碳酸鋰回轉窯焙燒鋰輝石（工藝、流程、技術特點、優(yōu)點）超全攻略！

在新能源及電池材料領域，碳酸鋰作為鋰電池正極材料的重要原料，其生產(chǎn)工藝尤為關鍵。今天，我們就來深入探討碳酸鋰生產(chǎn)過程中的一個重要環(huán)節(jié)——回轉窯焙燒鋰輝石，為您帶來一份超全攻略。



PART 01
碳酸鋰回轉窯
碳酸鋰回轉窯利用鋰輝石為原料生產(chǎn)碳酸鋰的過程中，硫酸法生產(chǎn)工藝展現(xiàn)出了其技術的成熟與高效。這一工藝的核心在于硫酸與鋰輝石在250~300℃下的置換反應，生成硫酸鋰。但此反應對鋰輝石的結構有一定要求，結構較為疏松的鋰輝石更適宜此反應。
在工藝流程中，首先需將精選的鋰輝石礦石在碳酸鋰回轉窯中進行高溫焙燒，使其結構更為疏松，為后續(xù)反應創(chuàng)造條件。焙燒后的礦石冷卻后與足量的硫酸混合，并在250℃的酸化回轉窯中進行硫酸焙燒，確保硫酸與鋰輝石充分反應，置換出鋰離子。
反應完成后，通過水浸、調節(jié)PH值、去除雜質等步驟，逐步提純鋰離子。特別地，我們會使用石灰石和碳酸鈉等化學試劑，精細調節(jié)溶液的PH值，以去除溶液中的鈣、鎂、鐵、鋁等雜質，確保最終產(chǎn)品的純度。
最后，通過蒸發(fā)濃縮、沉淀、離心脫水等工藝步驟，我們得到了高品質的碳酸鋰產(chǎn)品。值得一提的是，整個硫酸法生產(chǎn)工藝的回收率高達90%左右，這得益于其高效、精準的化學反應控制和物理分離技術。

PART 02
碳酸鋰回轉窯生產(chǎn)工藝流程原理
鋰云母、鋰輝石等原料與其它混合料混合后的原料從窯尾筒體高溫進入筒體內進行焙燒。物料在陪燒窯內，受窯體斜度和自轉的影響，產(chǎn)生徑向和橫向的移動，物料被帶到高處，與高溫煙氣進行熱交換，進而產(chǎn)生熱工反應，進而達到焙燒的目的。窯轉速受變頻電機調節(jié)，可根據(jù)反應物料反應時間的要求進行調節(jié)窯內停留時間，燃燒器配備天然氣流量和風量監(jiān)控和調節(jié)功能，滿足煙氣溫度和流量流速的調節(jié)功能，進而適應原料的焙燒區(qū)間溫度。
將含Li2O 6％鋰輝石精礦在1070～1100℃溫度下加熱，由α型轉變?yōu)?beta;型。p鋰輝石與按理論計算過量40％的硫酸混合，并在250～300℃溫度下焙燒。焙燒料用水浸出，液固比為1.5～2，溫度為80℃，凈浸時間30min，物料細度0.074mm(+200目)占10％～15％。浸出料漿進行過濾，濾渣經(jīng)4～5次反向洗滌后送渣場。浸出液加純堿在常溫下除去鈣、鎂、硅、鐵等雜質后，由含Li2O 50～60g／l。濃縮至180～200g／L。濃縮液加入按理論計算過量系數(shù)為1.05的純堿，在95℃溫度下攪拌沉淀碳酸鋰。粗碳酸鋰用95℃純水洗滌后，于350℃下干燥。沉鋰母液回收硫酸鈉后再返回蒸發(fā)過程進一步回收鋰。
碳酸鋰回轉窯分別用于鋰輝石精礦轉型焙燒及硫酸化焙燒，用重油或燃氣直接加熱。用于轉型焙燒的碳酸鋰回轉窯計算，可按熟料單位實際產(chǎn)能為20～30kg／(m2．h)估計，用于硫酸化焙燒的碳酸鋰回轉窯計算可按酸化料單位實際產(chǎn)能為82～95kg／(m2.h)估計。
碳酸鋰回轉窯生產(chǎn)工藝流程圖中浸出料漿的過濾，生產(chǎn)中均采用外濾式轉鼓真空過濾機，常用規(guī)格按過濾面積計為20～100m2 ，其生產(chǎn)產(chǎn)能按濾渣(干基)計為200～220kg／(m2.h)。
碳酸鋰回轉窯生產(chǎn)工藝流程圖中蒸發(fā)器用于濃縮沉鋰用的凈化液，生產(chǎn)中采用的是自然循環(huán)外加熱式。三效真空蒸發(fā)，按生產(chǎn)經(jīng)驗數(shù)據(jù)蒸發(fā)強度為15～20kg／(m2 ．h)，蒸發(fā)每公斤水的蒸汽耗量為0.4～0.45kg。
碳酸鋰回轉窯生產(chǎn)工藝流程圖中紅外干燥機，其型式為國產(chǎn)LH-1、LH-3型，實際生產(chǎn)能力為300kg／h，亦有的采用渦輪式干燥機，其生產(chǎn)能力為2～3t／h。
 

