導(dǎo)語(yǔ)：鋰行業(yè)鹽化工技術(shù)的運(yùn)用一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1金屬鋰提取

金屬鋰及其化合物近些年無(wú)論在民用還是在工業(yè)及國(guó)防行業(yè)，應(yīng)用越來(lái)越廣泛。在原子能工業(yè)中具有十分獨(dú)特的地位，被譽(yù)為高能金屬;它推動(dòng)著能源工業(yè)，尤其是電池技術(shù)的發(fā)展，無(wú)愧于能源金屬和推動(dòng)世界前進(jìn)的金屬的稱謂。鋰的主要來(lái)源是礦石、鹽湖鹵水;現(xiàn)階段的開采主要還是以含鋰的礦石為主。礦石法提取碳酸鋰的產(chǎn)能主要集中在中國(guó)，規(guī)模大約在2萬(wàn)t/a，目前礦石法碳酸鋰的成本平均在3萬(wàn)元/t左右。鋰礦石常用提煉方法目前主要采用3種方法，石灰石焙燒法、硫酸法和硫酸鹽法。中鹽工程技術(shù)研究院有限公司(以下簡(jiǎn)稱“公司”)為成都新能興材有限公司瀘定鋰鹽廠新建鋰業(yè)項(xiàng)目，采用的是硫酸法提取。硫酸法生產(chǎn)碳酸鋰對(duì)原料適應(yīng)性強(qiáng)，可以處理鋰含量較低的礦石，作業(yè)簡(jiǎn)單且收率高，是當(dāng)前最為成熟的礦石提鋰工藝，副產(chǎn)品是硫酸鈉。

2鹽化工技術(shù)在鋰領(lǐng)域的應(yīng)用

礦石提鋰生產(chǎn)能耗高已成行業(yè)共識(shí)，隨著生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)不斷積累，實(shí)施技術(shù)改造、技術(shù)創(chuàng)新和節(jié)能降耗等措施，降低生產(chǎn)成本成為企業(yè)首要任務(wù)。在前期的煅燒、酸化轉(zhuǎn)化工段;蒸發(fā)結(jié)晶和冷凍技術(shù)相似度很高，所以，公司率先將鹽及鹽化工行業(yè)工程技術(shù)引入鋰行業(yè)，取得了成功，為企業(yè)節(jié)約了成本，創(chuàng)造了較好的經(jīng)濟(jì)效益。隨著真空蒸發(fā)制鹽及鹽化工行業(yè)各種新技術(shù)和新設(shè)備的引入，為礦石提鋰的可持續(xù)發(fā)展提供了強(qiáng)勁動(dòng)力。鋰輝石提取氫氧化鋰和碳酸鋰在國(guó)內(nèi)率先采用了DCS自控系統(tǒng)，從鋰精礦的進(jìn)料到碳酸鋰產(chǎn)品的產(chǎn)出，包括尾氣處理系統(tǒng)，全程實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制。為企業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制、節(jié)能降耗，改變了高耗低效的局面。

2．1提取工段

鋰行業(yè)原有的提取工段，無(wú)論是從煅燒到浸取，直至后續(xù)的過(guò)濾、洗滌工段，自動(dòng)化程度低，人工投入量大，生產(chǎn)效率低。隨著鹽化工先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)，從反應(yīng)、過(guò)濾、洗滌等方面采取新型設(shè)備及自動(dòng)控制，理順了整體布局，從工藝上根本解決了跑冒滴漏、臟亂差的局面。減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了不必要的人員投入，節(jié)約了成本，降低了能耗。采用新技術(shù)后，礦石中鋰的晶轉(zhuǎn)率和酸化率以及氧化鋰的浸出率均大幅提高，渣中全鋰含量降到了0．15%以下，鋰的回收率顯著提高。僅此一項(xiàng)節(jié)約成本在10%以上。

