随着电动汽车和可再生能源的快速发展，电池技术作为至关重要的能源存储与释放手段，其重要性日益凸显。在电池制造中，电池级碳酸锂作为锂离子电池正极材料的关键物质，其制备工艺和生产流程对电池性能具有直接影响。本文将详细介绍电池级碳酸锂的制备工艺，以及其中的关键生产流程。
转化焙烧：利用回转窑将天然锂(a型)精矿转化为易与硫酸反应的（β型）锂精矿。
硫酸法提取：通过硫酸法提取锂精矿中的锂元素，使固态硫酸锂变为液态。
碳酸锂制备：加入碳酸钙溶液和烧碱溶液，过滤去除杂质，得到粗碳酸锂。
碳化反应：将粗碳酸锂与纯水、二氧化碳进行碳化反应，生成碳酸氢锂溶液。
热分解：通过热分解将碳酸氢锂溶液中的碳酸锂沉淀出来，得到碳酸锂产品。
这个项目的生产系统主要包括三个子系统。第一个是原料预处理系统，其中包括晶转焙烧和酸化焙烧等工序。第二个是碳酸锂制备系统，包括浸出、净化、沉锂、碳化、热析、精制以及粉碎细磨等工序。第三个是副产品无水硫酸钠制备系统，包括中和、蒸发结晶、离心干燥等工序。接下来的内容将详细介绍生产过程。
锂精矿首先由运输设备运输到厂内原料库。锂精矿的颗粒已经通过破碎和筛分达到了工艺要求。取料机和皮带输送机将原料锂精矿运送到带有单机袋收尘器的原料仓，经过定量给料机称重后，再通过皮带输送机和斗式提升机输送至窑尾进料溜管。随后，原料通过管道下落至回转窑的窑尾，开始进入转型工序。
在这个工序中，原料经过高温煅烧，将a-锂辉石转化为目标产物β-锂辉石。整个晶型转化焙烧是一个连续的生产过程，采用天然气作为主要燃料。以下是详细的步骤：
原料准备：原料，即a-锂辉石，被送入工序。
燃料供应：天然气作为燃料通过厂内燃气站减压和计量后引入回转窑的窑头。
窑内反应：a-锂辉石在回转窑内经过高温煅烧，发生晶型转化，转变为目标产物β-锂辉石。通过低氮燃烧器点燃并燃烧，确保高温段物料温度控制在1050~1150℃。
连续生产：反应完成后，产物由窑头连续排出，保持生产的连续性。
烟气处理：产物排出的同时，烟气由风机从窑尾引出。烟气经过布袋收尘器进行粉尘收集，接着经过湿法脱硫和SCR脱硝处理，确保排放的尾气符合环保标准，最终在高空中排放。
热交换与冷却：窑头出来的焙料（温度约为1000℃）与篦冷机里的冷空气进行直接热交换。热焙料从回转窑口卸落到篦冷机的篦床上，在往复运动的十字推动棒的推动下，形成一定厚度的料床。冷却风机提供的冷却风通过风量自动调节阀向上吹入料层内，对热焙料进行冷却。
热回收：冷却后的冷却风成为高温热风（约800℃），作为燃烧空气再次进入窑系统，实现热回收，降低系统能耗。
产物输送：焙料经篦冷机冷却至<100℃，通过密闭的输送带输送至进入下一步工序。
焙料通过皮带输送机和提升机等输送设备被送入立式磨机进行研磨。经过精细的研磨处理后，焙料的粒度达到了工艺要求，其中200目筛下的物料比例不小于85%。细焙料经过选粉机的筛选，通过旋风收尘器和布袋收尘器进行粉尘收集。最后，利用提升机或仓式泵将符合要求的细焙料输送到细焙料仓进行储存。
细磨培料经过叶轮给料机和电子称重给料机计量后，加入混酸机。按比例从硫酸储罐加硫酸，混合后加入酸化窑。温度250-280℃，酸化焙烧30-60分钟。在这个过程中，焙料中的β-锂辉石与硫酸发生反应，硫酸中的氢离子与β-锂辉石中的锂离子发生置换反应，形成可溶于水的Li2SO4，得到酸化熟料。酸化熟料经过冷却机冷却至<50℃，然后由输送机送入熟料料仓进行存储。
化学反应方程式为：
B-Li2O·Al2O34SiO2+H2SO4→Li2SO4+Al2O3·4SiO2·H2O
在浸出制浆的过程中，碳酸钙的备料和浸出制浆的步骤如下：
粉状碳酸钙运输：由罐车将粉状碳酸钙运送至厂区。
