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，我們就來深入探討碳酸鋰生產(chǎn)過程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)——回轉(zhuǎn)窯焙燒鋰輝石，為您帶來一份超全攻略。

　　碳酸鋰回轉(zhuǎn)窯利用鋰輝石為原料生產(chǎn)碳酸鋰的過程中，硫酸法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，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，通過水浸、調(diào)節(jié)PH值、去除雜質(zhì)等步驟，逐步提純鋰離子。我們會(huì)使用石灰石和碳酸鈉等化學(xué)試劑，調(diào)節(jié)溶液的PH值，以去除溶液中的鈣、鎂、鐵、鋁等雜質(zhì)，確保產(chǎn)品的純度。

　　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(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。

　　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)棣滦汀鋰輝石與按理論計(jì)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(shí)間30min，物料細(xì)度0.074mm(+200目)占10%～15%。浸出料漿進(jìn)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(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(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)庵苯蛹訜帷Ｓ糜谵D(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)

　　碳酸鋰焙燒回轉(zhuǎn)窯焙燒鋰礦石的優(yōu)點(diǎn)

　　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)。通過連續(xù)煅燒過程，能夠?qū)崿F(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(zhuǎn)窯采用的敞開式煅燒方式賦予了其獨(dú)特的優(yōu)勢。其窯體設(shè)計(jì)簡潔，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ΦV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。

　　回轉(zhuǎn)窯的環(huán)保性能也值得稱贊。經(jīng)過窯尾豎式預(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潔，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。