石灰石法氢氧化锂车间设计(design of lithium hydrate shop by calcite process)

以锂辉石或锂云母精矿为原料，采用石灰石法生产单水氢氧化锂的锂冶炼厂车问设计。

工艺流程   由细磨配料、烧成、浸出、蒸发浓缩、结晶、精制、干燥、包装和母液处理等工序组成，工艺流程见图。

一般锂辉石精矿含Li2O≥6％；锂云母精矿含Li2O4.3％～4.8％；辅助材料石灰石含CaO≥54％、SiO2≤1％。精矿经配料湿磨，制备成细度小于0.074mm，含水34％～36％的料浆，在料浆槽内调配后获得含CaO40％～42％的合格生料浆，生料浆在1150～1250℃温度下经回转窑煅烧成熟料，熟料按液固比3：1加洗液湿磨至小于0.074mm，并在95℃温度下浸出3h。浸出料浆过滤渣经用水在95℃温度下反向洗涤三次后送渣场堆存，浸出液沉清、蒸发浓缩至含LiOH130g／L并过滤后，在40℃温度下冷却结晶。分离得到的单水氢氧化锂粗品，再用纯水重溶并再浓缩、结晶或者用氢氧化锂饱和液洗涤除去钾钠杂质，分离得到的单水氢氧化锂在130～140温度下真空干燥为产品。提锂终母液可供造纸厂作为烧碱用；以锂云母为原料的终母液亦可进一步回收锂铷铯钾等元素化合物。

设备选择   主要设备有球磨机、配料槽、回转窑、过滤机、蒸发器、结晶槽和干燥机等。煅烧采用回转窑，湿法喂料，用重油或粉煤直接加热，单位产能：按熟料计为10～12kg／(m2•h)或32～38kg／(m3•h)，亦可用下列经验公式计算。

G=0.552D2.88

式中G为窑产能，t／h；D为窑内径，m。浸出液浓缩用蒸发器，为自然循环外加热式，两效或三效，其产能按蒸发水量计为15～20kg／(m2•h)。

车间配置  按工艺特点，分火法(原料至煅烧成熟料)和湿法(熟料浆至产品)两部分，宜采用分片布置。为降低能耗，便于操作和减少机械损失，回转窑窑尾和产品工序配置于高层。

技术特点   浓缩机和回转窑在生产中须连续运行，要求有可靠的供电及供水，真空蒸发过程末效蒸汽冷凝耗水量大，一般均将冷却水循环使用；每吨产品产出的锂渣中含碱水量为7～13t，堆放时要防止渣中含碱液污染土壤及水体。

主要技术经济指标   以锂精矿生产单水氢氧化锂的生产技术指标为：

产品质量

LiOH                                             不小于／％                               56.5

CO2                                              不大于／％                                0.35

Cl–                                                     不大于／％                                0.003

SO4––                                              不大于／％                                0.01

Na                                                  不大于／％                               0.002

CaO                                               不大于／％                               0.02

酸不溶物(在HCl中)                         不大于／％                               0.002

以锂辉石精矿为原料

总回收率／％                                                                                  78～80

单耗(1t产品计)

锂辉石精矿(Li2O 6％计)／t                                                         6.85～7.12

石灰石(CaO54％)／t                                                                    19～21

水／t                                                                                               200～300

电／kW•h                                                                                      6000～6500

蒸汽／t                                                                                             70～80

以锂云母精矿为原料

总回收率／％                                                                                  62～65

单耗(1t产品计)

锂云母精矿(Li2O4.5％计)／t                                                           12.6～12

石灰石(CaO54％)／t                                                                      36～38

水／t                                                                                                 300～350

电／kW•h                                                                                          8000～8500

蒸汽／t                                                                                              110～120