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【回转窑专题】锂辉石的晶型转变焙烧工艺浅谈

  锂辉石是目前锂化学制品的主要工业矿物原料。溴化锂、氯化锂、氢氧化锂等锂化合物广泛用于空调、制冷、除湿和空气净化;丁基锂用作主体异性橡胶和合成橡胶的聚合催化剂;锂基润滑脂用于军事机械化装备、石油化工设备、精密仪表等;锂电池用于心脏起搏器、助听器、袖珍计算机、闪光灯、电子手表等电子器件。金属锂和锂材还广泛用于原子能、航空、航天、军事、冶金、电子、玻璃、陶瓷、机械制造等工业部门。锂的用途在不断扩大,正在开拓的新用途是用于可控热核聚变堆和碳酸锂溶液燃料电池等。锂是未来的“能源”金属,可望成为给人类长期供给能源的重要燃料。

  锂辉石有三种晶型,天然的称作α型锂辉石;经过加热到1150℃~1200℃,会转变成β型锂辉石;在更高的温度下β型锂辉石会转变成γ型的锂辉石。

  α型锂辉石为单斜晶系,结构致密,化学惰性大,除氢氟酸外几乎不与各种酸、碱反应,所以不宜直接提锂。β型锂辉石为四方晶型,由于晶型的转变矿物的物理化学性质也产生明显的变化,能与酸碱产生反应,适于锂的提取。因此锂辉石的晶型转变焙烧工艺是整个提锂工艺的基础,晶型转换焙烧的质量好坏直接影响锂的回收率。

  主要介绍我公司为国内两家大型锂盐厂做的锂辉石晶型转变焙烧工段的工艺介绍。

  二、锂辉石晶型转变焙烧工艺

  2.1 锂辉石物料性质

  两家锂盐厂用的锂辉石原料来自同一个矿山,属于高品位锂辉石,化学组分见下表

化学组分表

  锂辉石原料的物理性质如下:进厂原料水分6%左右,休止角55°,容重1.53t/m3,物料细度2mm筛余11%;转型焙烧后的锂辉石休止角38°,容重0.9 t/m3。

  2.2 转型焙烧工艺(详询白总:13803857310)

锂辉石回转窑发货

  案例工艺一:四川某锂盐厂产能600t/d,采用的是预热器+回转窑+篦冷机工艺。 结合进厂锂辉石颗粒粒度及其粒度情况,窑尾采用粗颗粒专用三级旋风预热器。锂辉石原料从C1进料口喂入,经过三级旋风预热后,经C3旋风筒收集下来,经C3锁风阀下料管、窑尾烟室下料舌头喂入回转窑进行煅烧。该技术是嫁接了窑外预热预分解窑的窑尾预热器中预热部分的功能,利用从回转窑窑尾出来的高温烟气作为粗颗粒专用三级悬浮预热器热源,进行入窑锂辉石原料的预热,物料在撒料板作用下与烟气充分接触,物料和烟气迅速充分换热,经预热器换热后出C1的废气温度降到了15 0℃左右,废气直接进入窑尾除尘器进行净化除尘,净化后的烟气经窑尾排风机、烟囱排入大气。锂辉石原料在预热器内进行了烘干和预热两个物理变化,温度从常温加热到近300℃。

  回转窑采用的是Φ4.3×62m回转窑系统,斜度3.5%。经预热器干燥、预热后的物料喂入回转内继续煅烧,通过调节回转窑的转速来控制物料在回转窑内的停留时间,从而确保锂辉石尽可能由α型转变成β型,保证锂辉石的煅烧质量。煅烧锂辉石的热量由窑头四通道高效煤粉燃烧器燃烧煤粉提供,煤粉采用风扫煤磨进行粉磨,采用申克转子秤计量,罗茨风机气力输送至窑头燃烧器。

  经过转型焙烧的锂辉石从窑头进入到四代篦冷机进行冷却,窑头熟料冷却采用的是改进型专用四代篦冷机,冷却面积为35m2,适合这种转型焙烧后细粉物料的冷却及输送,冷却后的β型锂辉石温度为环境温度+65℃左右。从篦下鼓入的冷风与高温β型锂辉换热后的热气体,一部分做为二次风进入回转窑内助燃,一部分做为煤磨热风,对原煤进行烘干,多余的风就进入换热器进行降温、窑头收尘器净化除尘,净化后的气体经窑头排风机、窑头烟囱排入大气。窑头窑尾袋除尘器粉尘排放浓度≤30mg/Nm3,均能达到国家环保标准。

