碳酸锂单吨成本测算表及生产工艺流程-我的钢铁网

<!DOCTYPE html> <html lang="zh-CN"> <head> <meta charset="UTF-8"> <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge"> <meta name="viewport" content="initial-scale=1, maximum-scale=1"> <meta name="mobile-web-app-capable" content="yes"> <meta name="format-detection" content="telephone=no" /> <meta name="apple-mobile-web-app-capable" content="yes"> <meta name="apple-mobile-web-app-status-bar-style" content="black"> <meta name="applicable-device" content="mobile"> <meta name="articleUrl" content="//xny.mysteel.com/a/24092414/A0356CE440E3A195.html" /> <meta property="og:image" content="//a.mysteelcdn.com/wap/ydz/v2/images/share_logo.png" /> <meta name="allow" content="0" /> <meta name="id" content="37650099" /> <meta name="channel" content="a,6991" /> <meta name="detailTit" content="碳酸锂单吨成本测算表及生产工艺流程" /> <meta name="denyReview" content="true" /> <title>碳酸锂单吨成本测算表及生产工艺流程-我的钢铁网</title> <meta name="Keywords" content="不锈钢,锡,熟料,铅,水泥,铜,我的钢铁网" /> <meta name="Description" content="一.锂辉石生产碳酸锂单吨成本二.锂云母生产碳酸锂单吨成本碳酸锂生产成本各家工艺路线，工艺方法，原料来源，人工成本，能耗成本，折旧等不一样，成本相差也很大。分析主流碳酸锂生产成本在7.5万至8.5万元/" /> <link rel="canonical" href="//xny.m.mysteel.com/a/24092414/A0356CE440E3A195_abc.html"> <link href="//a.mysteelcdn.com/libs/sui/sui.css" rel="stylesheet" type="text/css" /> <link href="//a.mysteelcdn.com/wap/ydz/css/wsyCss.css?v=20221027" rel="stylesheet" type="text/css" /> <link href="//a.mysteelcdn.com/wap/ydz/css/wsyCss20180930.css?v=17" rel="stylesheet" type="text/css" /> <link href="//a.mysteelcdn.com/wap/ydz/css/permissions.css?v=11" rel="stylesheet" type="text/css" /> <link rel="stylesheet" href="//a.mysteelcdn.com/wap/ydz/v2/css/common.css?v=20240905"> <link rel="stylesheet" href="//a.mysteelcdn.com/wap/ydz/css/bxCss.css?v=201705190952"> <link rel="stylesheet" href="//a.mysteelcdn.com/wap/ydz/css/addStyle.css?v=201704180942"> <link rel="stylesheet" href='//a.mysteelcdn.com/wap/ydz/css/add.css?v=20181027'> <link rel="stylesheet" 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src="//img05.mysteelcdn.com/wz/uploaded/steel/2024/09/24/0345eda607f24b7fa629e411f48b5472.png" width="600" height="630" /></p> <p>碳酸锂生产成本各家工艺路线，工艺方法，原料来源，人工成本，能耗成本，折旧等不一样，成本相差也很大。分析主流碳酸锂生产成本在7.5万至8.5万元/吨之间。一体化企业成本约为7.5万元/吨，贸易商成本约为8.5 万元/吨。以上数据仅供参考。</p> <p>碳酸锂主要由三种不同途径制成，分别是锂辉石、锂云母和盐湖卤水提锂。