2．2蒸發(fā)工段

傳統(tǒng)的鋰行業(yè)蒸發(fā)一般采用三效蒸發(fā)工藝，產(chǎn)品存在著能耗高，而且母液夾帶損失量大，產(chǎn)品顆粒小，收率低，造成成本增加。在瀘定鋰業(yè)的項(xiàng)目設(shè)計(jì)中通過(guò)可比論證(從原有的鋰行業(yè)蒸發(fā)系統(tǒng)到現(xiàn)真空制鹽系統(tǒng))，根據(jù)物料的特性，采用近些年摸索出的新型蒸發(fā)工藝，與國(guó)外先進(jìn)蒸發(fā)結(jié)晶廠商HPD合作交流，吸收國(guó)外同行業(yè)相關(guān)先進(jìn)技術(shù)，從根本上解決原有蒸發(fā)的弊端，提高收率和經(jīng)濟(jì)性。工程采用MVR技術(shù)設(shè)計(jì)蒸發(fā)系統(tǒng)。引進(jìn)先進(jìn)的MVR(機(jī)械熱壓縮)技術(shù)，配套國(guó)產(chǎn)壓縮設(shè)備。減少了原材輔料的運(yùn)入和廢渣的運(yùn)出，節(jié)省了設(shè)備的投資及運(yùn)行能耗。無(wú)論是單水氫氧化鋰和碳酸鋰產(chǎn)品，還是元明粉產(chǎn)品的生產(chǎn)都采用了MVR蒸發(fā)技術(shù)。MVR即機(jī)械蒸汽再壓縮(MechanicalVaporRe-compression)是將由生產(chǎn)介質(zhì)蒸發(fā)來(lái)的低溫、低壓二次蒸汽通過(guò)機(jī)械再壓縮生成高品位的蒸汽的過(guò)程(在壓縮以提高蒸汽的溫度、壓力和熱焓)。壓縮后的蒸汽進(jìn)入蒸發(fā)器，以此循環(huán)。蒸發(fā)裝置通過(guò)壓縮機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能來(lái)循環(huán)利用，在此情況下，除在冷啟動(dòng)開車運(yùn)行或提高負(fù)荷的情況下，需要少量外來(lái)生蒸汽，在正常運(yùn)行時(shí)無(wú)需外來(lái)蒸汽補(bǔ)充，極大提高了系統(tǒng)的熱效率。在多效蒸發(fā)系統(tǒng)中，末效的熱能只能通過(guò)冷凝器來(lái)釋放，造成熱力損失，而在MVR系統(tǒng)中，熱能全部利用機(jī)械能回收。且還減少了循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。隨著鹽化工技術(shù)在鋰行業(yè)的引進(jìn)，針對(duì)原有的蒸發(fā)罐型也進(jìn)行了修改，采用現(xiàn)在新型的真空制鹽的軸向進(jìn)料外加熱強(qiáng)制循環(huán)的蒸發(fā)罐型。提高產(chǎn)品的(氫氧化鋰、碳酸鋰及硫酸鈉)結(jié)晶顆粒和純度，減少母液循環(huán)量，降低能耗。改變了目前鋰行業(yè)硫酸鈉蒸發(fā)普遍存在粒徑小，純度低，二次蒸汽夾帶量大的難題。解決了離心分離穿濾量大，導(dǎo)致母液循環(huán)量大，運(yùn)行成本高的問(wèn)題。在其他輔助設(shè)備的選型方面，結(jié)合鋰行業(yè)的特點(diǎn)，采用鹽化工行業(yè)成熟的技術(shù)，對(duì)換熱設(shè)備、離心脫水干燥等設(shè)備進(jìn)行了優(yōu)選。

