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Dans le domaine des nouvelles énergies et des matériaux pour batteries, le carbonate de lithium est une matière première importante pour les matériaux cathodiques de batteries lithium, et son processus de production est particulièrement critique. Aujourd’hui, nous allons discuter en profondeur d’un lien important dans le processus de production du carbonate de lithium – la torréfaction du spodumène dans le four rotatif – et vous proposer un guide très complet.

PARTIE 01
Four rotatif au carbonate de lithium
Dans le processus de production du carbonate de lithium dans un four rotatif au carbonate de lithium utilisant le spodumène comme matière première, le procédé de production de l’acide sulfurique démontre la maturité et l’efficacité de sa technologie. Le cœur de ce procédé réside dans la réaction de remplacement de l’acide sulfurique et du spodumène à 250~300°C pour générer du sulfate de lithium. Cependant, cette réaction a certaines exigences concernant la structure du spodumène, et le spodumène avec une structure plus lâche est plus adapté à cette réaction.
Dans le flux de procédé, le minerai de spodumène sélectionné doit être torréfié à haute température dans un four rotatif au carbonate de lithium afin de rendre sa structure plus lâche et de créer des conditions pour des réactions ultérieures. Le minerai torréfié est refroidi et mélangé avec une quantité suffisante d’acide sulfurique, puis torréfié avec de l’acide sulfurique dans un four rotatif acidifié à 250°C afin de garantir que l’acide sulfurique réagisse pleinement avec la spodumène et déplace les ions lithium.
Après la réaction, les ions lithium sont progressivement purifiés par des étapes telles que l’immersion dans l’eau, l’ajustement du pH et l’élimination des impuretés. En particulier, nous utiliserons des réactifs chimiques tels que le calcaire et le carbonate de sodium pour ajuster finement la valeur de pH de la solution afin d’éliminer les impuretés telles que le calcium, le magnésium, le fer et l’aluminium dans la solution afin d’assurer la pureté du produit final.
Enfin, grâce à la concentration par évaporation, aux précipitations, à la déshydratation centrifuge et à d’autres étapes de processus, nous avons obtenu des produits de carbonate de lithium de haute qualité. Il convient de mentionner que le taux de récupération de l’ensemble du processus de production de l’acide sulfurique atteint environ 90 %, ce qui est dû à sa technologie efficace et précise de contrôle chimique des réactions et de séparation physique.
 
