鋰輝石是目前鋰化學製品的主要工業礦物原料。溴化鋰、氯化鋰、氫氧化鋰等鋰化合物廣泛用於空調、製冷、除濕和空氣淨化;丁基鋰用作主體異性橡膠和合成橡膠的聚合催化劑;鋰基潤滑脂用於軍事機械化裝備、石油化工設備、精密儀表等;鋰電池用於心髒起搏器、助聽器、袖珍計算機、閃光燈、電子手表等電子器件。金屬鋰和鋰材還廣泛用於原子能、航空、航天、軍事、冶金、電子、玻璃、陶瓷、機械製造等工業部門。鋰的用途在不斷擴大,正在開拓的新用途是用於可控熱核聚變堆和碳酸鋰溶液燃料電池等。鋰是未來的“能源”金屬,可望成為給人類長期供給能源的重要燃料。
鋰輝石有三種晶型,天然的稱作α型鋰輝石;經過加熱到1150℃~1200℃,會轉變成β型鋰輝石;在更高的溫度下β型鋰輝石會轉變成γ型的鋰輝石。
α型鋰輝石為單斜晶係,結構致密,化學惰性大,除氫氟酸外幾乎不與各種酸、堿反應,所以不宜直接提鋰。βxinglihuishiweisifangjingxing,youyujingxingdezhuanbiankuangwudewulihuaxuexingzhiyechanshengmingxiandebianhua,nengyusuanjianchanshengfanying,shiyulidetiqu。yincilihuishidejingxingzhuanbianbeishaogongyishizhenggetiligongyidejichu,jingxingzhuanhuanbeishaodezhilianghaohuaizhijieyingxianglidehuishoulv。
主要介紹我公司為國內兩家大型鋰鹽廠做的鋰輝石晶型轉變焙燒工段的工藝介紹。
二、鋰輝石晶型轉變焙燒工藝
2.1 鋰輝石物料性質
兩家鋰鹽廠用的鋰輝石原料來自同一個礦山,屬於高品位鋰輝石,化學組分見下表

鋰輝石原料的物理性質如下:進廠原料水分6%左右,休止角55°,容重1.53t/m3,物料細度2mm篩餘11%;轉型焙燒後的鋰輝石休止角38°,容重0.9 t/m3。
2.2 轉型焙燒工藝(詳詢白總:)

案例工藝一:四川某鋰鹽廠產能600t/d,采用的是預熱器+回轉窯+篦冷機工藝。 結合進廠鋰輝石顆粒粒度及其粒度情況,窯尾采用粗顆粒用三級旋風預熱器。鋰輝石原料從C1進料口喂入,經過三級旋風預熱後,經C3旋風筒收集下來,經C3鎖風閥下料管、窯yao尾wei煙yan室shi下xia料liao舌she頭tou喂wei入ru回hui轉zhuan窯yao進jin行xing煆duan燒shao。該gai技ji術shu是shi嫁jia接jie了le窯yao外wai預yu熱re預yu分fen解jie窯yao的de窯yao尾wei預yu熱re器qi中zhong預yu熱re部bu分fen的de功gong能neng,利li用yong從cong回hui轉zhuan窯yao窯yao尾wei出chu來lai的de高gao溫wen煙yan氣qi作zuo為wei粗cu顆ke粒li用yong三san級ji懸xuan浮fu預yu熱re器qi熱re源yuan,進jin行xing入ru窯yao鋰li輝hui石shi原yuan料liao的de預yu熱re,物wu料liao在zai撒sa料liao板ban作zuo用yong下xia與yu煙yan氣qi充chong分fen接jie觸chu,物wu料liao和he煙yan氣qi迅xun速su充chong分fen換huan熱re,經jing預yu熱re器qi換huan熱re後hou出chuC1的廢氣溫度降到了15 0℃左右,廢氣直接進入窯尾除塵器進行淨化除塵,淨化後的煙氣經窯尾排風機、煙囪排入大氣。鋰輝石原料在預熱器內進行了烘幹和預熱兩個物理變化,溫度從常溫加熱到近300℃。
回轉窯采用的是Φ4.3×62m回轉窯係統,斜度3.5%。經預熱器幹燥、預熱後的物料喂入回轉內繼續煆燒,通過調節回轉窯的轉速來控製物料在回轉窯內的停留時間,從而確保鋰輝石盡可能由α型轉變成βxing,baozhenglihuishideduanshaozhiliang。duanshaolihuishidereliangyouyaotousitongdaogaoxiaomeifenranshaoqiranshaomeifentigong,meifencaiyongfengsaomeimojinxingfenmo,caiyongshenkezhuanzichengjiliang,luocifengjiqilishusongzhiyaotouranshaoqi。
經過轉型焙燒的鋰輝石從窯頭進入到四代篦冷機進行冷卻,窯頭熟料冷卻采用的是改進型用四代篦冷機,冷卻麵積為35m2,適合這種轉型焙燒後細粉物料的冷卻及輸送,冷卻後的β型鋰輝石溫度為環境溫度+65℃左右。從篦下鼓入的冷風與高溫βxinglihuihuanrehoudereqiti,yibufenzuoweiercifengjinruhuizhuanyaoneizhuran,yibufenzuoweimeimorefeng,duiyuanmeijinxinghonggan,duoyudefengjiujinruhuanreqijinxingjiangwen、窯頭收塵器淨化除塵,淨化後的氣體經窯頭排風機、窯頭煙囪排入大氣。窯頭窯尾袋除塵器粉塵排放濃度≤30mg/Nm3,均能達到國家環保標準。