不同的锂矿开采、加工成本差异较大，我国目前技术上最为成熟的是锂辉石提锂，运用最为广泛；锂云母提锂技术道路较为曲折，但经过多年的发展，已逐步实现规模生产；盐湖卤水提锂技术最新且尚在发展中。2023年，我国锂辉石、锂云母、盐湖卤水生产分别占供应量的56%、20%和15%。</p> <p>锂云母是钾和锂的基性<a href='https://m.mysteel.com/market/p-967-----0202-0--------1.html' target='_blank' style='color:#3861ab'>铝</a>硅酸盐，属云母类矿物中的一种；锂辉石一样，也是锂资源在自然界中的一种矿产形式。锂辉石的化学组成为 LiAl(SiO3)2，其中 Li2O 的理论含量为8.03%，经过采选之后，一般的化学级锂辉石精矿中Li2O含量通常为 5.0~6.0%；锂云母的化学组成为K{Li2-xAl1+x[Al2xSi4-2xO10](OH,F)2} (x=0~0.5) ，锂云母精矿采选后Li2O 含量通常为2.0～3.5%，常含铷、铯等。一般而言，锂辉石的锂含量比锂云母锂含量高。</p> <p><strong>三.锂辉石生产碳酸锂工艺流程图</strong></p> <p> </p> <p><img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="//img04.mysteelcdn.com/wz/uploaded/steel/2024/09/24/d06e884bd55846d2b3f11217fdae15bc.png" width="600" height="1000" /></p> <p><strong>四.锂云母生产碳酸锂工艺流程图</strong></p> <p><img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="//img01.mysteelcdn.com/wz/uploaded/steel/2024/09/24/2418e861130947baadf0112ab3168111.png" width="600" height="844" /></p> <p><strong>五.锂辉石生产碳酸锂工艺流程说明</strong></p> <p>生产工艺主要包括锂辉石原料转型酸化、浸出过滤、除杂净化、沉锂、洗锂、烘干、破碎等生产电池级碳酸锂成品。</p> <p><strong>1、转型酸化</strong></p> <p><strong>(1)转型焙烧</strong></p> <p>锂辉石精矿从原料仓经过带式给料机输送入烘干窑，经烘干窑烘干后进入转型焙烧窑(回转窑)，在~1080℃的温度下进行品型转化焙烧，由a型锂辉石(单斜晶系，密度 3150kg/m?)转化为β型锂辉石(四方品系，密度 2400kg/m’即焙料)，转化率>98%。烘干窑热源来自转型焙烧窑窑尾烟气(温度约 550℃C)，烘干温度约 200℃，窑尾烟气温度能够满足烘干要求，烘干时间约 25min。转型被烧时间约 60min。转型后的B型锂辉石(焙料，温度约 1000°C)从转型焙烧窑窑头卸至进入转型冷却圆筒进行冷却，与冷却圆简外部循环冷却水进行间接换热，温度降至 100℃C以下。冷却后的B型锂辉石密闭输送至球磨机进行研磨，研磨后的细焙料(0.074mm粒级在 90%以上)通过密闭输送机输送到细料仓暂存，输送过程产生输送废气，细料落仓时产生料仓废气。</p> <p>锂辉石在转型焙烧过程中烧损率约为2%。此过程产生设备噪声及转型焙烧废气 (主要污染物为 SO,、NO、氟化物、烟尘、铊及其化合物、铍及其化合物)立磨废气(主要污染物为粉尘)和输送废气、料仓废气(主要污染物为粉尘)。</p> <p><strong>(2)酸化焙烧</strong></p> <p>细料仓中的细焙料(0.074mm 粒级在 90%以上)经给料机和螺旋输送机加入密闭混酸机中与浓硫酸按一定比例(1:0.3)混合均匀后，进入酸化焙烧中，在 250+10℃℃的温度下进行密闭酸化焙烧 30~60min。酸化焙烧窑热源来自于热风炉产生的热风，热风为间接加热。</p> <p>B型锂辉石与硫酸发生反应，酸中氢离子置换B型锂辉石中的锂离子，使其中的 Li0与 SO?结合为可溶于水的 Li,S0，得到酸化<a href='https://m.100njz.com/market/p-968-----1007-0--------1.html' target='_blank' style='color:#3861ab'>熟料</a>，酸化率>98%。酸化熟料随后进入酸化冷却圆筒进行冷却，与冷却圆筒的外部循环冷却水进行间接热交换，温度降至 50℃以下，进入浸出及净化工序。</p> <p><img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="//img03.mysteelcdn.com/wz/uploaded/steel/2024/09/24/7c4cf9cb151741e2a21b6ceacad7ff85.png" width="600" height="88" /></p> <p>此过程产生酸化焙烧废气(主要污染物为硫酸雾、颗粒物、氟化物)和热风炉燃烧废气(主要污染物为颗粒物、SO、NOx)。</p> <p><strong>2、浸出过滤</strong></p> <p>锂辉石酸化熟料经给料机加入常压浸出槽中连续浸出，并按固液比4:6左右的比例加入生产过程中回收的各种水进行浸出，使酸化熟料中的可溶性硫酸锂溶入液相。