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碳酸鋰回轉(zhuǎn)爐燒結(jié)工藝是生產(chǎn)碳酸鋰的關(guān)鍵技術(shù)之一，主要用于將含鋰原料通過(guò)高溫?zé)Y(jié)轉(zhuǎn)化為可提取碳酸鋰的中間產(chǎn)物，以下是該工藝的詳細(xì)介紹：
碳酸鋰回轉(zhuǎn)爐燒結(jié)工藝是利用回轉(zhuǎn)爐設(shè)備，對(duì)含鋰礦石（如鋰輝石、鋰云母等）或其他含鋰物料進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)處理，使其發(fā)生物理化學(xué)變化，從而實(shí)現(xiàn)鋰元素的活化與富集，為后續(xù)碳酸鋰的提取奠定基礎(chǔ)。該工藝具有生產(chǎn)效率高、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于鋰鹽生產(chǎn)行業(yè)。
結(jié)構(gòu)組成：主要由爐體（圓筒形，可旋轉(zhuǎn)）、加熱系統(tǒng)（燃料燃燒裝置或電加熱）、傳動(dòng)裝置、進(jìn)料系統(tǒng)、出料系統(tǒng)、尾氣處理系統(tǒng)等部分組成。
工作原理：爐體傾斜安裝，物料從高端進(jìn)入，隨著爐體旋轉(zhuǎn)向低端移動(dòng)，在移動(dòng)過(guò)程中與高溫?zé)煔獬浞纸佑|，完成燒結(jié)反應(yīng)。
原料破碎與篩分：將含鋰礦石（如鋰輝石）破碎至合適粒度（通常為幾毫米至十幾毫米），篩除雜質(zhì)，保證原料粒度均勻，以便后續(xù)燒結(jié)。
配料混合：根據(jù)工藝要求，將含鋰原料與助熔劑（如碳酸鈣、碳酸鈉等）按一定比例混合，助熔劑可降低燒結(jié)溫度，促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行。
進(jìn)料與加熱：混合后的物料從回轉(zhuǎn)爐高端送入，爐體以一定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)（通常為 0.5-5 轉(zhuǎn) / 分鐘），同時(shí)加熱系統(tǒng)啟動(dòng)，爐內(nèi)溫度逐步升高至目標(biāo)范圍（一般為 800-1200℃，具體取決于原料類(lèi)型和工藝要求）。
燒結(jié)反應(yīng)：在高溫下，含鋰礦物與助熔劑發(fā)生復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)，例如：
鋰輝石（LiAlSi?O?）與碳酸鈣（CaCO?）在高溫下反應(yīng)生成可溶于水或酸的鋰鹽（如 Li?CO?）和其他硅酸鹽礦物。
反應(yīng)過(guò)程中，物料發(fā)生軟化、熔融、固相燒結(jié)等變化，鋰元素被轉(zhuǎn)化為易提取的形式。
控溫與保溫：通過(guò)溫度傳感器和控制系統(tǒng)精確控制爐內(nèi)各段溫度，確保反應(yīng)充分進(jìn)行。根據(jù)工藝需要，在特定溫度區(qū)間保持一定時(shí)間（保溫階段），以提高鋰的轉(zhuǎn)化率。
燒結(jié)后的物料從回轉(zhuǎn)爐低端排出，稱(chēng)為 “燒結(jié)料”，其主要成分為含鋰的可溶物及其他雜質(zhì)礦物。
燒結(jié)料通過(guò)冷卻裝置（如冷卻筒、風(fēng)冷或水冷系統(tǒng)）快速冷卻，防止物料重新結(jié)晶或與空氣中的成分發(fā)生反應(yīng)。
粉碎與浸出：冷卻后的燒結(jié)料粉碎至細(xì)粉，采用水或稀酸（如硫酸）進(jìn)行浸出，使鋰鹽溶解到溶液中，雜質(zhì)留在渣中。
凈化與沉鋰：浸出液經(jīng)過(guò)過(guò)濾、除雜（如去除鐵、鋁、鈣等雜質(zhì)離子）后，加入碳酸鹽（如碳酸鈉），使鋰離子以碳酸鋰沉淀的形式析出。
過(guò)濾與干燥：沉淀經(jīng)過(guò)過(guò)濾、洗滌后，干燥得到碳酸鋰產(chǎn)品。
