Four rotatif utilisé pour la production de carbonate de lithium à batterie au lithium

Introduction

Torréfaction de conversion : Le concentré de spodumène est envoyé manuellement du silo à concentrés via l’élévateur à godets vers le silo à concentrés, puis ajouté à la queue du four rotatif à carbonate de lithium via l’alimentateur à disques et l’alimentateur à vis. La section de préchauffage des gaz de queue concentré de séchage des gaz à haute température, le concentré est cristallisé et calciné à une température d’environ 1200 ° C dans la section de calcination, et est converti en spodumène de type β par α type (système monoclinique, densité 3150 kg/m3). Le système tétragonal a une densité de 2400 kg/m3, c’est-à-dire un matériau de cuisson, et le taux de conversion est d’environ 98%.

Technique

Procédé de production de carbonate de lithium
Section de cuisson
Torréfaction de conversion : Le concentré de spodumène est envoyé manuellement du pool de concentré à l’élévateur à godets jusqu’au bac à concentrés, puis ajouté à la queue du four rotatif à carbonate de lithium via l’alimentateur à disques et l’alimentateur à vis, et préchauffé par la queue du four. Concentré de séchage de gaz à haute température segmenté, le concentré est cristallisé et calciné à une température d’environ 1200 °C dans la section de calcination, et est converti en spodumène de type β par α-type (système monoclinique, densité 3150kg/m3) (système tétragonal) La densité est de 2400 kg/m3, c’est-à-dire le matériau de cuisson, et le taux de conversion est d’environ 98%.
Grillage par acidification : Une fois le matériau de refroidissement refroidi par la section de refroidissement, il est déchargé de la tête du four, puis finement broyé à 0,074 mm dans le refroidissement naturel et le broyeur à boulets pour être supérieur à 90%, puis transporté vers le bac de résidus du four de torréfaction d’acidification, puis à travers l’alimentateur et Le convoyeur à vis est ajouté à la machine à acide mixte et à l’acide sulfurique concentré (93% ou plus) dans un certain rapport (concentré acide sulfurique supérieur à 35 % de l’équivalent en lithium dans le matériau de cuisson, environ 0,21 t d’acide sulfurique concentré par tonne de matériau de cuisson), puis ajouté à la torréfaction par acidification. Dans la chambre, la torréfaction par acidification fermée est effectuée à une température d’environ 250 à 300 ° C pendant 30 à 60 min. Le spodumène de type β dans la cuisson réagit avec l’acide sulfurique, et les ions hydrogène dans l’acide remplacent les ions lithium dans le spodumène de type β. Le Li2O est combiné avec le SO42- sous forme de Li2SO4 soluble dans l’eau pour obtenir du clinker acidifié.
Lixiviation et lavage du lisier : le clinker est refroidi et bouclé pour dissoudre le sulfate de lithium soluble dans le clinker dans la phase liquide. Pour réduire la corrosion de la solution dans l’équipement de lixiviation, la boue de calcaire est utilisée pour neutraliser l’acide résiduel dans le clinker afin d’ajuster le pH. Ajusté à 6,5 ~ 7,0, et en même temps éliminer la plupart du fer, de l’aluminium et d’autres impuretés, le rapport solide de la solution de lixiviation d’environ 2,5, le temps de lixiviation d’environ 0,5 h. La boue de lixiviation est séparée par filtration pour obtenir une solution de lixiviation contenant environ 100 g/L de Li 2 SO 4 (Li 2 O 27 g/L), et le gâteau de filtration est constitué de scories de lixiviation, et la teneur en eau est d’environ 35 %. Le sulfate de lithium est contenu dans le liquide d’adhérence des résidus de lixiviation. Afin de réduire les pertes de lithium, les scories de lixiviation sont lavées par agitation inverse et le liquide de lavage est renvoyé dans la boue pour la lixiviation.
Purification du lixiviat : Lorsque le matériau de cuisson est acidifié et calciné, en plus de l’alcali, le métal peut réagir avec l’acide sulfurique pour produire du sulfate correspondant soluble, d’autres fers, aluminium, calcium, magnésium et similaires réagissent également avec de l’acide sulfurique pour produire le sulfate correspondant. Bien que certaines impuretés du clinker puissent être éliminées pendant le processus de lixiviation, les impuretés restantes restent dans le lixiviat et doivent être purifiées davantage pour garantir la qualité du produit. La purification du lixiviat est effectuée par la méthode de décalcification par alcalinisation, en alcalinisant la solution de lixiviation avec un agent alcalinisant de lait de chaux (contenant 100-150 g/L de CaO), et en augmentant le pH à 11-12 pour hydrolyser le magnésium et le fer en précipités d’hydroxyde. De plus, une solution de carbonate de sodium (contenant 300 g/L de Na2CO3) réagit avec du sulfate de calcium pour produire un précipité de carbonate de calcium, éliminant ainsi le calcium dans le lixiviat et le calcium introduit par l’agent alcalinisant lait de chaux. La boue d’élimination du calcium alcalinisée est séparée par une solution solide liquide, et la solution obtenue est un liquide de purification. Le rapport calcium/lithium est inférieur à 9,6×10-4, et le gâteau de filtration est constitué de résidus de calcium, qui sont renvoyés dans la boue pour la lixiviation.
