Procédé de production de carbonate de lithium dans un four rotatif

Introduction

Torréfaction de conversion : le concentré de spodumène est envoyé manuellement de l’entrepôt de concentrés à l’élévateur à godets et soulevé à l’entrepôt de concentrés, puis ajouté à la queue du four rotatif à carbonate de lithium par l’intermédiaire de l’alimentateur à disques et de l’alimentateur à vis. Le concentré est séché à l’aide du gaz à haute température dans la section de préchauffage de la queue du four. Le concentré est transformé en β spodumène de α type (système monoclinique, densité 3150kg/m3) à une température d’environ 1200 °C dans la section de calcination (système tétragonal, d’une densité de 2400KG/m3, c’est-à-dire matière de cuisson), et un taux de conversion d’environ 98%.
 

Spécification

Procédé de production de carbonate de lithium dans un four rotatif
(1) Section de cuisson
Torréfaction de conversion : le concentré de spodumène est envoyé manuellement de l’entrepôt de concentrés à l’élévateur à godets et soulevé à l’entrepôt de concentrés, puis ajouté à la queue du four rotatif à carbonate de lithium par l’intermédiaire de l’alimentateur à disques et de l’alimentateur à vis. Le concentré est séché à l’aide du gaz à haute température dans la section de préchauffage de la queue du four. Le concentré est transformé en β spodumène de α type (système monoclinique, densité 3150kg/m3) à une température d’environ 1200 °C dans la section de calcination (système tétragonal, d’une densité de 2400KG/m3, c’est-à-dire matière de cuisson), et un taux de conversion d’environ 98%.
Torréfaction acidifiante : après refroidissement dans la section de refroidissement, le matériau cuit est déchargé de la tête du four, puis il est finement broyé à 0,074 mm par refroidissement naturel et broyeur à boulets, puis il est transporté vers le bac de résidus du four de torréfaction acidifiant, puis il est ajouté au mélangeur d’acide par alimentateur et convoyeur à vis,  et mélangé avec de l’acide sulfurique concentré (plus de 93%) dans une certaine proportion (l’acide sulfurique concentré est calculé comme 35% de l’excédent d’équivalent lithium dans la matière cuite, et chaque tonne de matière cuite nécessite de l’acide sulfurique concentré d’environ 0,21 t) Après cela, le β - spodumène dans le calcinateur réagit avec l’acide sulfurique, et l’ion hydrogène dans l’acide déplace l’ion lithium dans le β - spodumène,  de sorte que le Li2O et le SO42 - dans le calcinateur peuvent être combinés en Li2SO4 soluble dans l’eau, et le clinker acidifiant peut être obtenu.
Mélange, lixiviation et lavage du lisier : le clinker est refroidi et bouclé pour que le sulfate de lithium soluble dans le clinker se dissolve dans la phase liquide. Afin de réduire la corrosion de la solution pour l’équipement de lixiviation, l’acide résiduel dans le clinker est neutralisé avec une boue de calcaire, la valeur du pH est ajustée à 6,5-7,0 et la plupart des impuretés telles que le fer et l’aluminium sont éliminées en même temps. Le rapport entre le liquide lixivié et le solide est d’environ 2,5 et le temps de lixiviation est d’environ 0,5 h. Le Li2SO4 100g/L (Li2O 27g/L) est obtenu par filtrage et séparation de la boue Li2SO4, et le gâteau de filtration est le résidu de lixiviation, avec un taux d’humidité d’environ 35%. Afin de réduire la perte de lithium, le résidu lessivé est lavé par agitation inverse et la solution de lavage est renvoyée dans la boue pour la lixiviation.
Purification de la solution de lixiviation : en plus du métal alcalin et de l’acide sulfurique, d’autres éléments de fer, d’aluminium, de calcium et de magnésium réagissent avec l’acide sulfurique pour produire les sulfates correspondants. Bien que certaines impuretés du clinker puissent être éliminées dans le processus de lixiviation, les impuretés restantes restent dans la solution de lixiviation, qui doit être purifiée davantage pour garantir la qualité du produit. La solution de lixiviation est purifiée par alcalinisation et élimination du calcium, et alcalinisation de la solution de lixiviation avec un agent alcalinisant lait de chaux (contenant cao100-150g / L). La valeur du pH est augmentée à 11-12, et le magnésium et le fer sont hydrolysés en précipitations d’hydroxyde. Ensuite, une solution de carbonate de sodium (contenant 300 g / L de Na2CO3) est utilisée pour réagir avec le sulfate de calcium afin de produire une précipitation de carbonate de calcium, de manière à éliminer le calcium dans la solution de lixiviation et le calcium apporté par le lait de chaux alcaline. Après la séparation liquide-solide de la boue d’élimination du calcium alcalin, la solution obtenue est la solution purifiée et le rapport calcium-lithium est inférieur à 9,6 × 10-4. Le gâteau de filtration est le résidu de calcium, qui est renvoyé dans le mélange de la pulpe pour la lixiviation. Évaporation et concentration de la solution de purification : en raison de la faible concentration de sulfate de lithium et du faible taux de précipitation du lithium, la solution de purification ne peut pas être utilisée directement pour la précipitation du lithium ou la production de chlorure de lithium. Tout d’abord, ajustez la solution de purification à ph6-6,5 avec de l’acide sulfurique, puis évaporez-la et concentrez-la avec un évaporateur à trois effets, de sorte que la concentration de sulfate de lithium dans la solution de concentration puisse atteindre 200g / L (y compris Li2O 60g / L). Une fois que la solution concentrée est séparée par filtration sous pression, le filtrat est la solution finie pour le processus suivant, et le gâteau de filtration est le résidu fini, qui est renvoyé dans le mélange de boue pour la lixiviation.