溫度控制：爐內(nèi)溫度是影響燒結(jié)效果的核心參數(shù)。溫度過(guò)低，反應(yīng)不充分，鋰轉(zhuǎn)化率低；溫度過(guò)高，可能導(dǎo)致物料熔融結(jié)塊，影響出料和后續(xù)浸出，還會(huì)增加能耗和設(shè)備損耗。例如，鋰輝石與碳酸鈣燒結(jié)時(shí)，適宜溫度通常在 900-1100℃。
爐體轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)速影響物料在爐內(nèi)的停留時(shí)間和混合均勻性。轉(zhuǎn)速過(guò)快，物料停留時(shí)間短，反應(yīng)不充分；轉(zhuǎn)速過(guò)慢，物料堆積，受熱不均勻。需根據(jù)原料性質(zhì)和爐體尺寸調(diào)整，一般為 1-3 轉(zhuǎn) / 分鐘。
助熔劑配比：助熔劑的種類(lèi)和用量直接影響燒結(jié)反應(yīng)的難易程度和鋰的轉(zhuǎn)化率。例如，使用碳酸鈉作為助熔劑時(shí)，其與鋰輝石的配比需根據(jù)鋰含量精確計(jì)算，通常為 1:（2-5）。
氣氛控制：部分工藝需控制爐內(nèi)氣氛（如氧化性或還原性氣氛），以避免某些元素氧化或還原，影響后續(xù)提取。
物料粒度：原料粒度影響燒結(jié)反應(yīng)的接觸面積和傳熱效率。粒度太粗，反應(yīng)速度慢；粒度太細(xì)，容易堵塞進(jìn)料系統(tǒng)或在爐內(nèi)結(jié)團(tuán)，一般控制在 5-20mm。
適應(yīng)性強(qiáng)：可處理多種含鋰原料，如鋰輝石、鋰云母、鹽湖提鋰后的沉鋰母液處理等，通過(guò)調(diào)整工藝參數(shù)實(shí)現(xiàn)不同原料的高效轉(zhuǎn)化。
連續(xù)生產(chǎn)：回轉(zhuǎn)爐可實(shí)現(xiàn)連續(xù)進(jìn)料和出料，生產(chǎn)效率高，適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
反應(yīng)均勻：爐體旋轉(zhuǎn)使物料充分混合，受熱均勻，保證燒結(jié)料質(zhì)量穩(wěn)定。
能耗可控：通過(guò)優(yōu)化加熱系統(tǒng)和工藝參數(shù)（如溫度、停留時(shí)間），可降低能耗，提高能源利用率。
燒結(jié)料結(jié)塊：原因可能是溫度過(guò)高或物料含水量過(guò)高。解決方案：降低爐內(nèi)溫度，控制原料水分，調(diào)整助熔劑配比，增加爐體轉(zhuǎn)速以加強(qiáng)物料混合。
鋰轉(zhuǎn)化率低：可能由于溫度不足、反應(yīng)時(shí)間短或助熔劑用量不足。解決方案：提高燒結(jié)溫度，延長(zhǎng)物料在爐內(nèi)的停留時(shí)間，優(yōu)化助熔劑配比。
尾氣污染：燒結(jié)過(guò)程中可能產(chǎn)生粉塵、酸性氣體（如 CO?、SO?等）。解決方案：安裝尾氣處理系統(tǒng)，通過(guò)除塵、脫硫等工藝凈化尾氣，符合環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)。
節(jié)能降耗：開(kāi)發(fā)高效加熱技術(shù)（如新型燃燒器、電加熱優(yōu)化）和余熱回收系統(tǒng)，降低燒結(jié)過(guò)程的能耗。
智能化控制：引入自動(dòng)化控制系統(tǒng)和在線監(jiān)測(cè)技術(shù)（如實(shí)時(shí)溫度、成分監(jiān)測(cè)），實(shí)現(xiàn)工藝參數(shù)的精準(zhǔn)調(diào)控，提高生產(chǎn)穩(wěn)定性和產(chǎn)品質(zhì)量。
環(huán)保升級(jí)：優(yōu)化尾氣處理工藝，減少污染物排放，同時(shí)探索無(wú)廢或少?gòu)U工藝，實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)。
原料多元化：針對(duì)低品位鋰礦或其他含鋰二次資源（如廢舊電池回收料），開(kāi)發(fā)適應(yīng)性更強(qiáng)的燒結(jié)工藝，提高鋰資源的綜合利用率。