PART 03
碳酸鋰回轉窯生產(chǎn)工藝流程車間配置
在我們的碳酸鋰回轉窯生產(chǎn)工藝流程車間中，整個生產(chǎn)布局被嚴謹?shù)貏澐譃榛鸱▍^(qū)域與濕法區(qū)域，以實現(xiàn)高效且專業(yè)的操作流程。
火法區(qū)域主要負責轉型焙燒和硫酸化焙燒兩個關鍵環(huán)節(jié)。此區(qū)域配備了先進的焙燒設備，能夠確保原料在高溫下完成精確的化學反應，為后續(xù)工藝奠定堅實基礎。同時，考慮到焙燒過程中產(chǎn)生的含塵煙氣和二氧化硫對環(huán)境的影響，我們特別安裝了高效的除塵和脫硫設備，以確保廢氣排放符合環(huán)保標準。
濕法區(qū)域則涵蓋了浸出過濾、凈化、蒸發(fā)、沉鋰、產(chǎn)品干燥、包裝以及母液回收等多個重要步驟。為了確保這些工藝流程的順利進行，我們采用了耐腐蝕的材料和設備，特別針對硫酸鈉回收環(huán)節(jié)，我們設計了獨立的操作區(qū)域，以避免其對主產(chǎn)品生產(chǎn)線造成干擾。此外，我們還引進了自動化控制系統(tǒng)，對各個工藝參數(shù)進行精準調控，從而提高產(chǎn)品質量和生產(chǎn)效率。
在車間布局方面，我們充分考慮了風向、通風和排氣等因素。碳酸鋰回轉窯的尾氣處理系統(tǒng)、凈化設備以及硫酸鈉回收裝置均被戰(zhàn)略性地放置在車間的高層，以確保廢氣及時排出，并保持車間內部的空氣流通。這種布局不僅有助于提升工作環(huán)境質量，還能確保生產(chǎn)安全。

