[发明专利]一种天然锂辉石循环焙烧晶型转换的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种矿石提锂技术领域，更具体为一种天然锂辉石循环焙烧的晶型转换方法。

背景技术

近年来，锂已经广泛应用到高新技术领域，特别是2015年以来国家大力支持新能源产业的发展，锂盐价格得到突飞猛进的增长。动力电池的研发对锂盐的需求出现爆发式的增长，目前国内锂盐产能已经无法满足国内锂盐需求，国内盐湖提锂技术难以有更大的突破，此时锂盐工业面临巨大的挑战，矿石提锂是主流提锂工艺，研究新的锂矿石提锂技术在一定程度上可以解决国内锂盐需求。

工业上主要以锂辉石为原料提取锂盐，但天然锂辉石结构稳定，难以与酸碱反应，一般需要通过晶型转换得到容易发生反应的晶型再通过不同的提锂工艺得到锂盐。在工业生产中普遍采用回转窑焙烧进行晶型转换，而该焙烧工艺呈现出设备占地面积大，温度控制难度大，产能小，能耗高，污染严重、成本高等一系列问题。与普通流化床焙烧工艺相比，循环焙烧炉具有控温更均匀，能量利用率更高，矿粉流化状态更容易控制，不会出现局部超温熔融现象等优势。本发明建立了一种采用循环焙烧炉进行晶型转换的方法，其将矿粉经过干燥预热后进入循环焙烧炉内进行循环焙烧至完成晶型转换，具有能量损失较小、锂辉石转型更完全的优点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种天然锂辉石循环焙烧的晶型转换方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种天然锂辉石循环焙烧的晶型转换方法，其包括以下步骤：

1）将含水量不超过20%的天然α-锂辉石破碎成平均直径小于0.2mm的粉末；所用天然α-锂辉石中氧化锂的含量大于0.5%；

2）将所得锂辉石粉经给料机输送到通入有二级旋风预热器尾气的一级旋风预热器中进行流态化干燥预热，使其含水量小于10%，然后将流化干燥预热后的矿粉通入二级旋风预热器中；预热后的尾气通过除尘器进行气固分离，分离得到的矿粉一同引入二级旋风预热器中，剩余的废气除尘达标后经风机排到大气；

3）将步骤2）输送到二级旋风预热器内的矿粉用来自高温旋风分离器的高温尾气进行干燥预热，预热后所得矿粉的温度为600-900℃，含水量小于3%，然后将所得预热矿粉引入循环焙烧炉中；二级旋风预热器中分离的300-500℃的尾气进入步骤2）的一级旋风预热器中用于流态化干燥预热锂辉石粉；

4）在循环焙烧炉中使步骤3）所得预热矿粉与从循环焙烧炉底部燃烧室燃烧获得的1000-1150℃高温气体迅速混合（空床气速为1-4 m/s，矿粉与高温气体的运动方向一致），以使矿粉达到950-1100℃的晶型转换温度，然后将其通过循环焙烧炉上部连接的高温旋风分离器进行气固分离；分离的900-1050℃高温尾气送入步骤3）二级旋风预热器内用于干燥预热矿粉，分离所得矿粉经过分料阀，将其中未完全晶型转换的矿粉重新进入循环焙烧炉中循环焙烧5-60min至晶型转换完全，而将晶转完全的矿粉从分料阀中分离出来后，输送至冷却器中进行多级空气冷却，至其温度小于200℃，即得β-锂辉石；矿粉冷却过程中排出的空气的温度为200-500℃，将其引入到循环焙烧炉底部的燃烧室中作为燃烧空气，与燃料共同燃烧。

本发明的显著优点在于：

（1）本发明提出了一种将锂辉石矿磨细后再进行循环焙烧的晶型转换方法。其中，将锂辉石磨细更有利于传热，并可在循环焙烧过程中进一步强化传热效果，从而可大大缩短晶型转换时间；而采用循环焙烧炉进行焙烧，其循环床内温度分布更均匀，流体流化状态更稳定，使在循环系统中能实现锂辉石的完成晶型转换，避免了局部超温、部分熔融现象的发生，且其设备和能源的利用率更高，大大减少了投资成本。

（2）本发明方法可综合回收利用各工段能量，产生的废气量少，能源消耗低，与回转窑工艺过程相比可节省能源40%以上。

附图说明

图1为本发明循环焙烧的流程示意图，其中，1-一级旋风预热器、2-二级旋风预热器、3-循环焙烧炉、4-高温旋风分离器、5-分料阀、6-冷却器、7-除尘器。

具体实施方式

如图1所示，本发明一种天然锂辉石循环流化焙烧的晶型转换方法包括以下步骤：

1）将含水量不超过20%的天然α-锂辉石破碎成平均直径小于0.2mm的粉末；所用天然α-锂辉石中氧化锂的含量大于0.5%；