PARTIE 02
Principe du processus de production des fours rotatifs au carbonate de lithium
Des matières premières telles que la lépidolite et la spodomémène mélangées à d’autres mélanges entrent dans le cylindre depuis le fût de la queue du four à haute température pour la torréfaction. Dans le four d’accompagnement, les matériaux se déplacent radialement et horizontalement en raison de l’inclinaison et de la rotation du corps du four. Les matériaux sont amenés à un endroit élevé et échangent la chaleur avec les gaz de combustion à haute température, produisant ainsi une réaction thermique et permettant ainsi le processus de torréfaction. Objectif. La vitesse du four est ajustée par un moteur à fréquence variable, et le temps de résidence dans le four peut être ajusté en fonction des besoins en temps de réaction des matériaux de réaction. Le brûleur est équipé de fonctions de surveillance et d’ajustement du débit et du volume d’air naturel pour répondre aux fonctions d’ajustement de la température et du débit des gaz de combustion, s’adaptant ainsi à la torréfaction des matières premières. Température d’intervalle.
Le concentré de spodumène contenant 6 % de Li2O est chauffé à une température de 1070 à 1100°C pour se transformer de α type à β type. Le P spodumène est mélangé à 40 % d’acide sulfurique en excès selon un calcul théorique, puis torréfié à une température de 250 à 300°C. Le matériau de torréfaction est lessivé à l’eau, le rapport liquide/solide est de 1,5 pour 2, la température est de 80°C, le temps net de lessivation est de 30 minutes, et la finesse du matériau est de 0,074 mm (+200 mailles), ce qui représente 10 % à 15 %. La boue de lixiviation est filtrée, et les résidus filtrants sont envoyés dans la cour des résidus après 4 à 5 lavages inversés. Après avoir ajouté de la soude à la solution de lixiviation pour éliminer le calcium, le magnésium, le silicium, le fer et d’autres impuretés à température ambiante, elle contiendra du Li2O 50~60g/l. Concentrez jusqu’à 180~200g/L. Ajoutez de la soude avec un coefficient théorique d’excès de 1,05 à la solution concentrée, puis remuez pour précipiter le carbonate de lithium à une température de 95°C. Le carbonate de lithium brut était lavé avec de l’eau pure à 95°C et séché à 350°C. Le liquide mère de précipitation du lithium récupère le sulfate de sodium puis revient au processus d’évaporation pour récupérer davantage le lithium.
Le four rotatif au carbonate de lithium est utilisé respectivement pour la torréfaction par transformation et la torréfaction par sulfatation du concentré de spodumène, et est chauffé directement par du pétrole lourd ou du gaz. Le calcul du four rotatif au carbonate de lithium utilisé pour la torréfaction par transformation peut être estimé en fonction de la capacité réelle de production de l’unité de clinker de 20-30 kg/(m2,h). Le calcul du four rotatif au carbonate de lithium utilisé pour la torréfaction par sulfatation peut être estimé en fonction de la capacité de production réelle de l’unité de matériau acidificant de 82 ~95 kg/(m2,h) estimée.
Pour la filtration de la boue de lixiviation dans le diagramme de production du processus rotatif de production au carbonate de lithium, un filtre à vide à tambour externe est utilisé en production. Les spécifications courantes sont de 20 à 100 m2 selon la surface filtrante, et sa capacité de production est calculée en fonction des résidus du filtre (base sèche). 200220 kg/(m2,h).
Dans le diagramme de production du processus de production du four rotatif au carbonate de lithium, l’évaporateur est utilisé pour concentrer le liquide de purification pour la précipitation du lithium. Le type de chauffage externe à circulation naturelle est utilisé dans la production. Pour l’évaporation sous vide à trois effets, selon les données d’expérience de production, l’intensité d’évaporation est de 15~20 kg/(m2,h), et la consommation de vapeur par kilogramme d’eau évaporée est de 0,4~0,45 kg.
Le sécheur infrarouge du processus de production du four rotatif au carbonate de lithium est un diagramme de flux de type LH-1 et LH-3 produit localement, avec une capacité de production réelle de 300 kg/h. Certains utilisent également des sécheurs à turbine, avec une capacité de production de 2 à 3 t. /h.
PARTIE 03
Configuration de l’atelier de production du procédé de four rotatif au carbonate de lithium
Dans notre atelier de production de procédé rotatif au carbonate de lithium, l’ensemble de la configuration de production est strictement divisé en zone de traitement au feu et zone de procédé humide afin d’assurer un fonctionnement efficace et professionnel.
Le domaine de la méthode du feu est principalement responsable des deux maillons clés : la torréfaction par transformation et la torréfaction par sulfation. Cette zone est équipée d’équipements de torréfaction avancés, qui peuvent garantir que les matières premières réalisent des réactions chimiques précises à haute température, posant ainsi une base solide pour les procédés ultérieurs. Parallèlement, compte tenu de l’impact des gaz de combustion poussiéreux et du dioxyde de soufre générés lors du processus de torréfaction sur l’environnement, nous avons spécialement installé des équipements efficaces pour l’élimination de la poussière et la désulfuration afin de garantir que les émissions de gaz d’échappement respectent les normes environnementales.
La zone de procédé humide couvre de nombreuses étapes importantes telles que la filtration par lixiviation, la purification, l’évaporation, la précipitation du lithium, le séchage du produit, l’emballage et la récupération de la liqueur mère. Afin d’assurer le bon déroulement de ces procédés, nous utilisons des matériaux et équipements résistants à la corrosion. En particulier pour le processus de récupération du sulfate de sodium, nous avons conçu une zone d’exploitation indépendante afin d’éviter toute interférence avec la chaîne principale de production. De plus, nous avons également introduit un système de contrôle automatisé pour contrôler avec précision divers paramètres de processus, améliorant ainsi la qualité du produit et l’efficacité de la production.
En ce qui concerne la disposition de l’atelier, nous avons pleinement pris en compte des facteurs tels que la direction du vent, la ventilation et les échappements. Le système de traitement des gaz d’échappement, l’équipement de purification et le dispositif de récupération du sulfure de sodium du four rotatif au carbonate de lithium sont stratégiquement placés aux étages supérieurs de l’atelier afin d’assurer un rejet rapide des gaz résiduels et de maintenir la circulation de l’air à l’intérieur de l’atelier. Cette disposition contribue non seulement à améliorer la qualité de l’environnement de travail, mais garantit également la sécurité de la production.
 