采用管磨粉磨煤粉及細焙燒料,煤粉采用閉路風掃磨、被燒料采用開路管磨粉磨。生產線用原煤熱值為6500kcal/kg,工程設計煆燒熱耗為750 kcal/kg-cl。現在調試階段已經進入尾聲,產能達到了設計要求,晶轉率在98.5%以上,經統計核算實際熱耗為650kcal/kg-cl。
案例工藝二:江西某鋰鹽廠產能600t/d,采用的是餘熱鍋爐+回轉窯+篦冷機工藝。 窯尾蒸汽鍋爐:利用出回轉窯高溫含塵廢氣作為窯尾蒸汽鍋爐的加熱源,窯尾蒸汽鍋爐產生蒸汽的同時降低了含塵煙氣的溫度,出鍋爐150℃左右的含塵煙氣直接入窯尾袋除塵器進行淨化除塵,淨化後的氣體經窯尾排風機、煙囪直接排入大氣。
鋰輝石原料(含窯灰)經過計量、鎖風喂料裝置、窯尾煙室喂料裝置喂入回轉窯內,入窯鋰輝石原料隨同回轉窯的旋轉從窯尾運動至窯頭,經過了幹燥、預熱、轉型焙燒。回轉窯采用Φ4.3×68m,斜度3.5。通過調節回轉窯的轉速來控製物料在窯內的停留時間,從而確保鋰輝石盡可能由α型轉變成βxing。duanshaolihuishidereliangyouyaotousitongdaogaoxiaomeifenranshaoqiranshaomeifentigong,meifencaiyongfengsaolimojinxingfenmo,caiyongshenkezhuanzichengjiliang,luocifengjiqilishusongzhiyaotouranshaoqi。jingguozhuanxingbeishaodelihuishicongyaotoujinrudaosidaibilengjijinxinglengque,yaotoushuliaolengquecaiyonggaijinxingyongsidaibilengji,lengquemianjiwei35m2。冷卻後的轉型焙燒料溫度為環境溫度+65℃左zuo右you。從cong篦bi下xia鼓gu入ru的de冷leng風feng與yu高gao溫wen轉zhuan型xing焙bei燒shao料liao進jin行xing換huan熱re,換huan熱re後hou的de熱re氣qi體ti一yi部bu分fen作zuo為wei二er次ci風feng進jin入ru回hui轉zhuan窯yao內nei阻zu燃ran,一yi部bu分fen作zuo為wei煤mei磨mo熱re風feng,對dui原yuan煤mei進jin行xing烘hong幹gan。多duo餘yu的de熱re風feng作zuo為wei窯yao頭tou熱re水shui鍋guo爐lu的de加jia熱re源yuan,窯yao頭tou熱re水shui鍋guo爐lu產chan生sheng熱re水shui的de同tong時shi降jiang低di了le多duo餘yu熱re風feng的de溫wen度du,出chu鍋guo爐lu150歲數左右的餘風直接進入窯頭袋除塵器進行淨化除塵,淨化後的氣體經窯頭排風機、窯頭煙囪直接排入大氣。。窯頭窯尾袋除塵器粉塵排放濃度≤30mg/Nm3,均能達到國家環保標準。
采用立磨粉磨煤粉和焙燒料,生產線用原煤熱值6100kcal/kg,工程設計煆燒熱耗為825kcal/kg-cl。本工程我司負責工程設計、項目管理及生產調試,該項目已經在2013年8月完成了調試工作,現在已經生產階段。產能達到了600t/d,晶轉率也在98.5%以上,實際熱耗隻有670kcal/kg-cl。
三、 工藝生產配套的自動化係統
weimanzuxiandaihuashengchanxiandegongyiyaoqiu,baozhenggongyishebeikekaoyunxing,wendinggongyicanshu,baozhengchanpinzhiliang,jieyuenengyuan,tigaoshengchanxiandeyunzhuanlv。yishangzhelianggexiangmudeguanlicaozuoxitongdoushicaiyongjishuxianjin、性能可靠、基於現場控製站加上位機的計算機控製係統(DCS係統),對主生產線集中監視、操作和分散控製,可有效提高電控設備的可靠性和可維護性,實現控製、監視、操作的現代化。通過DCS與工廠管理係統的網絡連接,使管理人員能隨時掌握工廠生產的實際情況,實現管理現代化,大地提高了勞動生產率。
以上兩種生產工藝都是因地製宜,不僅結合了業主的需求,也滿足了產品的各項經濟技術指標。
因目前鋰輝石原料、轉型焙燒料物性不詳,工程設計是在僅有的試驗數據上進行的,工程實施、試生產調試中難免走了些彎路,完全靠我司在熟知回轉窯煆燒機理,以及在水泥行業、活性石灰等行業的積累的經驗排出一切困難,使生產線得以順利達產達標。我司在這兩個項目中總結了鋰輝石轉型焙燒設計、設備選型等方麵的經驗,為將來同項目奠定了堅實的基礎。兩個項目在回轉窯煆燒鋰輝石工藝上革命性的突破,以上這兩個項目無論在產能上還是質量上都處於國內先水平,也得到了業主的充分肯定。