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鋰輝石是目前鋰化學制品的主要工業(yè)礦物原料。溴化鋰、氯化鋰、氫氧化鋰等鋰化合物廣泛用于空調、制冷、除濕和空氣凈化;丁基鋰用作主體異性橡膠和合成橡膠的聚合催化劑;鋰基潤滑脂用于軍事機械化裝備、石油化工設備、精密儀表等;鋰電池用于心臟起搏器、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于原子能、航空、航天、軍事、冶金、電子、玻璃、陶瓷、機械制造等工業(yè)部門。鋰的用途在不斷擴大，正在開拓的新用途是用于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(jīng)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型鋰輝石為單斜晶系，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。β型鋰輝石為四方晶型，由于晶型的轉變礦物的物理化學性質也產(chǎn)生明顯的變化，能與酸堿產(chǎn)生反應，適于鋰的提取。因此鋰輝石的晶型轉變焙燒工藝是整個提鋰工藝的基礎，晶型轉換焙燒的質量好壞直接影響鋰的回收率。
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，屬于高品位鋰輝石，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篩余11%;轉型焙燒后的鋰輝石休止角38°，容重0.9 t/m3。
2.2 轉型焙燒工藝(詳詢白總：13803857310)
案例工藝一：四川某鋰鹽廠產(chǎn)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(jīng)過三級旋風預熱后，經(jīng)C3旋風筒收集下來，經(jīng)C3鎖風閥下料管、窯尾煙室下料舌頭喂入回轉窯進行煅燒。該技術是嫁接了窯外預熱預分解窯的窯尾預熱器中預熱部分的功能，利用從回轉窯窯尾出來的高溫煙氣作為粗顆粒用三級懸浮預熱器熱源，進行入窯鋰輝石原料的預熱，物料在撒料板作用下與煙氣充分接觸，物料和煙氣迅速充分換熱，經(jīng)預熱器換熱后出C1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凈化除塵，凈化后的煙氣經(jīng)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干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回轉窯系統(tǒng)，斜度3.5%。經(jīng)預熱器干燥、預熱后的物料喂入回轉內繼續(xù)煅燒，通過調節(jié)回轉窯的轉速來控制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β型，保證鋰輝石的煅燒質量。煅燒鋰輝石的熱量由窯頭四通道高效煤粉燃燒器燃燒煤粉提供，煤粉采用風掃煤磨進行粉磨，采用申克轉子秤計量，羅茨風機氣力輸送至窯頭燃燒器。
經(jīng)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，冷卻面積為35m2，適合這種轉型焙燒后細粉物料的冷卻及輸送，冷卻后的β型鋰輝石溫度為環(huán)境溫度+65℃左右。從篦下鼓入的冷風與高溫β型鋰輝換熱后的熱氣體，一部分做為二次風進入回轉窯內助燃，一部分做為煤磨熱風，對原煤進行烘干，多余的風就進入換熱器進行降溫、窯頭收塵器凈化除塵，凈化后的氣體經(jīng)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(huán)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(chǎn)線用原煤熱值為6500kcal/kg，工程設計煅燒熱耗為750 kcal/kg-cl�，F(xiàn)在調試階段已經(jīng)進入尾聲，產(chǎn)能達到了設計要求，晶轉率在98.5%以上，經(jīng)統(tǒng)計核算實際熱耗為650kcal/kg-cl。
案例工藝二：江西某鋰鹽廠產(chǎn)能600t/d，采用的是余熱鍋爐+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(chǎn)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凈化除塵，凈化后的氣體經(jīng)窯尾排風機、煙囪直接排入大氣。
鋰輝石原料(含窯灰)經(jīng)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(jīng)過了干燥、預熱、轉型焙燒�；剞D窯采用Φ4.3×68m，斜度3.5。通過調節(jié)回轉窯的轉速來控制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β型。煅燒鋰輝石的熱量由窯頭四通道高效煤粉燃燒器燃燒煤粉提供，煤粉采用風掃立磨進行粉磨，采用申克轉子秤計量，羅茨風機氣力輸送至窯頭燃燒器。經(jīng)過轉型焙燒的鋰輝石從窯頭進入到四代篦冷機進行冷卻，窯頭熟料冷卻采用改進型用四代篦冷機，冷卻面積為35m2。冷卻后的轉型焙燒料溫度為環(huán)境溫度+65℃左右。從篦下鼓入的冷風與高溫轉型焙燒料進行換熱，換熱后的熱氣體一部分作為二次風進入回轉窯內阻燃，一部分作為煤磨熱風，對原煤進行烘干。多余的熱風作為窯頭熱水鍋爐的加熱源，窯頭熱水鍋爐產(chǎn)生熱水的同時降低了多余熱風的溫度，出鍋爐150歲數(shù)左右的余風直接進入窯頭袋除塵器進行凈化除塵，凈化后的氣體經(jīng)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(huán)保標準。
采用立磨粉磨煤粉和焙燒料，生產(chǎn)線用原煤熱值6100kcal/kg，工程設計煅燒熱耗為825kcal/kg-cl。本工程我司負責工程設計、項目管理及生產(chǎn)調試，該項目已經(jīng)在2013年8月完成了調試工作，現(xiàn)在已經(jīng)生產(chǎn)階段。產(chǎn)能達到了600t/d，晶轉率也在98.5%以上，實際熱耗只有670kcal/kg-cl。
三、 工藝生產(chǎn)配套的自動化系統(tǒng)
為滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)線的工藝要求，保證工藝設備可靠運行，穩(wěn)定工藝參數(shù)，保證產(chǎn)品質量，節(jié)約能源，提高生產(chǎn)線的運轉率。以上這兩個項目的管理操作系統(tǒng)都是采用技術先進、性能可靠、基于現(xiàn)場控制站加上位機的計算機控制系統(tǒng)(DCS系統(tǒng))，對主生產(chǎn)線集中監(jiān)視、操作和分散控制，可有效提高電控設備的可靠性和可維護性，實現(xiàn)控制、監(jiān)視、操作的現(xiàn)代化。通過DCS與工廠管理系統(tǒng)的網(wǎng)絡連接，使管理人員能隨時掌握工廠生產(chǎn)的實際情況，實現(xiàn)管理現(xiàn)代化，大地提高了勞動生產(chǎn)率。
以上兩種生產(chǎn)工藝都是因地制宜，不僅結合了業(yè)主的需求，也滿足了產(chǎn)品的各項經(jīng)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(shù)據(jù)上進行的，工程實施、試生產(chǎn)調試中難免走了些彎路，完全靠我司在熟知回轉窯煅燒機理，以及在水泥行業(yè)、活性石灰等行業(yè)的積累的經(jīng)驗排出一切困難，使生產(chǎn)線得以順利達產(chǎn)達標。我司在這兩個項目中總結了鋰輝石轉型焙燒設計、設備選型等方面的經(jīng)驗，為將來同項目奠定了堅實的基礎。兩個項目在回轉窯煅燒鋰輝石工藝上革命性的突破，以上這兩個項目無論在產(chǎn)能上還是質量上都處于國內先水平，也得到了業(yè)主的充分肯定。