先加入氢氧化钙，将浆料提高pH至2左右，随后加入碳酸钙中和浆料中的残酸，再加入氢氧化钙将pH值调至~7.0。浸出时间约为 0.5小时，锂浸出率约为95%左右。浆料再通过带式过滤机过滤和在线洗涤滤渣，得到硫酸锂浸出液和浸出渣。浸出渣主要为二氧化硅、氧化铝、硫酸钙等，浸出渣含水率约为 15%。</p> <p><img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="//img05.mysteelcdn.com/wz/uploaded/steel/2024/09/24/197831ce31fe42039f8fccc5cda06e8b.png" width="600" height="290" /></p> <p><strong>3、碳酸锂生产</strong></p> <p>锂辉石生产碳酸锂工艺中碳酸锂生产系统与锂云母生产碳酸锂工艺中相同，详见后面锂云母生产工艺。</p> <p>由于锂辉石原料中钾含量较低，沉锂母液蒸发结品和冷冻结品工序所得硫酸钠盐中硫酸钾含量较低，经烘干后得到无水硫酸钠，其中硫酸钠主成份含量不低于 92%，满足无水硫酸钠产品质量标准要求，可外售用于造纸、玻璃、橡胶等工业领域。此过程中会产生设备噪声及硫酸钠烘干粉尘(主要污染物为粉尘)烘干粉尘经1套布袋除尘器处理后经1根排气简外排，收集的粉尘返回生产线。</p> <p>锂云母、锂辉石两种原料在焙烧过程中</p> <p>生产工艺参数异同点如下表所示。</p> <p><img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="//img04.mysteelcdn.com/wz/uploaded/steel/2024/09/24/bd069a65b62b4783949bb1f61574ffeb.png" width="600" height="345" /></p> <p><img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="//img08.mysteelcdn.com/wz/uploaded/steel/2024/09/24/9f4df6779534440a8b25a875b994a480.png" width="600" height="384" /></p> <p><strong>六.锂云母生产碳酸锂工艺流程说明</strong></p> <p><strong>1.配料混合</strong></p> <p>将称量好的锂云母精粉、过量的生石灰(过量10%)、氯化钙(过量10%)通过铲车从料库运输并投入至混料机中混合。</p> <p><strong>2.成型</strong></p> <p>原料经混合后，通过皮带上料机输送至制砖机，在皮带上料机输送原料过程中对原料进行喷水，使其表面湿润，物料含水率约为4%。经过成型工序，将混合料制成砖块形状。</p> <p><strong>3.焙烧</strong></p> <p>天然锂云母精粉中的 Li2O为a型 Li20，不溶于水，必须通过焙烧转化为溶于水的B型 LiO。压制成砖块的混合料通过辊子送入天然气辊道窑中进行低温焙烧，温度控制在 800~900℃。在道窑中，通过烧，约有98%的a-Liz0 转化为β-Liz0，锂云母精粉中的 Al2O;、SiO2、K2O、Na2O、β-LiO 等成分与 CaO、CaCl,反应生成难溶于水的 CaO·AlO;·2SiO2、CaO·SiO,及可溶于水的 KC1、NaC1、LiCl 等氯化物，同时，锂云母精粉中的 NaF 与 CaO反应生成难溶于水的 CaF,，可以有效固化锂云母精粉中的氟，锂云母精粉中含有少量 CaO，也与锂云母精粉中的 NaF 反应生成难溶于水的 CaF₂。</p> <p>焙烧工序的主要化学反应有:</p> <p><img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="//img07.mysteelcdn.com/wz/uploaded/steel/2024/09/24/28eefc5717f34bdfb4a940055cc20c67.png" width="600" height="113" /></p> <p>上式中，Me 代表 K、Na、Li由于混合料中的锂云母精粉与生石灰、氯化钙在焙烧工序实际生产过程中不能完全反应，焙烧工序中同时伴随着一些副反应，锂云母精粉中的氟离子与H0 反应生成 HF，HF 又与 Si0,反应生成 SiF4，其反应式如下:</p> <p><img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="//img08.mysteelcdn.com/wz/uploaded/steel/2024/09/24/87d08d4216ee4a0ebdf01fdf006c0cd3.png" width="600" height="75" /></p> <p>辊道窑废气通过脱氟设施处理后由15m 高的排气筒排放。脱氟设施采用石灰水 Ca(OH),溶液作为吸收剂，辊道窑废气在脱氟设施自下而上流动穿过喷淋层与向下喷淋的 Ca(OHz溶液逆流接触，充分反应，废气中的氟化物、S02、烟尘等污染物被 Ca(OH),溶液吸收。脱氟设施脱氟效率可达 99%以上。