碳酸鋰回轉(zhuǎn)窯焙燒鋰輝石（工藝、流程、技術(shù)特點(diǎn)、優(yōu)點(diǎn)）超全攻略！

在新能源及電池材料領(lǐng)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(guān)鍵。今天，我們就來(lái)深入探討碳酸鋰生產(chǎn)過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)——回轉(zhuǎn)窯焙燒鋰輝石，為您帶來(lái)一份超全攻略。



PART 01
碳酸鋰回轉(zhuǎn)窯
碳酸鋰回轉(zhuǎn)窯利用鋰輝石為原料生產(chǎn)碳酸鋰的過(guò)程中，硫酸法生產(chǎn)工藝展現(xiàn)出了其技術(shù)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(yīng)，生成硫酸鋰。但此反應(yīng)對(duì)鋰輝石的結(jié)構(gòu)有一定要求，結(jié)構(gòu)較為疏松的鋰輝石更適宜此反應(yīng)。
在工藝流程中，首先需將精選的鋰輝石礦石在碳酸鋰回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行高溫焙燒，使其結(jié)構(gòu)更為疏松，為后續(xù)反應(yīng)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(zhuǎn)窯中進(jìn)行硫酸焙燒，確保硫酸與鋰輝石充分反應(yīng)，置換出鋰離子。
反應(yīng)完成后，通過(guò)水浸、調(diào)節(jié)PH值、去除雜質(zhì)等步驟，逐步提純鋰離子。特別地，我們會(huì)使用石灰石和碳酸鈉等化學(xué)試劑，精細(xì)調(diào)節(jié)溶液的PH值，以去除溶液中的鈣、鎂、鐵、鋁等雜質(zhì)，確保最終產(chǎn)品的純度。
最后，通過(guò)蒸發(fā)濃縮、沉淀、離心脫水等工藝步驟，我們得到了高品質(zhì)的碳酸鋰產(chǎn)品。值得一提的是，整個(gè)硫酸法生產(chǎn)工藝的回收率高達(dá)90%左右，這得益于其高效、精準(zhǔn)的化學(xué)反應(yīng)控制和物理分離技術(shù)。

PART 02
碳酸鋰回轉(zhuǎn)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(jìn)入筒體內(nèi)進(jìn)行焙燒。物料在陪燒窯內(nèi)，受窯體斜度和自轉(zhuǎn)的影響，產(chǎn)生徑向和橫向的移動(dòng)，物料被帶到高處，與高溫?zé)煔膺M(jìn)行熱交換，進(jìn)而產(chǎn)生熱工反應(yīng)，進(jìn)而達(dá)到焙燒的目的。窯轉(zhuǎn)速受變頻電機(jī)調(diào)節(jié)，可根據(jù)反應(yīng)物料反應(yīng)時(shí)間的要求進(jìn)行調(diào)節(jié)窯內(nèi)停留時(shí)間，燃燒器配備天然氣流量和風(fēng)量監(jiān)控和調(diào)節(jié)功能，滿足煙氣溫度和流量流速的調(diào)節(jié)功能，進(jìn)而適應(yīng)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(zhuǎn)變?yōu)?beta;型。p鋰輝石與按理論計(jì)算過(guò)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(shí)間30min，物料細(xì)度0.074mm(+200目)占10％～15％。浸出料漿進(jìn)行過(guò)濾，濾渣經(jīng)4～5次反向洗滌后送渣場(chǎng)。浸出液加純堿在常溫下除去鈣、鎂、硅、鐵等雜質(zhì)后，由含Li2O 50～60g／l。濃縮至180～200g／L。濃縮液加入按理論計(jì)算過(guò)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(guò)程進(jìn)一步回收鋰。
碳酸鋰回轉(zhuǎn)窯分別用于鋰輝石精礦轉(zhuǎn)型焙燒及硫酸化焙燒，用重油或燃?xì)庵苯蛹訜?。用于轉(zhuǎn)型焙燒的碳酸鋰回轉(zhuǎn)窯計(jì)算，可按熟料單位實(shí)際產(chǎn)能為20～30kg／(m2．h)估計(jì)，用于硫酸化焙燒的碳酸鋰回轉(zhuǎn)窯計(jì)算可按酸化料單位實(shí)際產(chǎn)能為82～95kg／(m2.h)估計(jì)。
碳酸鋰回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)工藝流程圖中浸出料漿的過(guò)濾，生產(chǎn)中均采用外濾式轉(zhuǎn)鼓真空過(guò)濾機(jī)，常用規(guī)格按過(guò)濾面積計(jì)為20～100m2 ，其生產(chǎn)產(chǎn)能按濾渣(干基)計(jì)為200～220kg／(m2.h)。
碳酸鋰回轉(zhuǎn)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(yàn)數(shù)據(jù)蒸發(fā)強(qiáng)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(zhuǎn)窯生產(chǎn)工藝流程圖中紅外干燥機(jī)，其型式為國(guó)產(chǎn)LH-1、LH-3型，實(shí)際生產(chǎn)能力為300kg／h，亦有的采用渦輪式干燥機(jī)，其生產(chǎn)能力為2～3t／h。
 

