.2 混料烘干
锂云母按照一定比例与硫酸、钾钠盐、钙盐混合均匀，混合采用一级混酸，二级混钠，三级混钙进行混合，锂云母混料烘干系统设备连接图
为满足隧道窑焙烧压砖成型要求，需对混合料进行烘干预处理，烘干热量来源于烧成窑烟气。烘干后混合料含水7%~8%。烘干过程中，部分钙镁杂质与硫酸反应生成硫酸钙、硫酸镁，在后续浸出工序进入溶液。锂云母中的氟在与钙发生反应生成氟化钙，大部分被固化到锂云母精矿中，在烘干、隧道窑焙烧过程中有少量氟进入到烟气中。
主要反应方程式如下：
CaCO3+H2SO4=CaSO4+H2O+CO2↑
MgCO3+H2SO4=MgSO4+H2O+CO2↑
Ca2++F-—CaF2↓
二、隧道窑焙烧系统
烘干后的粉料通过行星混料机再次强力混匀，保证混合料压制砖块在隧道窑强 度要求。砖块依次通过隧道窑预热烘干、烧成、强制风冷降温至100℃ ,得到烧成砖块。烧成窑过程控制温度900~1000℃左右。锂云母在焙烧过程中与硫酸盐发生固相反应，钾、钠离子置换锂云母中的锂离子，生成可溶于水的硫酸锂，从而在后续浸出过程中把锂提取出来。
具体运行流程如下：回转烘干机产出物料经皮带输送至隧道窑成套装置。隧道窑成套装置包括行星混料机、制砖机、隧道窑（预热烘干窑、烧成窑、热量回收窑）、砖块破碎机及其他附属设备。隧道窑预热烘干热量来源于烧成窑烟气、产自冷却窑余热风，使砖块预热至140℃ ,砖块水分降低至3%。预热砖块通过进料小车输送至烧成窑，烧成窑内控制温度900~1000℃ 。烧成砖块进入冷却段后强制风冷，砖块冷却至150℃ ,焙烧后的冷却时间为 1.5小时，产生余热返回去隧道烘干窑。设备连接示意图
具体反应方程式如下：
高温焙烧
2(Li,K)2O·2Al2O3·6SiO2·2H(OH,F)+2Na2SO4——
2Li2SO4+2SiO2+2K2SiO3+4NaAlSi2O6+4Al2O3·SiO2+2HF↑+3H2O↑
高温焙烧
2(Li,K)2O·2Al2O3·6SiO2·2H(OH,F)+2CaSO4——
2Li2SO4+2SiO2+2K2SiO3+2Ca（AlSi2O6）2+4Al2O3·SiO2+2HF↑+3H2O↑
CaO+HF—CaF2+H2O↑ C+O2—CO2
同时也发生如下副反应：
Na2O.Al2O3.4SiO2+H2SO4→Na2SO4+H2O.Al2O3.4SiO2K2O.Al2O3.4SiO2+H2SO4→
K2SO4+H2O.Al2O3.4SiO2
2FeO+4H2SO4→Fe2（SO4）3+SO2+4H2O
Rb2O+H2SO4=Rb2SO4+H2O
Cs2O+H2SO4=Cs2SO4+H2O
H2SO4—SO3↑+H2O
2SO3-2SO2↑+O2↑
三、块料粉磨及粉料输送系统
隧道窑成套装置将砖块破碎后通过皮带输送块料至块料储仓，块料通过皮带输送至圆锥破碎机破碎，然后送入磨粉设备。磨粉设备包括立式磨机等。大粉料料仓底部配仓式泵，输送粉料至浸出车间接收仓。
四、浸出过滤工序
烧成砖块经过破碎、磨粉得到细焙料，调浆（固液比 1:1）浸出。锂、钠、钾、
铷铯等进入溶液，微量重金属铅、汞等基本不浸出。浸出矿浆（固液比 1:1）过滤得 到浸出液和浸出渣。浸出渣加水搅拌洗涤，洗水返回浸出。洗涤后浸出渣（含水18%）主要成分为二氧化硅、氧化铝、硫酸钙、氟化钙等。