脱氟设施中的主要化学反应如下:</p> <p><img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="//img07.mysteelcdn.com/wz/uploaded/steel/2024/09/24/e974936d21464a31916dd8cb6afeeef1.png" width="600" height="130" /></p> <p>脱氟渣主要成分为CaF,，经压滤机压滤后可外售给作为<a href='https://m.100njz.com/market/p-968-----1001-0--------1.html' target='_blank' style='color:#3861ab'>水泥</a>生产原料，不外排;其滤液回用于脱氟装置。</p> <p><strong>4.湿式球磨</strong></p> <p>焙烧完成后的物料从辊道窑降温段出来，通过砖块输送装置进入湿式球磨机中进行球磨，湿式球磨机中需加入水，球磨后的物料呈浆状，流入贮存槽中。</p> <p><strong>5.水浸</strong></p> <p>贮存槽中的浆状物料泵入浸出罐内进行水浸，物料中的KC1、NaC1、LiCl及过量的 CaCl溶于水，过量的 Ca0 与水反应生成微溶于水的 Ca(OH)z,Ca0·AlO;·2Si02、Ca0·Si0,、CaF,、未转化的a-Liz0、大部分 Ca(OH),及锂云母精粉中的少量 Fe0;、MgO、Ti0,等难溶物质在水中沉淀。锂的熟料烧成率及标准溶出率约为 97%。</p> <p><strong>6.第一次压滤</strong></p> <p>水浸后的物料进入板框压滤机中进行压滤，压滤后的浸出渣主要成分为Ca0·Al0;·2Si02、Ca0·Si0,，浸出渣外售给作为水泥生产原料，不外排，浸出液进入净化工序。</p> <p><strong>7.净化</strong></p> <p>浸出液进入净化罐中，浸出液中仍含有少量 Ca2+与极少量的 Mg?，为了除去 Ca?+、Mg?+，在净化液中加入过量的 NazCO;(过量约 5%)，使 Na2C0;与Ca2+、Mg?2+生成 CaCO;、MgC0;沉淀(通过调节净化罐中的 pH，净化反应主要产生 CaC0;、MgC0:沉淀，基本不产生 LiC0;沉淀)。</p> <p><strong>8.第二次压滤</strong></p> <p>净化后的浸出液进入板框压滤机中进行第二次压滤，使净化后的沉淀与浸出液分离，压滤后产生的压滤渣成分为CaCO:、MgCO:，返回至配料混合工序;滤液进入浓缩工序。</p> <p><strong>9.第一次浓缩</strong></p> <p>滤液进入浓缩罐内蒸发浓缩，浓缩液中 Li的密度为 60~80g 时为蒸发终点，热饱和析出 NaCl。浓缩工序加热所需水蒸气由锅炉房提供，燃气锅炉水蒸气经冷却塔冷却后进入循环水箱中，部分回用于离心工序，部分回用于锅炉滤液浓缩蒸汽经冷却塔冷凝后进入循环水池，回用于球磨、水浸、压滤等工序。</p> <p><strong>10.冷却结晶</strong></p> <p>物料在冷却结晶罐中冷却至常温下析出KC1。</p> <p><strong>11.第三次压滤</strong></p> <p>浓缩液进入板框压滤机中进行第三次压滤，使析出的 NaCl、KCl与溶液分离，压滤后产生的压滤渣成分为NaC1、KCl，可外售给氨酸钠、氯酸钾生产厂家作为原料。</p> <p><strong>12.合成</strong></p> <p>滤液进入合成罐内，将 Na2CO:(约过量 21%)投入合成罐内溶解，加热至 90℃左右，调节合成罐中的 pH，使溶液中的 LiCl完全与 NaCO;反应，生成LinCO;沉淀。本项目合成工序加热所需蒸汽由锅炉房提供，燃气锅炉水蒸气经冷却塔冷却后进入循环水箱中，部分回用于离心工序，部分回用于锅炉。合成反应化学方程式如下:</p> <p><img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="//img03.mysteelcdn.com/wz/uploaded/steel/2024/09/24/b8109a0a94de41929df81790c5edb456.png" width="556" height="62" /></p> <p><strong>13.离心</strong></p> <p>合成后的固液混合物进入<a href='https://bxg.m.mysteel.com/' target='_blank' style='color:#3861ab'>不锈钢</a>离心机中离心，使 LiCO;沉淀与溶液分离，大部分 Li(约 94.4%)进入 Li,CO;沉淀中。离心工序中，用锅炉蒸汽冷凝水洗涤 LinC0;沉淀，洗去附着在 Li2CO;沉淀表面的 CO;2、Cl、Na、K*等离子，洗涤液进入离心母液中。经离心机分离后的母液进入第二次浓缩工序，将离心后得到的 LinCO;沉淀用桶包装，存放在产品暂存区内，待进行干燥、粉碎、包装工序。</p> <p><strong>14.第二次浓缩</strong></p> <p>分离后的离心母液进入浓缩罐内，蒸发离心母液中的水分至蒸干，热饱和析出盐渣，其主要成分为NaCI、KCI，可外售给氯酸钠、氨酸钾生产厂家作为原料。</p> <p>浓缩工序加热所需水蒸气由锅炉房提供，燃气锅炉水蒸气经冷却塔冷却后进入循环水箱中，部分回用于离心工序，部分回用于锅炉。