碳酸锂生产工艺流程

碳酸锂生产工艺流程碳酸锂生产工艺流程是将锂精矿进行转型焙烧、酸化焙烧、浸取、净化处理、浓缩处理、沉锂处理、清洗、干燥处理、粉碎、包装加工而成。具有产品质量稳定,生产工艺简单,充分利用资源,成本低等特点。适宜锂离子电池原材料的生产应用。碳酸锂生产工艺流程的基本原理是在于硫酸与锂辉石在250~300℃下发生置换反应，生成硫酸锂。这一反应只能发生于结构较为疏松的锂辉石，先将选矿获得的锂辉石精矿，在回转窑中高温焙烧，冷却后与足量的硫酸混合，送入250℃酸化回转炉中进行硫酸焙烧。冷却后水浸，加石灰石控制PH值，得到含10%左右的粗锂液，用石灰调PH至11，加碳酸钠除钙、镁、铁、铝等杂质。清液蒸发称含20左右的硫酸锂净化液，加入碳酸钠沉淀成碳酸锂。离心脱水，得到碳酸锂产品，回收率在90%左右。碳酸锂生产工艺流程生产碳酸锂收率较高，将锂辉石与硫酸盐混合烧结生产，在一定温度下混合烧结，经一系列物理、化学反应后，所配入的硫酸盐中的金属元素，将矿石中锂置换生成可溶性的硫酸盐，主要杂质则生成难溶于水的化合物，然后将烧结后的熟料浸出分离，锂离子进入溶液，经净化、浓缩、沉淀后得到碳酸锂产品。碳酸锂生产工艺流程生产工业级碳酸锂的方法有两种：一是采用传统的锂矿石，如锂辉石、锂云母等生产，二是采用含锂卤水，如盐湖卤水、地下卤水等生产。产品中均含有一定量的水溶性杂质和水不溶性杂质，不能满足电池级微粉碳酸锂质量要求，需要精制处理。根据原料的性质及杂质的种类，可采用不同的精制方法除去杂质。碳酸锂生产工艺流程有如下几种：1、碳酸锂生产工艺流程-硫酸法生产工艺流程介绍：硫酸法生产碳酸锂收率较高，并可处理Li2O含量仅1.0～1.5％的矿石。但是相当数量的硫酸和纯碱变成了价值较低的Na2SO4，应尽可能降低硫酸的配量。此方法最大优点是浸取烧结所得的溶液中含有110～150g/L硫酸锂，经过浸取即可得到比较纯净的溶液。硫酸法也可用来处理锂云母和磷铝石。2、碳酸锂生产工艺流程--锂辉石与硫酸盐混合烧结法生产工艺流程介绍：将锂辉石精矿与K2SO4(或CaSO4或两者混合物)，在一定温度下混合烧结，经一系列物理、化学反应后，所配人的硫酸盐中的金属元素将矿石中锂置换生成可溶性的硫酸盐，主要杂质则生成难溶于水的化合物，然后将烧结后的熟料浸出分离，锂离子进人溶液，经净化、浓缩、沉淀后得到碳酸锂产品。在处理锂辉石时，先使α-型转换成结构较疏松、易反应的β-型。这种相变实际上是结合在烧结过程中同时进行的。锂辉石与硫酸盐混合烧结法优点是：具有通用性，能分解所有的锂矿石。缺点是：生产过程中，若使用K2SO4作为硫酸盐，会消耗大量的钾盐，导致生产成本较高，产品也常被钾污染。3、碳酸锂生产工艺流程--碳酸钠加压浸出法生产工艺流程介绍：碳酸钠加压浸出法工艺过程是：（1）将锂辉石加工制得的β-锂辉石，粉碎研磨至平均粒度为0.074mm；（2）按Li2O量配比加入3.5～7倍碳酸钠混匀，在反应器中于200℃加压浸出，并通入CO2气体，即生成可溶性LiHCO3；（3）过滤除去残渣（沸石），加热至95℃逐出CO2，经沉淀、过滤、滤饼烘干，制备出碳酸锂产品。碳化法工艺制取碳酸锂优点是：生产工艺中中省掉了产品洗涤和析钠工序，简化了操作，节约了能耗。因此，采用碳化法工艺优于硫酸法。