PART 04
碳酸鋰回轉窯生產(chǎn)工藝流程技術特點
碳酸鋰回轉窯生產(chǎn)工藝流程的技術特點主要體現(xiàn)在以下幾個方面：
首先，環(huán)保性能卓越。在轉型焙燒和硫酸化焙燒過程中產(chǎn)生的煙氣，我們采用了高效的凈化處理技術。轉型焙燒產(chǎn)生的煙氣，經(jīng)過精細處理，其含塵量能夠降至150mg/m3以下，確保排放符合嚴格的環(huán)保標準。對于硫酸化焙燒產(chǎn)生的含二氧化硫尾氣，我們同樣采用先進的凈化技術，使其濃度降低至250mg/m3以下才進行排放，以最大程度地減少對環(huán)境的影響。此外，煙氣洗水也必須經(jīng)過專門的凈化處理后才能排放，這進一步體現(xiàn)了我們對環(huán)保的承諾。
其次，生產(chǎn)穩(wěn)定性與連續(xù)性是我們工藝的另一大特點。為了保證生產(chǎn)環(huán)境的穩(wěn)定以及碳酸鋰回轉窯的長期安全運行，我們特別注重火法部分的供電和供水穩(wěn)定性。這是因為任何停電或停水的情況都可能導致生產(chǎn)中斷，進而影響產(chǎn)品的轉化率和浸出率。因此，我們配備了多重備用電源和水源，以確保生產(chǎn)流程的連續(xù)性和穩(wěn)定性。
再者，針對沉鋰母液及含硫酸鈉溶液對一般廠房混凝土結構的腐蝕性，我們采取了專業(yè)的防腐措施。通過使用高性能的防腐涂料、耐腐蝕的建筑材料以及定期的檢測和維護，我們有效地延長了廠房和設備的使用壽命，同時也確保了生產(chǎn)過程的安全性。


 
PART 05
碳酸鋰焙燒回轉窯焙燒鋰礦石的優(yōu)點
碳酸鋰焙燒回轉窯在焙燒鋰礦石方面的技術優(yōu)勢非常顯著，具體表現(xiàn)在以下幾個方面：
首先，其高產(chǎn)量特性使得回轉窯非常適合大型工業(yè)化生產(chǎn)。通過連續(xù)、高效的煅燒過程，能夠實現(xiàn)大批量的礦石處理，從而滿足市場對碳酸鋰的高需求。
其次，回轉窯采用的敞開式煅燒方式賦予了其獨特的優(yōu)勢。其窯體設計簡潔且高效，保證了氣流的順暢流通。這種設計使得含硫煙氣能夠及時排出，有效避免了硫份在產(chǎn)品上的附著，從而確保了產(chǎn)品的低硫含量，完全符合煉鋼行業(yè)的嚴格要求。同時，物料在回轉窯內的均勻滾動和受熱，保證了產(chǎn)品質量的穩(wěn)定性和均一性，大大降低了生燒和過燒的比例。
此外，回轉窯在窯尾配備了豎式預熱器，這是一項創(chuàng)新技術。它能夠充分利用回轉窯內產(chǎn)生的高溫煙氣，對礦石進行有效的預熱處理，將其從常溫狀態(tài)預熱至初始分解狀態(tài)。這種預熱機制不僅顯著提升了回轉窯的產(chǎn)量，同時大幅降低了單位產(chǎn)品的熱耗，實現(xiàn)了能源的高效利用。
在窯頭部分，豎式冷卻器的配置進一步提升了生產(chǎn)效率。它能夠迅速降低高溫物料的溫度，提升其活性度，為后續(xù)輸送和儲存提供了極大的便利。同時，豎式冷卻器還能產(chǎn)生高溫的二次風，這種二次風被有效利用于提高窯內的燒成溫度，進一步降低了燃料的消耗。
最后，回轉窯的環(huán)保性能也值得稱贊。經(jīng)過窯尾豎式預熱器排出的煙氣溫度控制在280-350℃之間，且含塵量極低，僅為20g/Nm3左右。這一特點使得后續(xù)煙氣處理流程更加簡潔高效，且能夠輕松達到環(huán)保標準，實現(xiàn)了經(jīng)濟效益與環(huán)保責任的雙重勝利。

PART 06
綜上所述，
碳酸鋰回轉窯焙燒鋰輝石的工藝是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)碳酸鋰的重要環(huán)節(jié)。通過深入了解和掌握這一工藝的流程、技術特點和優(yōu)點，我們可以更好地優(yōu)化生產(chǎn)過程，提高產(chǎn)品質量，降低生產(chǎn)成本，同時實現(xiàn)環(huán)境友好和可持續(xù)發(fā)展。