离心母液浓缩蒸汽经冷却塔冷凝后进入循环水池，回用于球磨、水浸等工序。</p> <p><strong>一.碳酸锂的制备</strong></p> <p>生产工艺主要包括锂云母原料混料焙烧、浸出过滤、除杂净化、沉锂、洗锂、烘干、破碎等工序。</p> <p><strong>1、混料焙烧</strong></p> <p><strong>(1)烘干</strong></p> <p>锂云母的含水率约为18%，为了保证后续高温焙烧过程物料的高温重构反应，通过皮带将原料输送至烘干窑进行烘干处理，可将含水率降至 6~10%，同时有效降低后续焙烧过程的天然气消耗量。</p> <p>烘干窑内干燥热源来自后续焙烧过程的回转窑窑头尾气，尾气余热温度约为 450℃，烘干窑内烘干温度约为 200℃，回转窑窑头尾气温度能够满足烘干要求。回转窑窑头尾气与物料直接接触，由于项目物料主要为矿相产品，对品质要求不严，同时由于窑尾热风清洁度较好，可与物料直接接触并将物料中的水分带走。烘干后的锂云母经皮带输送至焙烧工段的配料工序，烘干时间约20min。窑头尾气接触物料后由于携带颗粒物，烘干窑尾气进入尾气净化装置进行处理。</p> <p>此过程产生设备噪声、焙烧及烘干废气(主要污染物为 SO,、NO、、氟化物、烟尘、铊、铍、锑)，锂云母焙烧及烘干废气经 SNCR+布袋除尘+2级石灰-石音湿法脱硫+1级水喷淋+电除雾处理后外排，收集的粉尘返回生产线。</p> <p><strong>(2)配料</strong></p> <p>锂云母烘干料、硫酸钙、钠钾盐、碳酸钙经过计量后通过皮带输送至混料机，配料比例为锂云母烘干料:硫酸钙:钠钾盐:碳酸钙=(60~65%):(14~18%):(14~18%):(3~5%)，配料混料时间约15min。其中钠钾盐采用后续工序产生的混盐循环使用，混合均匀的物料通过皮带输送至临时存储仓。</p> <p>此过程产生设备噪声及混料配料、皮带输送废气(主要污染物粉尘)，含尘废气经1套脉冲布袋除尘器处理后经排气简外排，收集的粉尘返回生产线。</p> <p><strong>(3)高温焙烧</strong></p> <p>锂云母高温焙烧采用回转窑系统，回转窑以天然气为燃料，采用直接加热的方式进行高温焙烧，控制烧结温度为 800~1000℃℃，烧时间为50min。已知锂云母熔点约 903℃，硫酸钠熔点为 884℃，碳酸钙熔点为 2572℃℃。在该控制温度下，混料中的锂云母、硫酸钠等主要成分处于熔融状态，熔点较高的矿物质以固体形式存在。焙烧过程中锂云母会发生离子交换反应，锂云母的金属(锂、钠、钾)以易溶盐的形式从焙烧过程中释放出来。此外，原料中的氟、碳酸钙等反应生成氟化钙等化合物，实现了大部分氟的固定，参考《硫酸盐法从锂云母中制取碳酸锂的工艺路线研究》(张婉思，王远明，李)，烧窑固氟技术可达 99%，本项目固氟率以 99%计算，因此在整个焙烧过程中仅有少量氟化氢气体产生。为实现节能降耗，焙烧窑产生的烟气经引风机送至烘干窑用于锂云母烘干。</p> <p>焙烧物料(锂云母、硫酸钠、碳酸钙、钾钠盐)灼损率约为10%，主要包括水、二氧化碳及物料损耗。焙烧过程发生主要反应如下:</p> <p><img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="//img01.mysteelcdn.com/wz/uploaded/steel/2024/09/24/1bf4895a57de4462a0682710aa9a8bd7.png" width="600" height="499" /></p> <p>在高温焙烧过程中，锂云母中绝大部分氟被钙固化变成更加稳定的CaF,和 CaO·3ALO:·CaF,而存在于焙烧残渣中，一部分氟则以氟化氢气体的形式随着焙烧废气而排出。</p> <p>锂在焙烧过程中的反应转化率约 95%左右，使得绝大部分锂元素以可溶于水的硫酸锂形式进入下一道工序。</p> <p>原料中的碱金属(锂、钠、钾)以易溶盐的形式从焙烧过程中释放出来，原料中的铷、铯等属于长周期元素，较难置换，只有极少部分以硫酸盐形式存在。其他金属元素形式存在及对应沸点或熔点温度如下:(熔点:303.5℃、沸点 1457℃)、氧化铍(熔点:2350℃、沸点2575℃)、氧化锰(熔点:1650℃、沸点 3400℃)、氧化锑(熔点:656℃、沸点 1425℃)、氧化<a href='https://m.mysteel.com/market/p-967-----0207-0--------1.html' target='_blank' style='color:#3861ab'>锡</a>(熔点:1127℃、沸点 1800℃)、氧化亚铁(熔点:1370℃、沸点 3414℃)、氧化<a href='https://bxg.m.mysteel.com/nie/' target='_blank' style='color:#3861ab'>镍</a>(熔点 1984℃)、氧化<a href='https://m.mysteel.com/market/p-967-----0201-0--------1.html' target='_blank' style='color:#3861ab'>铜</a>(熔点 1326℃)、氧化<a href='https://m.mysteel.com/market/p-967-----0204-0--------1.html' target='_blank' style='color:#3861ab'>锌</a>(熔点 1795℃)、砷(沸点 614℃)、三氧化二铬(熔点:2435℃、沸点:4000℃)、化镉(熔点:1426℃、沸点 1385℃)、氧化<a href='https://m.mysteel.com/market/p-967-----0203-0--------1.html' target='_blank' style='color:#3861ab'>铅</a>(熔点:888℃、沸点 1535℃)等.