2．3冷凍工段

制鹽工業(yè)為基礎(chǔ)工業(yè)，無(wú)論在產(chǎn)業(yè)規(guī)模或者技術(shù)優(yōu)化程度都遠(yuǎn)高于鋰礦石加工制取鋰產(chǎn)品的工程化技術(shù)。傳統(tǒng)的硫酸鈉冷凍工藝存在著效率低、能耗高、工藝繁瑣、設(shè)備操作復(fù)雜、設(shè)備投資大的特點(diǎn)，與先進(jìn)的鹽化工行業(yè)的冷凍技術(shù)相比有較大的差距。鹽行業(yè)的相關(guān)技術(shù)的引入，對(duì)鋰行業(yè)現(xiàn)有產(chǎn)能的升級(jí)改造和新建項(xiàng)目的節(jié)能降耗有重要意義。在設(shè)計(jì)過(guò)程中采用公司專有的專利技術(shù)，在連續(xù)冷凍工藝做重大改變，使冷凍能耗降低，冷凍設(shè)備小型化;大幅降低鋰產(chǎn)品生產(chǎn)的基礎(chǔ)設(shè)施投資成本和運(yùn)行成本。母液冷凍是將母液中的鋰進(jìn)行回收，提高鋰收率的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。通過(guò)冷凍將母液中的硫酸鈉冷凍析出，進(jìn)行鋰產(chǎn)品的回收工藝環(huán)節(jié)。優(yōu)化原有工藝，充分利用冷源進(jìn)行高效換熱。經(jīng)換熱后的硝母液泵入預(yù)冷器預(yù)冷后再進(jìn)入預(yù)冷結(jié)晶器，經(jīng)過(guò)一段預(yù)冷結(jié)晶器降溫后，轉(zhuǎn)入冷凍結(jié)晶器進(jìn)行二段冷凍。冷凍后的含十水硝料液排入沉降器進(jìn)行固液分離，分離出的十水硝漿進(jìn)入離心機(jī)脫水，濕十水硝直接進(jìn)入溶硝罐，沉降器上層的清液返回前段回收鋰產(chǎn)品。預(yù)冷結(jié)晶器和冷凍結(jié)晶器采用專利技術(shù)設(shè)計(jì)。對(duì)預(yù)冷器和冷凍結(jié)晶器設(shè)計(jì)采用新型罐型，延長(zhǎng)洗罐周期。洗罐時(shí)只是對(duì)加熱管進(jìn)行洗滌，利用極少的能量對(duì)預(yù)冷器和結(jié)晶器進(jìn)行洗滌，免除了大排料洗罐，洗罐周期長(zhǎng)的缺點(diǎn)，達(dá)到再次循環(huán)制冷的目的。減輕了工人的操作強(qiáng)度，減少了洗罐時(shí)間，增加了有效生產(chǎn)時(shí)間。該專利洗滌的優(yōu)點(diǎn)是不用排出預(yù)冷器和冷凍結(jié)晶器的物料，直接對(duì)換熱管進(jìn)行洗滌;大大節(jié)省了操作時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。采用冷媒技術(shù)，替代直接冷凍機(jī)制冷的工藝，消除了在氨蒸發(fā)器內(nèi)堵管的弊端。通過(guò)換熱充分利用冷源。利用十水硝的特性，采用溶硝罐系統(tǒng)，將部分十水硝溶解成無(wú)水硝，剩余的硝溶液進(jìn)入后工段的蒸發(fā)系統(tǒng)，這樣就大大減少了硝蒸發(fā)系統(tǒng)的能耗和設(shè)備的大小。在此只蒸發(fā)十水硝中的水分。

2．4自控系統(tǒng)

隨著自控系統(tǒng)的引入，提高了系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性，大大減輕了一線操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。采用DCS對(duì)生產(chǎn)全過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)化調(diào)控，保證裝置工藝指標(biāo)處于最佳狀態(tài)，同時(shí)有利于安全生產(chǎn)。對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的溫度、壓力、流量、液位、料位、等各種參數(shù)的檢測(cè)及進(jìn)出工段的能源統(tǒng)計(jì)均由DCS系統(tǒng)完成，有效地減少物料及能源浪費(fèi)，提高能源利用。

3結(jié)束語(yǔ)

制鹽及鹽化工技術(shù)在鋰行業(yè)的應(yīng)用，不僅解決了原有鋰行業(yè)生產(chǎn)中煅燒、浸取除雜等工藝陳舊的問(wèn)題，還解決了原有冷凍系統(tǒng)、蒸發(fā)系統(tǒng)能耗高的問(wèn)題。隨著自動(dòng)化程度的提升，提高了礦石中鋰的回收率，降低運(yùn)行成本和人工成本。預(yù)計(jì)礦石中鋰的殘余量降到0．15%以下，能耗降低20%左右，產(chǎn)品成本降到2．5萬(wàn)元以下。因此，隨著鹽化工技術(shù)在鋰行業(yè)的引進(jìn)，使鋰行業(yè)的工藝技術(shù)得到一次大幅的升級(jí)，礦石提鋰將煥發(fā)新的生機(jī)。

作者:劉長(zhǎng)巖 秦佳政 單位:中鹽工程技術(shù)研究院有限公司

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