PART 03
碳酸鋰回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)工藝流程車間配置
在我們的碳酸鋰回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)工藝流程車間中，整個(gè)生產(chǎn)布局被嚴(yán)謹(jǐn)?shù)貏澐譃榛鸱▍^(qū)域與濕法區(qū)域，以實(shí)現(xiàn)高效且專業(yè)的操作流程。
火法區(qū)域主要負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)型焙燒和硫酸化焙燒兩個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。此區(qū)域配備了先進(jìn)的焙燒設(shè)備，能夠確保原料在高溫下完成精確的化學(xué)反應(yīng)，為后續(xù)工藝奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。同時(shí)，考慮到焙燒過(guò)程中產(chǎn)生的含塵煙氣和二氧化硫?qū)Νh(huán)境的影響，我們特別安裝了高效的除塵和脫硫設(shè)備，以確保廢氣排放符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。
濕法區(qū)域則涵蓋了浸出過(guò)濾、凈化、蒸發(fā)、沉鋰、產(chǎn)品干燥、包裝以及母液回收等多個(gè)重要步驟。為了確保這些工藝流程的順利進(jìn)行，我們采用了耐腐蝕的材料和設(shè)備，特別針對(duì)硫酸鈉回收環(huán)節(jié)，我們?cè)O(shè)計(jì)了獨(dú)立的操作區(qū)域，以避免其對(duì)主產(chǎn)品生產(chǎn)線造成干擾。此外，我們還引進(jìn)了自動(dòng)化控制系統(tǒng)，對(duì)各個(gè)工藝參數(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)控，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。
在車間布局方面，我們充分考慮了風(fēng)向、通風(fēng)和排氣等因素。碳酸鋰回轉(zhuǎn)窯的尾氣處理系統(tǒng)、凈化設(shè)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(shí)排出，并保持車間內(nèi)部的空氣流通。這種布局不僅有助于提升工作環(huán)境質(zhì)量，還能確保生產(chǎn)安全。

PART 04
碳酸鋰回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)工藝流程技術(shù)特點(diǎn)
碳酸鋰回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)工藝流程的技術(shù)特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
首先，環(huán)保性能卓越。在轉(zhuǎn)型焙燒和硫酸化焙燒過(guò)程中產(chǎn)生的煙氣，我們采用了高效的凈化處理技術(shù)。轉(zhuǎn)型焙燒產(chǎn)生的煙氣，經(jīng)過(guò)精細(xì)處理，其含塵量能夠降至150mg/m3以下，確保排放符合嚴(yán)格的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)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(jìn)的凈化技術(shù)，使其濃度降低至250mg/m3以下才進(jìn)行排放，以最大程度地減少對(duì)環(huán)境的影響。此外，煙氣洗水也必須經(jīng)過(guò)專門的凈化處理后才能排放，這進(jìn)一步體現(xiàn)了我們對(duì)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(diǎn)。為了保證生產(chǎn)環(huán)境的穩(wěn)定以及碳酸鋰回轉(zhuǎn)窯的長(zhǎng)期安全運(yùn)行，我們特別注重火法部分的供電和供水穩(wěn)定性。這是因?yàn)槿魏瓮ｋ娀蛲Ｋ那闆r都可能導(dǎo)致生產(chǎn)中斷，進(jìn)而影響產(chǎn)品的轉(zhuǎn)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(duì)沉鋰母液及含硫酸鈉溶液對(duì)一般廠房混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕性，我們采取了專業(yè)的防腐措施。通過(guò)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(cè)和維護(hù)，我們有效地延長(zhǎng)了廠房和設(shè)備的使用壽命，同時(shí)也確保了生產(chǎn)過(guò)程的安全性。


 
PART 05
碳酸鋰焙燒回轉(zhuǎn)窯焙燒鋰礦石的優(yōu)點(diǎn)
碳酸鋰焙燒回轉(zhuǎn)窯在焙燒鋰礦石方面的技術(shù)優(yōu)勢(shì)非常顯著，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
首先，其高產(chǎn)量特性使得回轉(zhuǎn)窯非常適合大型工業(yè)化生產(chǎn)。通過(guò)連續(xù)、高效的煅燒過(guò)程，能夠?qū)崿F(xiàn)大批量的礦石處理，從而滿足市場(chǎng)對(duì)碳酸鋰的高需求。
其次，回轉(zhuǎn)窯采用的敞開(kāi)式煅燒方式賦予了其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。其窯體設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔且高效，保證了氣流的順暢流通。這種設(shè)計(jì)使得含硫煙氣能夠及時(shí)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(yán)格要求。同時(shí)，物料在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的均勻滾動(dòng)和受熱，保證了產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性和均一性，大大降低了生燒和過(guò)燒的比例。
此外，回轉(zhuǎn)窯在窯尾配備了豎式預(yù)熱器，這是一項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)。它能夠充分利用回轉(zhuǎn)窯內(nèi)產(chǎn)生的高溫?zé)煔猓瑢?duì)礦石進(jìn)行有效的預(yù)熱處理，將其從常溫狀態(tài)預(yù)熱至初始分解狀態(tài)。這種預(yù)熱機(jī)制不僅顯著提升了回轉(zhuǎn)窯的產(chǎn)量，同時(shí)大幅降低了單位產(chǎn)品的熱耗，實(shí)現(xiàn)了能源的高效利用。
在窯頭部分，豎式冷卻器的配置進(jìn)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(chǔ)存提供了極大的便利。同時(shí)，豎式冷卻器還能產(chǎn)生高溫的二次風(fēng)，這種二次風(fēng)被有效利用于提高窯內(nèi)的燒成溫度，進(jìn)一步降低了燃料的消耗。
最后，回轉(zhuǎn)窯的環(huán)保性能也值得稱贊。經(jīng)過(guò)窯尾豎式預(yù)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(diǎn)使得后續(xù)煙氣處理流程更加簡(jiǎn)潔高效，且能夠輕松達(dá)到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)保責(zé)任的雙重勝利。

PART 06
綜上所述，
碳酸鋰回轉(zhuǎn)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(guò)深入了解和掌握這一工藝的流程、技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，我們可以更好地優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，同時(shí)實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好和可持續(xù)發(fā)展。