</p> <p>根据金属氧化物的性质，金属活动性顺序表中排在铜之后的金属氧化物，受热分解。根据原料成分检测表，满足该条件的只有汞盐，汞在自然界呈自然元素或 Hg?*的离子化合物存在，具有强烈的亲硫性和亲铜性，硫酸盐焙烧过程生成硫化汞，硫化汞熔点为 1450℃。</p> <p>焙烧窑焙烧温度为 800~1000℃，焙烧过程中当物质沸点或熔点温度低于 1000℃时，该物质的存在形式、状态发生变化。根据锂瓷石中的其他金属元素形式存在及对应沸点或熔点温度，形态发生变化的有金属、汞、。铊、氧化铅、氧化锑的熔点低于焙烧温度，故其在高温焙烧作用下，应会与熔融状态下的硫酸盐发生离子交换反应，本项目在控制加入硫酸盐量，保证焙烧过程中原料中铊不会全部与熔融状态下的硫酸盐发生离子交换反应，金属活动性顺序表中锑、铅位于铊之后，则焙烧过程中锑、铅不会与熔融状态下的硫酸盐发生离子交换反应。原料中其他金属物质或金属化物因沸点或熔点高于项目焙烧温度，故进入废气中的量较少。</p> <p>焙烧过程产生设备噪声和焙烧烟气(主要污染物为 SO,、NOx、氟化物、烟尘、铊、铍)。</p> <p><strong>(4)焙烧料冷却</strong></p> <p>物料在高温焙烧时，由于锂云母及硫酸钠处于熔融状态发生反应，焙烧后的焙烧料会有一定的强度，需要进行冷却。烧料从窑头卸至进入单简冷却窑进行冷却，与冷却密筒外部循环冷却水进行间接换热，通过水冷将焙烧料温度降至 100℃℃左右。</p> <p><strong>(5)破碎及磨粉</strong></p> <p>冷却后的焙烧料经皮带输送至破碎机进行破碎，破碎至粒径≤30mm后，送入磨粉机进行磨粉，尽可能降低焙烧料的粒径(100目以下)，以提高后续浸出工序的浸出效果，使焙烧料溶解更充分。破碎、磨粉时间约为50min。粉磨后物料通过密闭的胶带输送机输送到料仓内，输送过程产生输送废机，粉料进入料仓产生落仓废气。</p> <p>此过程产生设备噪声及破碎废气(主要污染物为粉尘)、粉废气.(主要污染物为粉尘)、输送废气及粉料落仓废气(主要污染物为粉尘)</p> <p><strong>3.2.1.2 漫出过滤</strong></p> <p>磨粉后的焙烧料经料仓打入至浆化搅拌槽内，以固液比一定比例加水浸出(1:0.9)，浸出时间约 0.5小时，浸出温度在 50℃左右，浸出率约为 95%左右，浸出过程可使锂化合物充分溶解于水中。</p> <p>浸出溶液呈碱性，pH控制在8左右，金属活性在钙、钠后的金属化合物，依据金属活性大部分发生置换从而以氧化物或氢氧化物的形式存在，根据各类金属的溶解度(氢氧化镁:0.00084g/100g、氧化铁:2.461x109g/100g、氧化铝:2.8x10-8g/100g、氢氧化锰:0.002g/100g、氢氧化钙:0.165g/100g、硫酸钙:0.255g/100g(碱性条件按氧化钙溶解度计)、氧化铍:0.00003g/100g、氢氧化镍:0.00025g/100g、氢氧化锑:2.5x10-g/100g、氧化铅:0.0155g/100g、氢氧化铬:0.316g/100g、氢氧化镉:0.0008g/100g)，在碱性条件下大部分进入浸出渣中，锂、钾、钠等金属化合物充分的溶解于水，以离子的形式存在于水溶液中。浸出工序中不溶于水的金属氧化物约 99.9%的量进入浸出渣中。</p> <p>后端工艺无铷、铯元素的去除工艺，铷、铯元素一直存在于冷冻结品、过滤后得到的硫酸锂溶液中，以铷硫酸、铯硫酸形式存在，一直在生产体系内循环使用，当铷硫酸、铯硫酸溶液达到溶液的饱和度时，会有少量的硫酸铷、硫酸铯晶体析出。</p> <p>由于浸出工序对用水无特殊要求(只需不引入新的离子即可，如氯离子)，加入的水主要有蒸发冷凝水、浸出渣洗涤水、树脂再生废水等。</p> <p>浸出完成后采用带式过滤进行固液分离，浸出渣主要成分为二氧化硅、化铝、硫酸钙、氟化钙、不溶于水或难溶于水的金属氧化物、氢氧化物等，含水率约为15%。然后使用二次蒸发冷凝水对浸出渣进行洗涤，此过程洗涤可使浸出渣中 50%的锂化合物被洗涤至洗涤水中，产生的洗涤水回用于浸出工序，含锂浸出母液(硫酸锂母液)送入后续工序，浸出渣送至渣库堆场。在常温下，RbAI(SO:),·12H,0 溶解度为 1.76%，CsAI(SO:),·12H,0 溶解度为 0.5%。</p> <p>浸出系统主要化学反应方程式如下:</p> <p><img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="//img01.mysteelcdn.com/wz/uploaded/steel/2024/09/24/4aa6fc36613548a0b41aec6d61a8e01a.png" width="600" height="287" /></p> <p>此过程产生浸出渣 S1-1。