(2) Section de production de carbonate de lithium
La solution finie et la solution de carbonate de soude (y compris Na2CO3 300g/L) sont ajoutées au puits de lithium d’évaporation pour l’évier de lithium d’évaporation (température constante 2h après ébullition). En raison de la faible solubilité du carbonate de lithium, le taux de précipitation du lithium est d’environ 85 %. Après la précipitation du lithium, le carbonate de lithium grossier primaire (contenant moins de 10 % de filtrat) et la liqueur mère de précipitation du lithium primaire ont été séparés par centrifugation à chaud. La liqueur mère de la précipitation primaire du lithium contient une grande quantité de sulfate de sodium et plus de sulfate de lithium (environ 15% du total). Le produit grossier secondaire et la liqueur mère secondaire sont obtenus par l’ajout d’une solution de carbonate de soude (y compris Na2CO3 300g / L) pour la précipitation secondaire du lithium. La liqueur mère est neutralisée par l’acide, ajustée par le pH de l’hydroxyde de sodium, puis le sous-produit anhydre sulfate de sodium et la liqueur mère de l’analyse du sodium sont séparés par cristallisation par évaporation et centrifugation. Le sulfate de sodium anhydre est séché par flux d’air et emballé comme un sous-produit du sulfate de sodium. La liqueur mère de l’analyse du sodium est retournée à la liqueur mère primaire. Le premier carbonate de lithium grossier et le second liquide de fixation grossier contiennent du Na2SO4 et d’autres impuretés, puis ils sont agités et lavés avec de l’eau purifiée à environ 90 °C. Le liquide de lavage est envoyé à la préparation alcaline. Après le lavage, le carbonate de lithium fin humide est séparé par centrifugeuse alors qu’il est chaud, puis séché par un sécheur à infrarouge lointain. Après la séparation magnétique, les déchets de fil de fer et autres articles divers déposés par le séchoir sont éliminés. Enfin, ils sont broyés par le flux d’air, emballés et entreposés.
Le projet augmente principalement la capacité de production de carbonate de lithium de qualité batterie. Du point de vue de l’ensemble du processus de production, le carbonate de lithium de qualité batterie et le carbonate de lithium de qualité industrielle sont fondamentalement les mêmes. La différence réside dans les différentes conditions de contrôle du procédé d’évaporation et de dépôt de lithium, c’est-à-dire que la gravité spécifique de la solution finie est déterminée par un hydromètre lorsque la solution purifiée est évaporée et concentrée, et la concentration de Li2O dans la solution finie est déterminée par photomètre à flamme pour s’assurer que la concentration finale de la solution finie se situe dans la plage des exigences du procédé ; La méthode électromagnétique est utilisée lors du dépôt de lithium Le débitmètre affiche les différentes ouvertures de la vanne de régulation pour contrôler la vitesse d’alimentation, et la vitesse du moteur est ajustée par le convertisseur de fréquence pour contrôler la vitesse de mélange de l’agitateur. Les conditions de contrôle des processus ci-dessus sont toutes des technologies clés de l’entreprise.
(3) Section de chlorure de lithium anhydre
Après la réaction, le CaSO4 • 2H2O a été séparé et envoyé au processus pour produire le produit CaSO4. Après séparation, la solution diluée de LiCl est obtenue. β - Al2O3, Na2CO3 et NaOH actifs sont ajoutés à tour de rôle pour éliminer le SO42 -, le Ca2 +, le Mg2 + et d’autres impuretés dans la solution diluée de LiCl. Après évaporation et concentration, la concentration de LiCl est augmentée à 400-500g / L, puis elle est refroidie et filtrée pour séparer le NaCl solide afin d’obtenir la solution concentrée de LiCl. La solution concentrée de LiCl a été transportée vers la bouilloire raffinée et ajoutée à l’agent raffiné (technologie exclusive, composant inorganique, pas de métaux lourds toxiques et nocifs) et au Na+ pour remplacer la réaction. Le rapport Na+/LiCl au point final de la réaction a été contrôlé inférieur à 30 ppm. Après séparation, le liquide fini LiCl a été obtenu. Enfin, le liquide a été séché par séchage par pulvérisation pour obtenir un produit de chlorure de lithium uniforme et sans eau. 2. Liste d’équipement principale de la ligne de production de carbonate de lithium avec une production annuelle de 5000 tonnes.
 

Technique

Nom de l’équipement	Spécification	nombre
Broyeur à boulets	Ø1.83×6.4m	1
Refroidisseur	Ø2,8/2,5×25m	1
Refroidisseur	Ø2,4×18m	1
Four rotatif	Ø2,8×50m	1
Four d’acidification	Ø2,6×25 m	1