  采用管磨粉磨煤粉及细焙烧料,煤粉采用闭路风扫磨、被烧料采用开路管磨粉磨。生产线用原煤热值为6500kcal/kg,工程设计煅烧热耗为750 kcal/kg-cl。现在调试阶段已经进入尾声,产能达到了设计要求,晶转率在98.5%以上,经统计核算实际热耗为650kcal/kg-cl。

  案例工艺二:江西某锂盐厂产能600t/d,采用的是余热锅炉+回转窑+篦冷机工艺。 窑尾蒸汽锅炉:利用出回转窑高温含尘废气作为窑尾蒸汽锅炉的加热源,窑尾蒸汽锅炉产生蒸汽的同时降低了含尘烟气的温度,出锅炉150℃左右的含尘烟气直接入窑尾袋除尘器进行净化除尘,净化后的气体经窑尾排风机、烟囱直接排入大气。

  锂辉石原料(含窑灰)经过计量、锁风喂料装置、窑尾烟室喂料装置喂入回转窑内,入窑锂辉石原料随同回转窑的旋转从窑尾运动至窑头,经过了干燥、预热、转型焙烧。回转窑采用Φ4.3×68m,斜度3.5。通过调节回转窑的转速来控制物料在窑内的停留时间,从而确保锂辉石尽可能由α型转变成β型。煅烧锂辉石的热量由窑头四通道高效煤粉燃烧器燃烧煤粉提供,煤粉采用风扫立磨进行粉磨,采用申克转子秤计量,罗茨风机气力输送至窑头燃烧器。经过转型焙烧的锂辉石从窑头进入到四代篦冷机进行冷却,窑头熟料冷却采用改进型专用四代篦冷机,冷却面积为35m2。冷却后的转型焙烧料温度为环境温度+65℃左右。从篦下鼓入的冷风与高温转型焙烧料进行换热,换热后的热气体一部分作为二次风进入回转窑内阻燃,一部分作为煤磨热风,对原煤进行烘干。多余的热风作为窑头热水锅炉的加热源,窑头热水锅炉产生热水的同时降低了多余热风的温度,出锅炉150岁数左右的余风直接进入窑头袋除尘器进行净化除尘,净化后的气体经窑头排风机、窑头烟囱直接排入大气。。窑头窑尾袋除尘器粉尘排放浓度≤30mg/Nm3,均能达到国家环保标准。

  采用立磨粉磨煤粉和焙烧料,生产线用原煤热值6100kcal/kg,工程设计煅烧热耗为825kcal/kg-cl。本工程我司负责工程设计、项目管理及生产调试,该项目已经在2013年8月完成了调试工作,现在已经生产阶段。产能达到了600t/d,晶转率也在98.5%以上,实际热耗只有670kcal/kg-cl。

  三、 工艺生产配套的自动化系统

  为满足现代化生产线的工艺要求,保证工艺设备可靠运行,稳定工艺参数,保证产品质量,节约能源,提高生产线的运转率。以上这两个项目的管理操作系统都是采用技术先进、性能可靠、基于现场控制站加上位机的计算机控制系统(DCS系统),对主生产线集中监视、操作和分散控制,可有效提高电控设备的可靠性和可维护性,实现控制、监视、操作的现代化。通过DCS与工厂管理系统的网络连接,使管理人员能随时掌握工厂生产的实际情况,实现管理现代化,极大地提高了劳动生产率。

  以上两种生产工艺都是因地制宜,不仅结合了业主的需求,也满足了产品的各项经济技术指标。

  因目前锂辉石原料、转型焙烧料物性不详,工程设计是在仅有的试验数据上进行的,工程实施、试生产调试中难免走了些弯路,完全靠我司在熟知回转窑煅烧机理,以及在水泥行业、活性石灰等行业的积累的经验排出一切困难,使生产线得以顺利达产达标。我司在这两个项目中总结了锂辉石转型焙烧设计、设备选型等方面的经验,为将来同项目奠定了坚实的基础。两个项目在回转窑煅烧锂辉石工艺上革命性的突破,以上这两个项目无论在产能上还是质量上都处于国内领先水平,也得到了业主的充分肯定。

创建时间 2017-07-08 来源 回转窑网 浏览
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