碳酸鋰是鋰化合物中重要的鋰鹽，是制備高純鋰化合物和鋰合金的主要原料，在玻璃和陶瓷制造、醫(yī)藥、有色金屬冶煉、鋰電池電極材料等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。目前，生產(chǎn)碳酸鋰原料主要有鋰輝石、鹽湖鹵水、海水等，因生產(chǎn)原料不同，生產(chǎn)工藝也有所不同。

　　碳酸鋰和氫氧化鋰的生產(chǎn)工藝采用成熟的“硫酸法礦石提鋰”工藝：外購鋰輝精礦經(jīng)轉(zhuǎn)化焙燒、酸化焙燒、凈化等工序制得 Li2SO4(即 Li2O 含量達(dá)60g/L)的完成液，再分別進(jìn)入碳酸鋰和氫氧化鋰生產(chǎn)工段，這里中焦礦機主要和大家分享轉(zhuǎn)化焙燒和酸化焙燒工藝及裝置。

　　1.轉(zhuǎn)化焙燒

　　鋰輝石精礦從精礦庫人工送至斗式提升機提升至精礦倉，再經(jīng)圓盤給料機和螺旋給料機加入碳酸鋰回轉(zhuǎn)窯窯尾連續(xù)喂料，連續(xù)生產(chǎn)。回轉(zhuǎn)窯窯尾鋰輝石計量倉出料口設(shè)計成矩形，造粒后的窯灰由溜子直接溜入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)。鋰輝石精礦通過輸送皮帶(位于密閉管廊內(nèi))送入焙燒回轉(zhuǎn)窯上料礦倉，再電子稱重給料機按加料量要求計量加入轉(zhuǎn)化焙燒回轉(zhuǎn)窯。在加料過程中會溢出少量粉塵，在窯尾進(jìn)料口設(shè)置密封罩，以防止無組織粉塵產(chǎn)生。鋰輝石焙燒采用天然氣作為燃料，工業(yè)園區(qū)接入廠區(qū)的天然氣壓力位0.3～1.2MPa。燃燒器采用自帶二次風(fēng)通道的多通道天然氣燃燒器，燃燒器自帶調(diào)節(jié)、安全控制及計量的閥組。

　　鋰輝石精礦在1100～1200℃的溫度下進(jìn)行晶形轉(zhuǎn)化焙燒，鋰輝石由α型轉(zhuǎn)化為β型(即焙料，轉(zhuǎn)化率≥98%)，燒結(jié)料經(jīng)電動三通分料閥進(jìn)入回轉(zhuǎn)式冷渣機進(jìn)行冷卻至<80℃。轉(zhuǎn)化焙燒過程中產(chǎn)生的回轉(zhuǎn)窯煙氣主要污染物為顆粒物、氮氧化物、二氧化硫，經(jīng)“高溫布袋除塵+SCR脫硝+濕法脫硫”處理后有組織排放。采用冷渣機對焙燒料進(jìn)行冷卻，焙燒料經(jīng)過管道通過冷渣機，與冷渣機中的循環(huán)冷卻水進(jìn)行熱交換，冷卻至80℃以下后進(jìn)行出料。冷卻過程焙燒料均在管道內(nèi)間接冷卻，冷卻過程無粉塵產(chǎn)生。

　　3.球磨及輸送

　　出冷渣機的焙燒料經(jīng)溜子、電動三通分料閥落入球磨機進(jìn)行球磨。球磨采用一臺φ3.5×13m開路超細(xì)磨，冷卻后的鋰輝石經(jīng)倉底出料閘板、棒閘、皮帶秤計量、皮帶機輸送喂入球磨機進(jìn)行粉磨，粉磨后的鋰輝石細(xì)焙料經(jīng)斜槽、提升機提升、斜槽輸送入細(xì)焙料倉儲存。球磨粉塵經(jīng)布袋除塵器處理后有組織排放，除塵系統(tǒng)收集下來的細(xì)焙料輸送入細(xì)焙料倉儲存

　　4.酸化焙燒

　　細(xì)磨焙料經(jīng)葉輪給料機和電子稱重給料機計量加入混酸機，并按配料比(焙料：硫酸=4:1)加入來自高位槽(由硫酸儲罐通過泵打入)的硫酸，經(jīng)過充分混合均勻后，通過溜槽(密閉)進(jìn)入酸化窯中。在250℃左右的溫度、微負(fù)壓下進(jìn)行酸化焙燒30~60min，焙料中β-鋰輝石同硫酸反應(yīng)，酸中氫離子置換β-鋰輝石的鋰離子，使其中的Li2O與硫酸根結(jié)合為可溶于水的Li2SO4得到酸化熟料(酸化率≥98%)，主要化學(xué)反應(yīng)如下：

　　β-Li2O·4SiO2+H2SO4 → Li2SO4+H2O·4SiO2

　　酸化熟料進(jìn)過管道通過冷卻機，與冷卻循環(huán)水間進(jìn)行熱交換，冷卻至50℃以下后送入浸出線。冷卻過程酸化熟料均在管道內(nèi)間接冷卻，冷卻過程無粉塵產(chǎn)生。

　　酸化熟料通過酸化窯窯尾排料口下料至冷卻機的過程中，會產(chǎn)生少量粉塵，對排料口與冷卻機接口處進(jìn)行密閉，避免粉塵無組織排放。配備布袋除塵器，窯尾粉塵經(jīng)處理后由排氣筒排放。

　　不同類型的原料，生產(chǎn)工藝各不相同，想要了解具體碳酸鋰、氫氧化鋰生產(chǎn)工藝，可聯(lián)系中焦礦機工藝工程師交流。