江西宜春锂云母生产碳酸锂常见工艺如下:烘干后锂云母精矿与辅料钾钠混盐混合,采用回转窑焙烧获得焙烧熟料,焙烧熟料经湿磨、浸出、过滤、回调、除钙、蒸发浓缩得到精制完成液。完成液再经过沉锂、离心、干燥、气流粉碎、除磁产出碳酸锂成品。由于 K、Na 较 Li元素活泼,可置换出原料中Li。沉锂母液经脱碳、回调、蒸发、干燥得到混盐,返回焙烧,蒸发后液经冷冻得到十水硫酸钠,冷冻后液返回除钙,十水硫酸钠调浆后蒸发得到元明粉副产品。
一、锂云母原料上料及预处理:锂云母精矿由汽车运输进厂暂存在原料库,上料时,物料由抓斗起重机抓取,喂入卸料斗,卸料斗下设置轻型板喂机强制卸料,再送入锂云母精矿烘干机。烘干的目的是降低焙烧过程的燃气消耗量,烘干热源来自焙烧回转窑的热烟气,温度约为350℃,焙烧工段产出的尾气通过高温风机送至烘干段,焙烧尾气从烘干段窑尾加入,逆流干燥,热风与物料直接接触。烘干后锂云母精矿含水分率达到约 6~8%。
二、混料:烘干后的锂云母、添加剂(硫酸钙、碳酸钙)、钾钠盐(后部生产中沉锂母液经MVR蒸发浓缩析出的,主要含硫酸钾、硫酸钠等硫酸盐,直接返回混料工序),混料主要目的是烘干后的锂云母、添加剂、钾钠盐混合均匀,混合料经皮带输送机送入行星式混料机混合,混合料经皮带输送机输送至回转窑焙烧。
三、焙烧:混合料在焙烧窑内高温条件(900~1100℃)下先脱除剩余水分,硫酸盐和锂云母反应生成硫酸锂和硅铝酸盐。为实现节能降耗,回转窑窑尾烟气经风机送至前端烘干机进行干燥。焙烧环节化学反应如下:
四、冷却:物料在高温焙烧时,低熔点物料呈熔融态,因此烧结出来的物料会有一定的强度, 需对高温焙烧后的熟料进行冷却,经强制风冷降温至 80~100℃左右。焙烧后的冷却时间为1.5小时。
五、破碎、湿磨:篦冷机尾部设有熟料破碎机,出破碎机的熟料经槽式输送机送入湿磨。球磨便于后续浸出工序的浸出,料浆占比52%,使焙烧料溶解更充分,熟料球磨至要求细度后,磨好的浆液从球磨机排入浸出槽进行浸出。
六、浸出:焙烧车间从球磨机泵送过来的浆化液被输送到浸出搅拌槽内,并加入CaO调节pH至6.5,常温浸出过程可使 锂、钠、钾等金属化合物充分地溶解于水中。浸出完成后采用带式过滤机进行固液分离,经过两级逆流洗涤后,浸出渣主要成分为二氧化硅、氧化铝、硫酸钙等,运至浸出渣堆场堆存,最终可作为建筑材料外售,浸出渣淋溶水通过架空管道返回碳酸锂厂区处理后回用。浸出母液送碳酸锂车间处理,浸出时间为2h。
七、除杂工段:前环节产生的浸出母液与CaO按比例加入除杂釜中,控制温度40~80℃,pH8~10,调整搅拌速度使溶液充分混合,反应后的料浆经板框压滤机进行液固分离,滤渣浆化后返回浸出工序;滤液于除杂溶液贮罐中缓存。除杂主要是去除浸出液中的铝、铁、钙、镁等杂质,形成铝、铁、钙、镁等的氢氧化物沉淀,锂溶液以滤液形式进入后续工序。
*具体反应方程式如下:CaO+H2O=Ca(OH)2 ;Mn++nOH-=M(OH)n↓(Mn+代表 Fe、Ca、Al、Mn 等金属离子)
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