايا التسرب المستمر. ولتقليل فقدان الليثيوم، يتم غسل خبث التسرب بالتحريك العكسي، ويعاد سائل الغسيل إلى العجينة للترشيح.
تنقية الريخوخ: عندما يتم تحمض المادة المخبوزة وتكلسها، بالإضافة إلى المعدن القلوي الذي يمكن أن يتفاعل مع حمض الكبريتيك لإنتاج الكبريتات القابلة للذوبان، تتفاعل أيضا مع الحديد والألمنيوم والكالسيوم والمغنيسيوم وما شابه ذلك مع حمض الكبريتيك لإنتاج الكبريتات المقابلة. على الرغم من إمكانية إزالة بعض الشوائب من الكلنكر أثناء عملية الترشيح، إلا أن الشوائب المتبقية تبقى في الماء وتحتاج إلى تنقية إضافية لضمان جودة المنتج. يتم تنقية الرياح بواسطة طريقة إزالة الكلسية القلوية، حيث يتم قلوية محلول الترشيح باستخدام حليب الليمون القلوي (الذي يحتوي على CaO 100-150 جرام/لتر)، ثم رفع درجة الحموضة إلى 11-12 لتحلل المغنيسيوم والحديد إلى ترسبات هيدروكسيد. علاوة على ذلك، يتفاعل محلول كربونات الصوديوم (يحتوي على Na2CO3 بمقدار 300 جم/لتر) مع كبريتات الكالسيوم لإنتاج ترسيب كربونات الكالسيوم، مما يزيل الكالسيوم من السائل والكيسيوم الذي يدخله عامل قلوي حليب الجير. يتم فصل خليط إزالة الكالسيوم القلوي بواسطة محلول صلب سائل، والمحلول الناتج هو سائل تنقية. نسبة الكالسيوم إلى الليثيوم أقل من 9.6×10-4، وكعكة المرشح هي بقايا الكالسيوم التي تعاد إلى العجينة للترشيح.
التبخر وتركيز سائل التنقية: سائل التنقية يحتوي على تركيز منخفض من كبريتات الليثيوم ومعدل ترسيب منخفض. لا يمكن استخدامه مباشرة لترسيبات الليثيوم أو كلوريد الليثيوم. من الضروري ضبط سائل التنقية إلى درجة حموضة 6-6.5 مع حمض الكبريتيك أولا، ثم تبخرها وتركيزها بواسطة مبخر ثلاثي التأثيرات. تركيز كبريتات الليثيوم في المركز هو 200 جم/لتر (يحتوي على Li2O 60 جم/لتر). يتم فصل السائل المركز بواسطة ترشيح الضغط، ويستخدم المفلتر لتزويد السائل بالخطوة التالية، ثم تعاد كعكة الفلتر إلى العجينة للترشيح.
2 قسم إنتاج كربونات الليثيوم
تمت إضافة سائل الإكمال والقلوي النقي (الذي يحتوي على Na2CO3 بقوة 300 جم/لتر) إلى خزان الليثيوم المتبخر لإجراء ترسيب الليثيوم التبخيري (درجة حرارة ثابتة بعد الغليان لمدة ساعتين)، وتم ترسيب الرواسب بسبب انخفاض ذوبانية كربونات الليثيوم، وبلغ معدل هسب الليثيوم حوالي 85٪. بعد ترسيب الليثيوم، يتم فصل كربونات الليثيوم الخام (التي تحتوي على أقل من 10٪ من المرشح) والمادة الأم المطلية بالليثيوم بواسطة آلة طرد مركزي.
يحتوي محلول الليثيوم السائل الأولي على كمية كبيرة من كبريتات الصوديوم ونسبة أعلى من كبريتات الليثيوم (حوالي 15٪ من الكمية الكلية)، وتضاف السائل القلوي النقي (الذي يحتوي على Na2CO3 300 جرام/لتر) لإجراء الترسيب الثاني لليثيوم للحصول على المنتج الخام الثاني والسائل الأم الثاني، وهو السائل الأم. بعد تحييد الأحماض وتعديل درجة حموضة هيدروكسيد الصوديوم، يتم فصل كبريتات الصوديوم اللامائي وسائل الأم الترسيبي للصوديوم عن طريق التبخر والطرد المركزي، ويتم تجفيف كبريتات الصوديوم الخالية من الماء بتدفق الهواء وتغليفها للحصول على مسحوق يوانمينغ الناتج الثانوي. يتم إعادة مشروب الصوديوم الأم إلى المشروب الأم لمرة واحدة.
يحتوي الخام الأولي كربونات الليثيوم والسائل الالتصاق الناتج الخام الثاني على شوائب مثل Na2SO4، ثم يتم تحريكهما بماء منقى عند حوالي 90 درجة مئوية، ويرسل سائل الغسيل إلى القلويات، وبعد الغسيل، يتم فصل كربونات الليثيوم الرطب بواسطة جهاز طرد مركزي، ثم يتم فصل كربونات الليثيوم الرطبة. بعد التجفيف بواسطة مجفف الأشعة تحت الحمراء البعيدة، يزيل الفصل المغناطيسي الحطام الحديدي وما شابه الذي ينفصل عن المجفف، وأخيرا يسحق بواسطة تدفق الهواء ويعبأ في المستودع.
يضيف هذا المشروع بشكل رئيسي قدرة إنتاج كربونات الليثيوم بدرجة البطارية. من منظور عملية الإنتاج الكلية، فإن كربونات الليثيوم من الدرجة البطارية وكربونات الليثيوم الصناعية هما في الأساس متساويان، والفرق هو أن ظروف التحكم في العملية لقسمي التبخر والليثيوم الغارق تختلف، أي أن الكثافة النوعية للسائل ومرور اللهب يقاس بواسطة المقياس عندما يتركز سائل التنقية بواسطة التبخر. يقيس الفوتوميتر تركيز Li2O في السائل لضمان أن تركيز السائل النهائي يضمن متطلبات العملية. عند استخدام الليثيوم، يعرض مقياس التدفق الكهرومغناطيسي درجات فتح الصمام المنظم المختلفة للتحكم في سرعة التغذية، ويتم التحكم في سرعة المحرك بواسطة محول التردد للتحكم في سرعة التحريك للمحرك. . شروط التحكم في العمليات السابقة هي جميع التقنيات الرئيسية للشركة.
3 مقاطع كلوريد الليثيوم اللامائية
يخضع سائل الإكمال الذي تم الحصول عليه من قسم الخبز لتفاعل ميتاثيسية 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، وتضاف محلول Al2O3 وNa2CO3 وNaOH النشط من النوع β بشكل متسلسل لإزالة شوائب مثل SO42-، Ca2+ و Mg2+ في محلول مخفف ل LiCl، ثم يزداد تركيز LiCl إلى 400-500 جم/لتر عن طريق التبخر والتركيز. تم إجراء ترشيح التبريد، وتم فصل NaCl الصلب للحصول على محلول مركز من LiCl. يتم نقل محلول LiCl المركز إلى خزان التكرير ويتم استبدال التحضير المكرر الذي تنتج ذاتيا (تقنية الشركة المحمية ببراءة اختراع، وهي مكونات غير عضوية، لا تحتوي على معادن ثقيلة سامة أو ضارة) ب Na+ للتحكم في نسبة Na+/LiCl في محلول نهاية المحلول بحيث تكون أقل من 30 جزء في المليون. بعد الفصل، يتم الحصول على سائل إكمال LiCl، وأخيرا يجفف السائل النهائي بالرش للحصول على منتج كلوريد ليثيوم لامائي موحد.