4、碳酸锂生产工艺流程--氯化焙烧法生产工艺流程介绍：氯化焙烧法生产工艺流程主要是利用氯化剂使矿石中的锂及其它有价金属转化为氯化物进行提取的。氯化焙烧法生产工艺有两种：一种是中温氯化法。在低于碱金属氯化物沸点的温度下制得含氯化物的烧结块，经过溶出使之与杂质分离；另一种是高温氯化或氯化挥发焙烧。在高于其沸点的温度下进行焙烧，使氯化物成为气态挥发出来与杂质分离。这两种方法都可用来处理各种含锂矿石。氯化剂为钾、钠、铵和钙的氯化物。氯化焙烧法优点是：流程简单，不消耗贵重试剂。缺点是：LiCl的收集较难，炉气腐蚀性强。5、碳酸锂生产工艺流程--石灰石焙烧法生产工艺流程介绍：石灰石焙烧法生产工艺流程的主要优点是实用性很普遍，因为它适用于分解几乎所有的锂矿物。反应过程不需要稀缺的试剂(分解时使用天然产物——石灰石)；可以利用媒、石油或煤气作燃料。缺点是浸出液中锂含量低，蒸发能耗大，锂的回收率较低，并且浸取以后得到的矿泥有凝聚性，给设备的维护带来了困难。碳酸锂生产工艺流程以锂辉石为原料生产碳酸锂，工业上比较成熟的工艺是硫酸法生产工艺。此工艺的基本原理是在于硫酸与锂辉石在250~300℃下发生置换反应，生成硫酸锂。这一反应只能发生于结构较为疏松的锂辉石，先将选矿获得的锂辉石精矿，在回转窑中高温焙烧，冷却后与足量的硫酸混合，送入250℃酸化回转炉中进行硫酸焙烧。冷却后水浸，加石灰石控制PH值，得到含10%左右的粗锂液，用石灰调PH至11，加碳酸钠除钙、镁、铁、铝等杂质。清液蒸发称含20左右的硫酸锂净化液，加入碳酸钠沉淀成碳酸锂。离心脱水，得到碳酸锂产品，回收率在90%左右。硫酸法生产碳酸锂收率较高，将锂辉石与硫酸盐混合烧结生产，在一定温度下混合烧结，经一系列物理、化学反应后，所配入的硫酸盐中的金属元素，将矿石中锂置换生成可溶性的硫酸盐，主要杂质则生成难溶于水的化合物，然后将烧结后的熟料浸出分离，锂离子进入溶液，经净化、浓缩、沉淀后得到碳酸锂产品。碳酸锂生产工艺流程工作原理：将含Li2O6％锂辉石精矿在1070～1100℃温度下加热，由α型转变为β型。p锂辉石与按理论计算过量40％的硫酸混合，并在250～300℃温度下焙烧。焙烧料用水浸出，液固比为1．5～2，温度为80℃，净浸时间30min，物料细度0．074mm(+200目)占10％～15％。浸出料浆进行过滤，滤渣经4～5次反向洗涤后送渣场。浸出液加纯碱在常温下除去钙、镁、硅、铁等杂质后，由含Li2O50～60g／l。浓缩至180～200g／L。浓缩液加入按理论计算过量系数为1．05的纯碱，在95℃温度下搅拌沉淀碳酸锂。粗碳酸锂用95℃纯水洗涤后，于350℃下干燥。沉锂母液回收硫酸钠后再返回蒸发过程进一步回收锂。碳酸锂生产工艺流程主要设备性能：回转窑分别用于锂辉石精矿转型焙烧及硫酸化焙烧，用重油或燃气直接加热。用于转型焙烧的回转窑计算，可按熟料单位实际产能为20～30kg／(m2．h)估计，亦可用下列经验公式计算：G=1．675D2.29式中G为窑产能，t／h；D为窑内径，m。用于硫酸化焙烧的回转窑计算可按酸化料单位实际产能为82～95kg／(m2．h)估计，亦可用下列公式计算：G=3．015D2.762式中G为窑产能，t／h；D为窑内径，m。浸出料浆的过滤，生产中均采用外滤式转鼓真空过滤机，常用规格按过滤面积计为20～100m2，其生产产能按滤渣(干基)计为200～220kg／(m2．