【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本申請(qǐng)屬于含鋰礦物處理，具體涉及一種用于鋰云母礦低溫?zé)o鹽流態(tài)化焙燒提鋰的方法及系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、鋰元素被譽(yù)為是21世紀(jì)的“白色石油”。鋰及其化合物廣泛應(yīng)用于鋰電池、陶瓷、玻璃、鋁冶煉、醫(yī)藥等工業(yè)領(lǐng)域。近年來(lái)，隨著鋰離子電池在便攜式電子設(shè)備、電動(dòng)汽車(chē)、空間技術(shù)和國(guó)防工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，對(duì)鋰的需求量日益增加。我國(guó)有豐富的鋰云母資源，但品位低li2o含量普遍低于2wt%，導(dǎo)致每噸碳酸鋰產(chǎn)渣量30~60噸。而且，由于渣中含有氟、鈹和鉈等毒害元素，造成嚴(yán)重環(huán)境安全風(fēng)險(xiǎn)。因此，如何降低冶煉鋰云母的冶煉渣量、能耗及易流失毒害組分含量，對(duì)我國(guó)鋰資源綠色高質(zhì)量利用具有重要意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、有鑒于此，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N用于鋰云母礦低溫?zé)o鹽流態(tài)化焙燒提鋰的方法及系統(tǒng)，旨在降低冶煉鋰云母礦冶煉渣量和能耗。
2、第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N用于鋰云母礦低溫?zé)o鹽流態(tài)化焙燒提鋰的方法，包括以下步驟：
3、步驟s1：提供鋰云母礦顆粒；
4、步驟s2：將所述鋰云母礦顆粒與流化氣體分別進(jìn)行預(yù)熱處理，使預(yù)熱后的鋰云母礦顆粒的溫度為700~790℃、預(yù)熱后的流化氣體的溫度為700~850℃，將預(yù)熱后的鋰云母礦顆粒與流化氣體進(jìn)行流態(tài)化焙燒處理，使所述鋰云母礦顆粒中l(wèi)i-f礦相發(fā)生解離釋放氟離子，氟離子與氫離子結(jié)合產(chǎn)生氟化氫氣體從鋰云母礦顆粒內(nèi)部擴(kuò)散至氣相中，得到焙燒熟料和含氟尾氣；其中，所述流化氣體包括水蒸氣，所述水蒸氣在所述流化氣體中的體積百分含量不小于30%。
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6、在一些實(shí)施方式中，所述水蒸氣在所述流化氣體中的體積百分含量不小于40%；優(yōu)選地，不小于50%。
7、在一些實(shí)施方式中，所述步驟s1中，所述鋰云母礦顆粒的平均粒徑為0.1~0.5mm。
8、在一些實(shí)施方式中，所述步驟s2中，所述流態(tài)化焙燒處理的條件包括：流態(tài)化焙燒的溫度為810~850℃，流態(tài)化焙燒的時(shí)間為0.5~2h。
9、在一些實(shí)施方式中，所述步驟s2中，所述流態(tài)化焙燒處理的條件包括：所述鋰云母礦顆粒與所述流化氣體逆流接觸。
10、在一些實(shí)施方式中，所述步驟s2還包括：所述流態(tài)化焙燒處理前，將所述鋰云母礦顆粒與流化氣體分別進(jìn)行預(yù)熱處理，使預(yù)熱后的鋰云母礦顆粒的溫度為700~790℃、預(yù)熱后的流化氣體的溫度為700~850℃。
11、在一些實(shí)施方式中，還包括：步驟s3：將所述焙燒熟料使用酸液進(jìn)行酸浸處理，使所述焙燒熟料中鋰元素固定至浸出液中，過(guò)濾得到浸出渣和浸出液。
12、在一些實(shí)施方式中，所述酸液為硫酸水溶液，所述硫酸水溶液的濃度為0.1~5mol/l；優(yōu)選地，為0.3~3mol/l；進(jìn)一步優(yōu)選地，為0.5~1.5mol/l。
13、在一些實(shí)施方式中，所述酸浸處理的條件包括：固液比為0.5:5，酸浸時(shí)間為0.5~3h；優(yōu)選地，固液比為0.5:2；進(jìn)一步優(yōu)選地，固液比為0.5:1；優(yōu)選地，酸浸時(shí)間為0.5~2h；進(jìn)一步優(yōu)選地，酸浸時(shí)間為0.5~1h。
14、在一些實(shí)施方式中，還包括：步驟s4：向所述浸出液加入苯甲酸鹽，使浸出液中al元素轉(zhuǎn)化為苯甲酸鋁沉淀，過(guò)濾得到苯甲酸鋁顆粒和富鋰浸出液。
15、在一些實(shí)施方式中，所述苯甲酸鹽包括苯甲酸鈉、苯甲酸鉀、苯甲酸鎂、苯甲酸鈣中的一種或幾種。
16、在一些實(shí)施方式中，還包括：步驟s5：將所述含氟尾氣與金屬氧化物發(fā)生反應(yīng)，使所述含氟尾氣中的氟化氫與金屬氧化物反應(yīng)生成金屬氟化物，得到脫氟尾氣和金屬氟化物；其中，所述金屬氧化物包括cao、al2o3、mgo、zno、fe2o3、feo、fe3o4、cuo、nio、coo、co2o3、co3o4、tio2、ti4o7、wo3、moo3中的至少一種；優(yōu)選為al2o3。
17、在一些實(shí)施方式中，所述含氟尾氣與金屬氧化物發(fā)生反應(yīng)的條件包括：反應(yīng)溫度為200~800℃，反應(yīng)時(shí)間為0.1~5h；優(yōu)選地，反應(yīng)溫度為200~600℃；進(jìn)一步優(yōu)選地，反應(yīng)溫度為200~400℃；優(yōu)選地，反應(yīng)時(shí)間為0.2~2h；進(jìn)一步優(yōu)選地，反應(yīng)時(shí)間為0.5~1h。
