?碳酸鋰回轉爐燒結工藝是鋰鹽生產中將鋰精礦(如鋰輝石、鋰云母等)通過高溫煅燒轉化為可溶鋰化合物的關鍵環節,其核心是利用回轉爐的高溫環境實現礦物的晶格轉變和化學轉化。以下從工藝原理、流程、關鍵參數及設備特點等方面詳細介紹:
碳酸鋰回轉爐燒結的核心是高溫固相反應,通過將鋰精礦與輔料(如石灰石、純堿等)按比例混合,在回轉爐內 1000-1300℃的高溫下發生化學反應,使難溶的鋰礦物(如 α- 鋰輝石)轉化為易溶于水或酸的鋰鹽(如鋰霞石、碳酸鋰中間體等)。
例如,鋰輝石與石灰石的反應式為:
反應后生成的鋰霞石(LiAlSiO?)可通過后續浸出工藝提取鋰元素。 碳酸鋰回轉爐燒結工藝主要包括原料預處理、配料混合、回轉爐煅燒、冷卻破碎四個關鍵步驟,具體流程如下:
原料預處理
配料混合
回轉爐煅燒(核心環節)
預熱段(200-500℃):去除物料水分和揮發性雜質;
反應段(1000-1300℃):高溫下發生固相反應,鋰礦物轉化為可溶形態,此階段需精確控制溫度和停留時間(通常 2-4 小時);
冷卻段:物料從高溫降至 600-800℃,避免直接接觸冷空氣導致炸裂;
冷卻破碎
四、回轉爐設備特點
碳酸鋰燒結用回轉爐通常為臥式傾斜圓柱形筒體,主要由以下部分組成:
筒體:采用耐高溫合金鋼(如 310S),內襯耐火材料(高鋁磚或剛玉磚),防止高溫腐蝕;
傳動系統:電機通過齒輪驅動筒體轉動,轉速可變頻調節;
加熱系統:采用天然氣、煤粉或電加熱,沿爐長分段控溫(確保反應段高溫穩定);
密封裝置:爐頭、爐尾采用迷宮式或彈簧壓緊密封,減少熱損失和粉塵泄漏。
五、工藝優勢與注意事項
優勢:連續化生產效率高,物料受熱均勻,鋰轉化率可達 85%-95%,適用于大規模工業化生產;
注意事項:
需嚴格控制原料粒度和混合均勻性,避免局部結瘤;
定期檢查爐襯磨損情況,防止筒體過熱變形;
尾氣需達標排放,減少粉塵和 CO?對環境的影響。
六、應用與延伸
該工藝廣泛用于電池級碳酸鋰、氫氧化鋰的前驅體生產,后續需結合浸出(如硫酸浸出)、凈化、沉淀等工序得到高純度鋰鹽。近年來,通過優化配料比例(如添加硫酸鈉降低反應溫度)和余熱回收技術,可進一步降低能耗,提升工藝經濟性。
通過以上流程和參數的精準控制,碳酸鋰回轉爐燒結工藝能夠高效實現鋰礦物的轉化,為后續鋰鹽提純奠定基礎。