具体运行流程如下：焙烧车间大料仓内细焙料气力输送至浸出车间接收仓。接收仓设计2台，用于生产切换。接收仓带称重模块，计量完成后通过螺旋输送机输送细焙料至调浆槽。调浆液经四级连续浸出后，经泵在中间储罐缓存后，通过泵输送至真空皮带过滤机得到浸出液和浸出渣。浸出渣调浆洗涤，经泵再次过滤得到浸出渣洗水和浸出渣。浸出渣去锂渣库。洗水返回磨粉调浆。浸出-过滤-洗涤工段设备连接示意图
五、净化浓缩工序
净化浓缩工序主要包括浸出液一级除杂、二级除杂、三级除杂、蒸发预浓缩、
消晶、树脂除钙镁，冷冻母液除氟。
5.1 浸出液一级除杂
一级除杂工序加入石灰浆液去除溶液中的磷酸根、氟离子，反应完成后通过泵
送至压滤机过滤，滤液送至二级除杂工序。
Ca2++PO3-—Ca(PO3)2↓
Ca2++F-—CaF2↓
5.2 浸出液二级除杂
二级净化工序加入活性炭+除氟试剂，深度去除溶液中的氟，反应完成后通过泵输送至压滤机过滤，滤液送至三级除杂工序。
Mn++nF-=M(F)n↓
Mn+代表 Fe3+、Al3+等金属离子
5.3 浸出液三次除杂
三级除杂为在溶液中加入碳酸钠、氢氧化钠溶液，深度去除溶液中的钙镁等杂
质，通过泵输送至压滤机过滤，滤液去蒸发浓缩。
Mn++nOH-=M(OH)n ↓
Mn++n/2CO32-=M(CO32-)n/2↓
Mn+代表 Fe 、Ca 、Al 、Mn等金属离子
5.4 净化液蒸发浓缩
净化液中硫酸锂浓度较低，直接沉锂存在沉锂率低、体系流通量大、晶核生长周期长等问题，需在沉锂前蒸发浓缩至较高的浓度。蒸发冷凝水返回工艺调浆、净化渣洗涤、产品洗涤等。
5.5 消晶
蒸发浓缩后可能有晶体析出，在消晶釜内加入冷冻除氟液（为钾钠盐蒸发结晶冷冻母液加除氟剂）、纯水、烧碱、纯碱。消晶后通过压滤机过滤、精密过滤得到消晶后液。
5.6 树脂除钙镁
浓缩后的净化液需要采用树脂进行进一步深度除杂，去除钙、镁等阳离子。树脂是一类能与金属离子形成多配位络合物的交联功能高分子材料。树脂上的功能原 子会与钙、镁等阳离子发生配位反应，形成类似小分子螯合物的稳定结构。使用一 段时间后，离子交换树脂饱和，需要用硫酸、片碱进行再生，再生后，树脂可以继续使用，再生溶液中含锂，返回浸出工序。经树脂除杂后的工艺水进入沉锂工序。
净化浓缩具体运行流程如下：
一级除杂为浸出液在一级除杂槽中，加入石灰调浆液，反应完成后通过泵送至压滤机过滤。滤液送至二级除杂工序，加入除氟试剂，反应完成后通过泵输送至压 滤机过滤。滤液送至三级除杂工序，加入双碱试剂，反应完成后通过泵输送至压滤 机过滤。滤液去蒸发浓缩，三级净化渣调浆洗涤，浆液通过板框压滤机过滤。三次 除杂板框压滤机卸料至中转皮带然后汇总去调浆洗涤，洗涤浆液输送至浸出车间过 滤。三次净化液蒸发浓缩得到的母液可能有晶体析出，去消晶工序。消晶后通过泵 输送至板框压滤机过滤，消晶完成液送至树脂深度除钙镁。消晶压滤机得到的晶体卸料至洗涤槽，加水洗涤然后通过泵输送至钾钠盐车间中和液储槽。
浸出液净化流程图
蒸发浓缩工序流程图
石灰乳制备方式如下：
碳酸钙来源为吨包装。在浸出车间设置吊车，将吨包装碳酸钙吊装至密闭碳酸钙储仓内，机械拆袋。料仓内碳酸钙通过螺旋输送机加入到调配槽内，石灰石料浆 浓度控制在 20%左右，石灰石调配溶液来源为浸出液，调配完后通过泵输送至一次