18、在一些實(shí)施方式中，所述金屬氧化物的粒徑為0.1~3mm；優(yōu)選地，為0.3~2mm；進(jìn)一步優(yōu)選地，為0.5~1mm。
19、在一些實(shí)施方式中，還包括：步驟s6：將所述脫氟尾氣與鉈吸附劑發(fā)生反應(yīng)，使所述脫氟尾氣中的鉈元素與鉈吸附劑反應(yīng)生成鉈化合物，得到凈化尾氣和鉈化合物；其中，所述鉈吸附劑包括金屬硫化物。
20、第二方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N用于鋰云母礦低溫?zé)o鹽流態(tài)化焙燒提鋰的系統(tǒng)，包括：礦粉進(jìn)料單元，用于運(yùn)送鋰云母礦顆粒；水蒸氣發(fā)生單元，用于產(chǎn)生水蒸氣；第一反應(yīng)單元，第一反應(yīng)單元分別與所述礦粉進(jìn)料單元和所述水蒸氣發(fā)生單元相連，用于作為鋰云母礦顆粒與包括水蒸氣的流化氣體的反應(yīng)場(chǎng)所；礦粉預(yù)熱單元，所述礦粉預(yù)熱單元將所述礦粉進(jìn)料單元與所述第一反應(yīng)單元相連，且所述礦粉預(yù)熱單元與水蒸氣發(fā)生單元相連，用于將鋰云母礦顆粒預(yù)熱后運(yùn)送至第一反應(yīng)單元，且產(chǎn)生的高溫氣體的熱量用于水蒸氣發(fā)生單元產(chǎn)生高溫蒸汽；氣體預(yù)熱單元，所述氣體預(yù)熱單元將所述水蒸氣發(fā)生單元與所述第一反應(yīng)器單元相連，用于將流化氣體預(yù)熱后運(yùn)送至第一反應(yīng)單元。
21、基于本申請(qǐng)，該系統(tǒng)可用于第一方面中鋰云母礦低溫?zé)o鹽流態(tài)化焙燒提鋰，因此通過(guò)該系統(tǒng)可以降低冶煉鋰云母礦的能耗和冶煉渣量。
22、在一些實(shí)施方式中，還包括：焙燒熟料冷卻單元，與所述第一反應(yīng)單元相連，且所述焙燒熟料冷卻單元將所述水蒸氣發(fā)生單元與所述氣體預(yù)熱單元相連，用于將第一反應(yīng)單元反應(yīng)得到的焙燒熟料的顯熱加熱來(lái)源于水蒸氣發(fā)生單元的水蒸氣，冷卻焙燒熟料。
23、在一些實(shí)施方式中，還包括：浸出過(guò)濾單元，與所述焙燒熟料冷卻單元相連，用于浸出焙燒熟料本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種用于鋰云母礦低溫?zé)o鹽流態(tài)化焙燒提鋰的方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S1中，所述鋰云母礦顆粒的平均粒徑為0.1~0.5mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S2中，所述流態(tài)化焙燒處理的條件包括：流態(tài)化焙燒的溫度為810~850℃，流態(tài)化焙燒的時(shí)間為0.5~2h。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，還包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，還包括：
8.一種用于鋰云母礦低溫?zé)o鹽流態(tài)化焙燒提鋰的系統(tǒng)，其特征在于，包括：
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括：
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括：
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括：
12.根據(jù)權(quán)利要求8至11中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，滿足以下條件中的至少一者：
【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于鋰云母礦低溫?zé)o鹽流態(tài)化焙燒提鋰的方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟s1中，所述鋰云母礦顆粒的平均粒徑為0.1~0.5mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟s2中，所述流態(tài)化焙燒處理的條件包括：流態(tài)化焙燒的溫度為810~850℃，流態(tài)化焙燒的時(shí)間為0.5~2h。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，還包括：
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【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：朱慶山，李軍，邵國(guó)強(qiáng)，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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