</p> <p><strong>碳酸锂生产</strong></p> <p><strong>(1)除杂</strong></p> <p>向硫酸锂母液加入氧化钙，可去除氟等离子，再加入NaOH调节pH到9~10，NaOH可沉淀铁、锰、铍、铅、镉、铬、铊、磷等离子和部分钙、镁离子，通过控制溶液 pH、温度以及反应时间来提高除杂效果。沉淀除杂过后，沉淀物以滤渣形式除去，锂溶液以滤液的形式进入下道工序。除杂率约为99.99%。<img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="//img01.mysteelcdn.com/wz/uploaded/steel/2024/09/24/9ccdd00f2425406c91fd6de11847e986.png" width="574" height="89" /></p> <p><strong>(2)净化</strong></p> <p>沉淀除杂后，含锂溶液流入净化釜，并加入 NaCO:，通过调控 NaCO:的投加速度以及反应温度，生成碳酸钙和少量碳酸镁沉淀进一步净化溶液。该部分工艺经过滤后的滤渣中含有少量锂，利用冷凝水进行洗涤收集，之后洗涤水可回用于前面浸出工序使用，保证锂资源的高效回收利用。</p> <p>由于在该工序中加入的碳酸钠量较大，可能出现碳酸钠过量的情况，根据碳酸锂在常温条件下的溶解度为 1.3g左右，稍微过量的碳酸根离子不会引起碳酸锂的沉淀。除杂后的溶液中杂质含量相对不高，本工序选择加入碳酸钠粉末，可减小蒸发车间的负荷量，降低蒸发能耗。<img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="//img02.mysteelcdn.com/wz/uploaded/steel/2024/09/24/9e1bf4268e224550ae37d27da6465630.png" width="571" height="92" /></p> <p>经除杂、净化后杂质去除率约为 99.99%</p> <p><strong>(3)一次蒸发浓缩</strong></p> <p>经除杂与净化后的硫酸锂溶液，采用机械蒸汽再压缩(MVR)技术进行加热蒸发。蒸发产生的二次汽经过离心压缩机升温度，提高约90℃℃后可作为加热源;蒸发浓缩工艺的温度控制在 90~105℃℃，本次蒸发浓缩不结品出盐，控制溶液中 [i 浓度在 30~45 gL。</p> <p>一次蒸发浓缩工序产生的蒸发冷凝水，工艺过程中的物料均为高沸点物质，混合物料中不含挥发性物质，因此不会随着水蒸气进入冷凝水中，冷凝水为清洁水，几乎不含其他杂质。故一次蒸发冷凝水可用于树脂再生、碳酸钠溶液配置、洗锂、除杂工序及浸出，不外排。</p> <p><strong>(4)离子交换除杂</strong></p> <p>硫酸锂溶液中依旧残存某些金属离子如钙、镁、铝，需要采用螯合树脂除杂。螯合树脂是一类能与金属离子形成多配位络合物的交联功能高分子材料，使锂溶液中的 Ca2+、Mg2+含量达到所需的要求，再生液经调节钙离子浓度不大于 1.0g，镁离子不大于 0.01g。螯合树脂上的功能原子与钙、镁、铝等离子发生配位反应，形成类似小分子整合物的稳定结构，而离子交换树脂吸附的机理是静电作用。</p> <p>硫酸锂溶液经螯合树脂除杂处理后达到控制要求，形成精制锂溶液，输送至储罐供沉锂工艺使用。使用一段时间，整合树脂饱和，利用一次冷凝水、硫酸、氢氧化钠处理，可使螯合树脂循环使用，处理螯合树脂的废水返回浸出工序，不外排。</p> <p><strong>(5)碳酸钠溶液制备</strong></p> <p>将碳酸钠用后段洗锂离心溶液溶解配制成碳酸钠溶液，并经过压滤机及微孔过滤器过滤除杂后于碱液中转储罐备用。</p> <p><strong>(6)沉锂</strong></p> <p>将除杂后的精制锂溶液和 50%碳酸钠溶液混合进行沉锂，在 80~95℃C温度下反应 40~100min 进行沉锂。随后进行离心分离，形成的沉锂母液送至后续脱碳工序:离心后的滤饼经过清洗形成合格碳酸锂湿料。</p> <p>沉锂工段主要反应:</p> <p><img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="//img07.mysteelcdn.com/wz/uploaded/steel/2024/09/24/4cfc8ccb27934e16972efb1fa279effc.png" width="439" height="67" /></p> <p><strong>(7)洗锂</strong></p> <p>得到的碳酸锂湿料需进行浆化洗锂除杂，将湿料中多余的钠离子、硫酸根、碳酸根等杂质去除。在湿料中按液固比1:1加入一级蒸发浓缩的二次蒸汽冷凝水并搅拌，泵入洗锂釜后进行陈化陈化时间为60~90min，陈化后对浆化料进行离心分离和洗涤，得到合格的湿碳酸锂，洗锂液中含有溶解的碳酸锂，用于碳酸钠溶液的制备。抽样对碳酸锂湿料进行检验，湿料碳酸锂控制标准:钠≤100g、钾≤30g，若洗锂碳酸锂不达标，则直接返回到洗锂工段重新洗锂。</p> <p><strong>(8)脱碳</strong></p> <p>沉锂母液送至脱碳釜，加入浓硫酸以控制溶液pH在3~4条件下进行脱碳，目的是去除沉锂母液中的碳酸根离子，反应产生的CO,经釜内排气孔排出。随后加入氢氧化钠，目的是把溶液p值调成弱碱性，母液浓缩时，可有效减少对蒸发浓缩设备的腐蚀。脱碳后，脱碳溶液输送到蒸发器进行蒸发浓缩处理。