鋰云母生產電池級碳酸鋰工藝流程

　　鋰云母生產電池級碳酸鋰主要包括混料及焙燒系統、浸出過濾系統、碳酸鋰生產系統三大環節，這里主要和大家分享前兩大環節：

　　一、混料焙燒系統(包括：1.1鋰云母原料卸料輸送及預處理，1.2混料，1.3焙燒工段，1.4冷卻)

　　1.1 鋰云母原料卸料、輸送及預處理

　　汽車將鋰云母原料運送到原料倉庫進行卸料。為了不影響后續焙燒過程，同時降低后續焙燒過程的燃氣量，對物料進行預烘干處理。干燥熱源來自鋰云母回轉窯尾氣余熱(為實現節能降耗，一部分回轉窯尾氣余熱約250℃的熱煙氣經風機引至干燥窯內)，烘干溫度約為 250℃，熱風與物料直接接觸。

　　1.2 混料

　　鋰云母、氧化鈣、除雜渣(碳酸鈣、硫酸鈣) 、碳化除雜渣和元明粉， 經皮帶輸送機送入混料機， 主要目的是使鋰云母和各輔料充分混合均勻。原料配比時加入的氧化鈣可以吸收氟元素， 生成氟化鈣。氧化鈣具有的高熔點可以幫助避免爐內原料因為高溫而燒結或者生成玻璃體。配料攪拌完成后將原材料輸送到回轉窯進行下一道焙燒工段。

　　1.3 焙燒

　　鋰云母高溫焙燒采用回轉窯系統。干燥后的鋰云母送入回轉窯高溫焙燒室焙燒，鋰云母回轉窯采用天然氣作為燃料，通過直接加熱的方式對原材料進行高溫焙燒，其控制燒結溫度為800~1000℃，已知硫酸鈉的熔點為884℃，鋰云母熔點為903℃。在該溫度下，原材料中主要成分處于熔融狀態，熔點較高的礦物質以固體形式存在。處于熔融狀態下的鋰云母在高溫焙燒作用 下，與熔融狀態下的硫酸鹽發生離子交換反應。鋰云母中絕大部分氟被鈣固化變成更加穩定的CaF2和CaO ·3Al2O3 ·CaF2而存在于焙燒殘渣中，一部分氟則以氟化氫氣體的形式隨著焙燒廢氣排出。

　　焙燒之后，鋰原料中大部分鋰元素以硫酸鋰的形式存在于焙燒產物中，使得鋰元素以可溶于水的硫酸鋰形式進入下一道球磨工序。鋰云母 回轉窯高溫室焙燒的熱煙氣經引風機引至干燥窯內用以烘干水份。

　　具體反應方程式如下：

　　高溫焙燒

　　2(Li,K)2O·2Al2O3·6SiO2·2H(OH,F)+2Na2SO4—

　　2Li2SO4+2SiO2+2K2SiO3+4NaAlSi2O6+4Al2O3·SiO2+2HF↑+3H2O↑

　　高溫焙燒

　　2(Li,K)2O·2Al2O3·6SiO2·2H(OH,F)+2CaSO4——2Li2 SO4+2SiO2+2K2SiO3+2Ca(AlSi2O6)2+4Al2O3·SiO2+2HF↑+3H2O↑

　　CaO+ HF—CaF2+ H2O↑

　　C+O2—CO2

　　同時也發生如下副反應：

　　2MS+3O2=2MO+2SO2

　　4MCl2+4H2O+O2=2M2O3+8HCl

　　Rb2O+Na2 SO4=Rb2 SO4+ Na2O

　　Rb2O+CaSO4=Rb2 SO4+ Ca2O

　　Cs2O+H2 SO4=Cs2 SO4+H2O

　　Cs2O+Na2 SO4= Cs 2 SO4+ Na 2O

　　Cs2O+CaSO4= Cs 2 SO4+ Ca2O

　　1.4 冷卻

　　物料在高溫焙燒時，由于部分物料熔融，燒結出來的物料會有一定的強度， 需對其進行冷卻， 在冷卻窯中， 經強制風冷降溫至100℃左右。焙燒后的冷卻時間為 1.5 小時。冷卻窯采用普通的冷風作為冷源，轉動方式采用順流式， 因些從回轉窯出來的物料， 從進料口進入機器內部， 在機器內部有專業的螺旋抄板， 會被抄板抄起， 由于該機在安裝過程中，呈現傾斜狀態， 原料在內部由于重力和抄板的作用下， 由于物料在內部不斷被抄板進行抄起， 在落下的同時與冷風進入冷交換， 由于熱交替的原理， 物料的溫度會迅速降低，高溫會被出風口帶出來，從而達到冷卻的目的。

　　二、浸出過濾系統

　　焙燒之后的產物(簡稱“熟料”)存在燒結成塊的現象，需進入到球磨、立磨工序 。球磨、立磨之后漿液進入水浸工序， 該工序需加入大量水， 使得熟料中硫酸鋰溶解于水， 鋰元素以離子的形式存在于水溶液中。熟料經球磨水浸之后形成的漿液進入過濾工序，進行液固分離，分離出來的鹵水進入下一工序;固體用冷凝水進行洗滌，得到固體硅砂和洗水，此工段洗水返回前工段進行球磨水浸。浸出渣(硅砂)外運處理。