净化槽。详见峰特粉体投加设备
六、沉锂工序
沉锂车间接口为浸出净化车间管道输送而来的硫酸锂净化完成液。主要内容包
括沉锂、粗碳酸锂洗涤、碳化热析、干燥粉碎除磁包装系统。基本流程为：硫酸锂 净化完成液与碳酸钠溶液反应生成碳酸锂沉淀→碳酸锂沉淀固液分离获得碳酸锂粗
品→碳酸锂粗品一次洗涤→碳化热析→二次洗涤→干燥→粉碎→ 除磁→包装。
6.1 沉锂
树脂吸附后的硫酸锂净化完成液去沉锂。硫酸锂净化完成液经预热至~90℃ ,
在沉锂釜内混合反应生成碳酸锂结晶沉淀。
Li2SO4+Na2CO3=Li2CO3+Na2SO4
6.2 一次洗涤
沉锂得到的粗碳酸锂加纯水搅拌洗涤，过滤除去夹带的溶液杂质离子。
6.3 碳化热解
经过洗涤后的碳酸锂，仍含有较高含量的杂质离子。湿碳酸锂与一定量的纯水
混合调浆，碳化工序通入二氧化碳，碳酸锂转化为可溶性碳酸氢锂。碳化液精密过
滤器去除不可溶钙镁杂质。碳化液热解得到湿碳酸锂。
Li2CO3+CO2+H2O→2LiHCO3
2LiHCO3→Li2CO3+CO2+H2O(加热）。
6.4 二次洗涤
碳化热解得到的湿碳酸锂加纯水搅拌洗涤，去除夹带的热解母液。
6.5 干燥粉碎除磁包装
精制碳酸锂通过干燥、粉碎、除磁、包装得到电池级碳酸锂产品。
七、钾钠盐处理工序
钾钠盐处理主要工序包括沉锂母液中和、硫酸钠钾蒸发结晶、蒸发母液冷冻重
溶、湿盐干燥。
7.1 沉锂母液中和
沉锂车间泵输送而来的沉锂母液在脱碳槽内中和脱碳，然后经泵输送至碱转槽内回调 pH，然后通过泵将碱转后溶液输送至脱碳液储槽内储存，然后通过泵输送至硫酸钠钾蒸发结晶系统。
脱碳反应方程式：
H2SO4+CO32-=SO42-+CO2+H2O
7.2 硫酸钠钾蒸发结晶
原料进行一级冷凝水预热，充分利用二次蒸汽冷凝水的显热预热，初步提温后的料液进入强制蒸发器蒸发进行换热升温，温度约为 90～105℃ , 再进入结晶分离 器后闪蒸，产生二次蒸汽及浓缩液。此时，硫酸钠、硫酸钾处于过饱和区，开始产 生晶核。由于晶核比重较大，开始向结晶分离器下部沉降，晶核的成长形成晶体。 达到固含量要求的晶浆进入稠厚器进行稠厚、养晶。浓晶浆经稠厚以后，进入离心机甩出硫酸钠及硫酸钾晶体。
7.3 冷冻结晶重溶
MVR 蒸发母液 90℃ , MVR 蒸发母液去闪蒸冷冻，以降低溶液体系中的盐含量，
主要工艺流程为一级闪蒸降温一冷冻一过滤，冷冻盐通入蒸汽重新溶解，重溶液返 回蒸发结晶装置。蒸发母液首先进行闪蒸降温，既析出晶体，又蒸发水分。闪蒸后 物料采用冷却母液进行降温，即降低进入结晶系统的温度，减少冷媒消耗，又升高 了母液的温度，降低后续母液升温蒸汽消耗。为了减少物料在换热面结疤，配备预
冷循环泵和母液循环泵，加大物料的流动速率。
7.4 钾钠盐干燥
钾钠盐干燥设备选用滚筒烘干设备。干燥后粉料通过仓式泵，输送至焙烧区钾钠盐接收料仓。富余钾钠盐，通过仓式泵输送至吨包机顶部料仓，包装后转运至综合仓库。
八、配纯碱
纯碱站设计在沉锂车间，配纯碱水来自一次洗锂水。配纯碱站基本流程为吨袋碳酸钠拆包→碳酸钠配制→碳酸钠压滤→碳酸钠精滤。
作者声明：本人不专门研究锂矿、锂盐、锂电生产，专心研究服务于锂盐、锂电生产的盐溶液蒸发器，可以提供设计、制造、调试、运营及设备租赁全方位服务。