h)。蒸发器用于浓缩沉锂用的净化液，生产中采用的是自然循环外加热式。三效真空蒸发，按生产经验数据蒸发强度为15～20kg／(m2．h)，蒸发每公斤水的蒸汽耗量为0．4～0．45kg。红外干燥机，其型式为国产LH-1、LH-3型，实际生产能力为300kg／h，亦有的采用涡轮式干燥机，其生产能力为2～3t／h。碳酸锂生产工艺流程车间配置：按生产特点，分火法(转型焙烧及硫酸化焙烧)和湿法(浸出过滤、净化、蒸发、沉锂、产品干燥、包装和母液回收)分区布置。湿法部分为从母液中回收硫酸钠，其产量比主产品约多一倍，溶液腐蚀性强，宜与产品生产工序分开布置。回转窑尾气及净化、沉锂、硫酸钠回收等工序均宜配置于高层。转型焙烧要排出含尘烟气、硫酸化焙烧的烟气中含有二氧化硫，配置时要考虑风向对湿法部分和周围环境的影响。碳酸锂生产工艺流程技术特点：转型焙烧产生的烟气经净化处理其含尘量达到150mg／m3以下后排放；硫酸化焙烧产生的烟气含有二氧化硫尾气须经净化后达到250mg／m3以下方能放空；烟气洗水须净化处理后排放；为了保证生产环境质量、回转窑不变形和较好的转化率及浸出率，火法部分不能停电及停水；沉锂母液及含硫酸钠溶液对一般厂房的混凝土结构有较大的腐蚀性，需采取防腐措施。碳酸锂生产工艺流程以工业级碳酸锂为原料生产高纯碳酸锂，有苛化法、电解法、氢化分解法等。苛化法是将工业碳酸锂用石灰苛化，经除杂处理后转化成氢氧化锂，再用二氧化碳碳化制取高纯碳酸锂；电解法是用盐酸处理工业碳酸锂，除去酸不溶物和钙镁等杂质后，通过电解制得高纯氢氧化锂溶液，之后，利用二氧化碳碳化法制取高纯碳酸锂；氢化分解法是将碳酸锂转化成溶解度较大的碳酸氢锂，而大部分杂质(如Ca2+、Mg2+等)不被氢化，以不溶性碳酸盐的形式通过过滤除去，然后加热碳酸氢锂溶液制得高纯碳酸锂。碳酸锂生产工艺流程特点分析：1、第一代碳酸锂生产工艺流程特点：石灰石焙烧法具有工艺操作简单、原料价格相对较低等几方面优势，由于受到诸多因素的影响，存在着蒸发环节能源消耗高、锂资源回收率相对较低、浸出液锂含量低以及石灰石配比相对较高等缺点。硫酸法提锂具有能源消耗相对较低、物料流通量小以及生产效率高等一系列应用优势，尤其是在操作过程中，液固相易混合较为均匀，使得提锂工艺中浸出液内锂含量高，锂的回收率也较高。但在该工艺中硫酸、碳酸钠等辅助材料消耗量较大，能耗较高，工作环境较差等不足。2、第二代碳酸锂生产工艺流程特点：冷冻析出十水硫酸钠的工艺可用于氢氧化锂生产，也可应用于碳酸锂沉锂母液的处理，即为“冷析”工艺，不再热析处理沉锂母液。由于沉锂母液中含有饱和碳酸锂和过量的纯碱，经冷析后的母液（析钠母液）利用碳酸锂的反溶解度（溶解度随温度升高而降低）特点，升温析出碳酸锂，析出碳酸锂后的母液（热析母液）主要成分为碳酸钠，可循环使用，节省了传统工艺中碳酸钠的消耗及因中和碳酸根消耗的硫酸。此外由于冷析时硫酸钠带走了十个结晶水使母液得到了浓缩并由硫酸钠带走了部分杂质，使热析的碳酸锂品质能够与初级沉锂的碳酸锂品质一致，提高了一次性沉锂收率。二代技术相较于一代技术有了很大的进步，突出表现在过程简化、成本降低、锂收率提高、酸碱等消耗减少。3、第三代碳酸锂生产工艺流程特点：生产工艺可实现全流程自动化控制，化学计量更加精确，硫酸、碳酸钠或氢氧化钠等