</p> <p>脱碳反应方程式:</p> <p> </p> <p><img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="//img06.mysteelcdn.com/wz/uploaded/steel/2024/09/24/b073a5183552483fa7e6aeb38359430e.png" width="461" height="66" /></p> <p>此过程产生设备噪声及脱碳废气 G1-5(主要污染物为硫酸雾)</p> <p><strong>9)沉锂母波蒸发结晶</strong></p> <p>脱碳后的沉锂母液，送至蒸发系统(MVR)进行二次蒸发浓缩，温度 90~105℃℃，将母液浓缩到一定程度，使钾、钠形成晶体析出，蒸发冷凝水收集后回用。浓缩析品后的浆料采用离心式过滤机进行过滤，固相为硫酸钠，烘干后可得无水硫酸钠。根据同类企业情况，在蒸发浓缩过程中优先结品分离的钠盐主要成分为硫酸钠，可作为副产品外售。液相为含少量硫酸锂的硫酸钾钠饱和溶液。为回收溶液中的硫酸锂，同时降低溶液中硫酸钾和硫酸钠浓度，该溶液再经过冷冻结晶。</p> <p>二次蒸发冷凝水部分用于浸出渣洗涤，其余部分用于浸出工序，不外排。</p> <p>二次蒸发浓缩工序产生的蒸发冷凝水，工艺过程中的物料均为高沸点物质，混合物料中不含挥发性物质，因此不会随着水蒸气进入冷凝水中，冷凝水为清洁水，几乎不含其他杂质。</p> <p>此过程会产生设备噪声及副产品硫酸钠。</p> <p><strong>(10)冷冻结晶</strong></p> <p>二次蒸发结晶后的母液送至冷冻釜进行冷冻结品。硫酸钠和硫酸钾的溶解度随温度降低而变小，冷冻析出硫酸钠钾混盐晶体。冷冻出料经泵输送至冷冻稠厚罐，经离心机进行固液分离，得到硫酸钠钾混盐和硫酸锂溶液(由于硫酸铷、硫酸铯极易溶于水，因此经冷冻结晶铷铯进入硫酸锂溶液中，最终进入浸出渣)。其中硫酸锂溶液返回至除杂工序回收硫酸锂，硫酸钠钾混盐返回焙烧车间作为添加剂配料。</p> <p>此过程会产生设备噪声及硫酸钠钾混盐 S1-5。</p> <p><strong>(11)烘干</strong></p> <p>高纯度湿碳酸锂通过烘干机来降低含水率，烘干温度为150+20℃℃，通过调节烘干机的关键运行参数将碳酸锂水份控制在0.25%以下，得到电池级碳酸锂。烘干机下料口安装除磁器，除去烘干后碳酸锂的磁性物质。</p> <p>此过程中会产生设备噪声及烘干粉尘 G1-6(主要污染物为粉尘)，成品烘干粉尘经1套布袋除尘器处理后与脱碳废气一并进入一级碱液喷淋装置，最后经1根排气简外排，收集的粉尘返回生产线。</p> <p><strong>(13)粉碎</strong></p> <p>烘干后的碳酸锂进入旋振筛，将大块结料隔离筛选，大部分电池级碳酸锂下料到气流粉碎机料斗进行粉碎。破碎至合格粒径范围后，送至包装机包装。此过程中会产生设备噪声及粉碎粉尘G1-7(主要污染物为粉尘)，成品粉碎粉尘经1套覆膜布袋除尘器处理后经排气筒外排，收集的粉尘返回生产线。</p> <p><strong>(14)包装</strong></p> <p>破碎后的碳酸锂输送至成品混批机混合均匀，混合后至自动包装机进行包装，得到电池级碳酸锂。</p> <p> </p>  <br /> </div> </div> </article> <article class="content-block m-copyRight"> 资讯编辑：胡万雨 021-26093590 </br> 资讯监督：王学雷 021-26093563 </br> 资讯投诉：陈杰 021-26093100 </br> </article> <article class="content-block m-copyRight h-statement"> <p class="h-statement-text">免责声明：Mysteel发布的原创及转载内容，仅供客户参考，不作为决策建议。原创内容版权归Mysteel所有，转载需取得Mysteel书面授权，且Mysteel保留对任何侵权行为和有悖原创内容原意的引用行为进行追究的权利。转载内容来源于网络，目的在于传递更多信息，方便学习与交流，并不代表Mysteel赞同其观点及对其真实性、完整性负责。申请授权及投诉，请联系Mysteel（021-26093397）处理。</p> <span class='h-statement-show'>展开</span> </article> <div class="content-block-title s-title"> <h2 style="display: inline-block;"> <a href="https://m.mysteel.com/article/p-6991-------------1.html" external>相关文章</a> </h2> <a href="https://m.mysteel.com/article/p-6991-------------1.html" external class="more"> 查看更多<i class="arrow"></i> </a> </div> <div class="list-block recommend-list"> <ul> <li class="item"> <div class="news-title"> <a 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