PARTIE 04
Caractéristiques techniques du procédé de production des fours rotatifs au carbonate de lithium
Les caractéristiques techniques du processus de production du four rotatif au carbonate de lithium se reflètent principalement dans les aspects suivants :
Tout d’abord, il offre d’excellentes performances environnementales. Nous utilisons une technologie efficace de traitement de purification pour les gaz de combustion générés lors du torréfacteur par transformation et du torréfacteur par sulfatation. Après un traitement minutieux, la teneur en poussière des gaz de combustion générés par la torréfaction par transformation peut être réduite à moins de 150 mg/m3, garantissant ainsi que les émissions respectent des normes strictes de protection de l’environnement. Pour le gaz résiduel contenant du dioxyde de soufre produit par la torréfaction par sulfation, nous utilisons également une technologie avancée de purification pour réduire sa concentration à moins de 250 mg/m3 avant de le décharger afin de minimiser l’impact sur l’environnement. De plus, l’eau de lavage des gaz de combustion doit subir un traitement de purification spécial avant d’être rejetée, ce qui reflète davantage notre engagement en faveur de la protection de l’environnement.
Deuxièmement, la stabilité et la continuité de la production sont une autre caractéristique majeure de notre processus. Afin d’assurer la stabilité de l’environnement de production et le fonctionnement sûr à long terme du four rotatif au carbonate de lithium, nous accordons une attention particulière à la stabilité de l’alimentation électrique et de l’eau dans la partie méthode de feu. Cela s’explique par le fait que toute coupure de courant ou d’eau peut provoquer des perturbations de la production, ce qui peut affecter la conversion des produits et les taux de lessivage. C’est pourquoi nous sommes équipés de multiples sources d’alimentation et d’eau de secours pour garantir la continuité et la stabilité du processus de production.
De plus, nous avons pris des mesures professionnelles anticorrosion en raison de la corrosivité de la liqueur mère de précipitation de lithium et de la solution contenant du sulfate de sodium sur la structure en béton des bâtiments industriels généraux. En utilisant des revêtements anticorrosion haute performance, des matériaux de construction résistants à la corrosion, ainsi que des tests et entretiens réguliers, nous prolongeons efficacement la durée de vie de nos usines et équipements, tout en garantissant la sécurité du processus de production.
 
PARTIE 05
Avantages du four rotatif de torréfaction au carbonate de lithium pour la torréfaction du minerai de lithium
Les avantages techniques du four rotatif de torréfaction au carbonate de lithium pour la torréfaction du minerai de lithium sont très significatifs, se reflétant dans les aspects suivants :
Premièrement, ses caractéristiques de puissance élevées rendent le four rotatif très adapté à la production industrielle à grande échelle. Grâce à un procédé de calcination continu et efficace, de grandes quantités de minerai peuvent être traitées pour répondre à la forte demande du marché en carbonate de lithium.
Deuxièmement, la méthode de calcination ouverte adoptée par le four rotatif lui confère des avantages uniques. La conception du corps du four est simple et efficace, assurant une circulation d’air fluide. Cette conception permet de décharger les gaz de combustion contenant du soufre à temps, évitant ainsi l’adhésion du soufre au produit, assurant ainsi une faible teneur en soufre du produit, respectant pleinement les exigences strictes de l’industrie sidérurgique. Parallèlement, le laminage et le chauffage uniformes des matériaux dans le four rotatif garantissent la stabilité et l’uniformité de la qualité du produit et réduisent considérablement le rapport entre cru et surcuite.
De plus, le four rotatif est équipé d’un préchauffeur vertical à l’extrémité du four, ce qui constitue une technologie innovante. Il peut exploiter pleinement les gaz de combustion à haute température générés dans le four rotatif pour préchauffer efficacement le minerai d’un état de température normale à un état de décomposition initial. Ce mécanisme de préchauffage augmente non seulement significativement la puissance du four rotatif, mais réduit également considérablement la consommation de chaleur par unité de produit, assurant une utilisation efficace de l’énergie.
Dans la partie tête de four, la configuration du refroidisseur vertical améliore encore l’efficacité de la production. Il peut rapidement réduire la température des matériaux à haute température et augmenter leur activité, offrant une grande commodité pour le transport et le stockage ultérieurs. Parallèlement, le refroidisseur vertical peut également générer de l’air secondaire à haute température, qui est utilisé efficacement pour augmenter la température de cuisson dans le four, réduisant ainsi la consommation de combustible.
Enfin, la performance environnementale du four rotatif mérite également d’être saluée. La température des gaz de combustion évacués par le préchauffeur vertical à l’extrémité du four est contrôlée entre 280 et 350°C, et la teneur en poussière est extrêmement faible, seulement environ 20g/Nm3. Cette caractéristique facilite et rend plus efficace le processus ultérieur de traitement des gaz de combustion, et peut facilement répondre aux normes de protection de l’environnement, obtenant une double victoire entre bénéfices économiques et responsabilité environnementale.
PARTIE 06
En résumé,
Le procédé de torréfition de la spodumène dans un four rotatif au carbonate de lithium constitue une partie importante de la production industrielle moderne de carbonate de lithium. En comprenant et maîtrisant en profondeur le processus, les caractéristiques techniques et les avantages de ce processus, nous pouvons optimiser davantage le processus de production, améliorer la qualité des produits, réduire les coûts de production, tout en atteignant un développement respectueux de l’environnement et durable.

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