气流输送：通过气流输送系统将粉状碳酸钙送至FT粉体投加系统。
输送至调浆罐：通过螺旋输送方式将碳酸钙加入调浆罐内。
调浆处理：在调浆罐内，按照碳酸钙固含量约为30%的比例，加入一级洗水，搅拌15分钟后，使用泵将混合物输送至钙浆缓冲罐备用。
酸化料加入调浆槽：酸化料通过星型卸料器加入调浆槽。
回收水调浆浸出：按照酸化料固含量约为30%的比例，加入流程中回收的各种水进行调浆浸出。
调浆浓度控制：通过取样分析或在线监测固含量的方式控制调浆浓度。然后加入预先配制的碳酸钙料浆，调整混合料浆的pH值至5.5。
反应处理：在室温下进行20~30分钟的反应。在这个过程中，酸化熟料中的硫酸锂和硫酸溶解到水中，与碳酸钙反应转化为硫酸钙，并产生二氧化碳。
浸出液分离：使用隔膜压滤机对浸取料浆进行固液分离，将浸出液和浸出渣分离。
浸出液处理：分离出的浸出液送入浸出液储罐，准备进行净化工序。浸出液中硫酸锂浓度约为140g/L。
浸出渣处理：经过洗涤和气吹处理，确保渣中的氧化锂含量符合0.3～0.35%的标准。可以进行额外洗涤，洗涤产生的水回到调浆浸出工序。
输送到净化釜： 将浸出液中的硫酸锂溶液输送至净化釜。
调节反应条件： 在净化釜中，通过加入纯碱和烧碱溶液，调节pH值至10~12，进行搅拌反应，温度控制在80℃左右。
沉淀形成： 沉淀生成，将其中的铁、镁、铝和钙等杂质固定在沉淀物中。
固液分离： 使用板框压滤进行固液分离，分离出净化后的液相。
净化渣处理： 处理净化渣，经过预处理后返回浸出工序，提高再利用性。
通过这个步骤，获得了净化后的硫酸锂溶液。
沉锂反应是为了从溶液中高效、纯度较高地提取碳酸锂。主要有以下几个步骤：
沉锂反应：将净化完成液与碳酸钠溶液混合并加热至沸腾，产生碳酸锂沉淀。
离心分离：将产生的含碳酸锂浆液通过离心机分离，得到碳酸锂固体和沉锂母液。
处理母液：将沉锂母液送至元明粉系统进行处理。
洗涤：对分离的碳酸锂固体进行搅拌洗涤，去除附着的杂质。
碳化过程：
将碳酸锂粗品和水加入制浆槽。
制成的浆液连续送入碳化反应塔进行碳化。
碳化反应产生碳酸氢锂溶液。
过滤与存储
过滤碳酸氢锂溶液得到清液。
清液存储于缓冲槽。
输送溶液： 将碳酸氢锂溶液通过泵送到热分解釜。
蒸汽加热： 利用蒸汽加热将溶液温度提高至90℃以上。
分解反应： 在高温条件下进行碳酸氢锂的热分解，生成碳酸锂沉淀、二氧化碳和水。
分离处理： 使用浓密机和离心分离，分离出碳酸锂沉淀。
母液处理： 处理热解母液的一部分，包括冷却和去酸化料调浆浸出等工序。
去硫酸钠中和： 对热解母液的另一部分进行中和处理。
产出碳酸锂： 将离心分离得到的碳酸锂沉淀用于碳酸锂的精制工序。
原料准备：将碳酸锂粗品与纯水按3:1比例加入搅洗槽。
搅拌洗涤：在90℃条件下进行15-20分钟的搅拌洗涤，去除不需要的杂质。
离心分离：对搅洗后的混合物进行离心分离，得到碳酸锂湿品。
送往提纯：将碳酸锂湿品送往碳化提纯工序，提高碳酸锂的纯度。
处理搅洗水：将分离产出的搅洗水送入酸化料调浆浸出工序，实现水的循环利用。
分离： 使用离心分离机将碳酸锂浆液分离成固体和液体。
干燥： 对分离后的碳酸锂固体进行干燥，去除水分。
粉碎： 使用气流超细粉碎机将干燥后的碳酸锂粉碎至3um≤d50≤8um。
包装： 利用自动定量包装机对粉碎后的碳酸锂进行包装。
存储： 将包装好的电池级碳酸锂产品送往成品库房，等待后续处理或分销。
硫酸钠工艺流程包括中和反应，通过与浓硫酸发生反应生成溶液，并调节pH值至中性。随后，中和液进入MVR蒸发器进行蒸发浓缩，产生硫酸钠结晶并回收析钠母液。湿硫酸钠经气流干燥机处理，转化为无水硫酸钠，最终产品进行包装。
咨询信息