Évaporation et concentration du liquide de purification : Le liquide de purification a une faible concentration de sulfate de lithium et un faible taux de précipitation du lithium. Il ne peut pas être utilisé directement pour la précipitation du lithium ou le chlorure de lithium. Il est nécessaire d’ajuster le liquide de purification à pH 6-6,5 avec de l’acide sulfurique d’abord, puis de l’évaporer et de le concentrer par un évaporateur à trois effets. La concentration de sulfate de lithium dans le concentré est de 200 g/L (contenant 60 g/L de Li2O). Le liquide concentré est séparé par filtration sous pression, et le filtrat est utilisé pour fournir le liquide à l’étape suivante, et le gâteau de filtration est renvoyé dans la boue pour la lixiviation.
2 Section de production de carbonate de lithium
Le liquide de complétion et la lessive pure (contenant 300 g/L de Na2CO3) ont été ajoutés au réservoir de lithium en évaporation pour effectuer le dépôt par évaporation du lithium (température constante après ébullition pendant 2 h), et le précipité a été précipité en raison de la faible solubilité du carbonate de lithium, et le taux de précipitation du lithium était d’environ 85 %. Une fois le lithium précipité, le carbonate de lithium brut (contenant moins de 10 % du filtrat) et la liqueur mère primaire plaquée au lithium sont séparés par une machine centrifuge.
La solution liquide primaire de lithium contient une grande quantité de sulfate de sodium et plus de sulfate de lithium (environ 15% de la quantité totale), et le liquide alcalin pur (contenant Na2CO3 300g / L) est ajouté pour effectuer le deuxième dépôt de lithium afin d’obtenir le deuxième produit brut et le deuxième liquide mère, le liquide mère. Après neutralisation de l’acide et ajustement du pH de l’hydroxyde de sodium, le sous-produit du sulfate de sodium anhydre et la liqueur mère de précipitation de sodium sont séparés par évaporation et centrifugation, et le sulfate de sodium anhydre est séché par flux d’air et emballé pour obtenir la poudre de sous-produit Yuanming. La liqueur mère de sodium est retournée une fois dans la liqueur mère.
Le carbonate de lithium brut primaire et le deuxième liquide d’adhérence du produit brut contiennent des impuretés telles que le Na2SO4, puis sont agités avec de l’eau purifiée à environ 90 ° C, et le liquide de lavage est envoyé à l’alcali, et après le lavage, le carbonate de lithium humide est séparé par une centrifugeuse, puis le carbonate de lithium humide est séparé. Après le séchage par le séchoir à infrarouge lointain, la séparation magnétique élimine les débris de fer et autres qui se détachent du séchoir, et finalement sont écrasés par le flux d’air et emballés dans l’entrepôt.
Ce projet ajoute principalement une 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 est que les conditions de contrôle du processus des deux sections d’évaporation et de coulage du lithium sont différentes, c’est-à-dire que la gravité spécifique du liquide et le passage de la flamme sont mesurés par l’aréomètre lorsque le liquide de purification est concentré par évaporation. Le photomètre mesure la concentration de Li2O dans le liquide pour s’assurer que la concentration du liquide fini est conforme aux exigences du processus. Lorsque le lithium est utilisé, le débitmètre électromagnétique affiche les différents degrés d’ouverture de la vanne de régulation pour contrôler la vitesse d’alimentation, et la vitesse du moteur est contrôlée par le convertisseur de fréquence pour contrôler la vitesse d’agitation de l’agitateur. . Les conditions de contrôle des processus ci-dessus sont toutes des technologies clés de l’entreprise.
3 sections de chlorure de lithium anhydre
Le liquide de complétion obtenu dans la section de cuisson est soumis à une réaction de métathèse avec la solution de chlorure de calcium, et une fois la réaction terminée, CaSO4•2H2O est séparé et envoyé pour obtenir un produit CaSO4. Après la séparation, une solution diluée de LiCl est obtenue, et une solution active d’Al2O3, de Na2CO3 et de NaOH de type β est ajoutée séquentiellement pour éliminer les impuretés telles que le SO42-, le Ca2+ et le Mg2+ dans la solution diluée de LiCl, puis la concentration de LiCl est augmentée à 400-500 g/L par évaporation et concentration. Une filtration par refroidissement a été effectuée et le NaCl solide a été séparé pour obtenir une solution concentrée de LiCl. La solution concentrée de LiCl est transportée vers le réservoir d’affinage et la préparation raffinée autoproduite par l’entreprise (technologie brevetée de l’entreprise, composants inorganiques, ne contenant aucun métal lourd toxique et nocif) est remplacée par du Na+ pour contrôler le rapport Na+/LiCl dans la solution finale à moins de 30 ppm. Après la séparation, on obtient un liquide de complétion LiCl, et enfin, le liquide fini est séché par pulvérisation pour obtenir un produit anhydre uniforme de chlorure de lithium.