一种锂矿石机械化焙烧窑的制作方法

本实用新型涉及有色金属冶炼技术领域，特别是一种锂矿石机械化焙烧窑。

背景技术：

锂及化合物是清洁能源锂电池的主要原材料，碳酸锂是清洁能源汽车动力电池的主要原材料，随着国家对清洁能源汽车的大力扶持，市场对碳酸锂的需求量成倍增长。

我国是世界三大碳酸锂生产国之一。我国的锂云母矿资源十分丰富，仅江西宜春地区的锂云母矿就占世界藏量的30%。长期以来，由于锂云母矿提锂制取碳酸锂的生产工艺技术落后，生产成本高，产品纯度低，致使国内锂云母矿资源优势一直未能得到充分利用。面对目前广阔而快速增长的市场需求，开发锂云母矿和锂辉石矿（以下称锂矿石）制取碳酸锂的相关技术和装备具有极大的经济和社会意义。

锂矿石中的锂离子要与添加剂混合制球，通过焙烧才能将锂矿石中的锂离子与添加剂中的其他离子置换，生成能溶于水的锂盐， 从而可以将锂元素从锂矿石中提取出来，制取碳酸锂。采用传统方法，锂矿石矿锂提取率低，碳酸锂产品含杂质高，生产成本高。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种锂矿石机械化焙烧窑，用于焙烧锂矿石粉并将其制成的矿球，以解决现有技术中焙烧锂矿石离子交换率低，污染大，资源利用效率差等技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种锂矿石机械化焙烧窑，包括窑体、总控制室、炉门、操作台、布料和矿球松动系统、焙烧系统、冷却和出料系统，

所述总控制室设置在窑体前部，用于安装控制箱；所述炉门有两扇并设置在窑体左右两侧窑壁上；所述操作台有两个并对称设置在炉门下方窑体上；

所述布料和矿球松动系统包括用于将矿球送入窑腔内的布料机、布料轨道、在焙烧过程中起松动作用的矿球松动机、推拉车以及牵引机，所述布料机设置在窑体前部、总控制室下方的窑端平台上，所述牵引机设置在窑体后部的窑端平台上，所述牵引机和布料机之间通过设置在布料轨道上的推拉车相连；所述矿球松动机设置在推拉车和牵引机之间；

所述焙烧系统包括烟气出口、引风机、烟气通道、窑腔、炉条、加热装置和卸料装置，所述烟气出口设置在窑体顶部，所述窑体内设置有用于填充矿球进行焙烧的窑腔；

所述引风机一端与烟气出口底部连接，引风机另一端与烟气通道上部连接；所述烟气通道下部设置在所述窑腔上，所述窑腔内横向设置有用于焙烧矿球的炉条；所述加热装置设置在窑腔内、炉条下方；所述卸料装置对称设置在窑体两侧并通过炉条与窑腔连通；

所述冷却和出料系统包括设置在窑腔中部的冷却装置、设置在窑腔下部的出料机和用于分段移动焙烧矿球并将焙烧后的矿球输送到窑体外进行下一个工序的刮板输送机。

进一步，所述操作台的顶面低于炉门底边300mm。

进一步，所述焙烧窑还设置有监测和控制系统，包括：位于窑体两侧的温度传感器和设置于总控制室内的控制箱。

进一步，所述窑腔由上至下分为预热干燥段、焙烧段、加热段和冷却段。

进一步，所述炉条于焙烧段与加热段之间。

进一步，所述加热装置的热源为电或者燃气。

进一步，所述窑体上设置有至少两个烟气出口；所述烟气出口的数量与引风机数量相适应。

进一步，焙烧窑内的焙烧温度为880℃～910℃。

与现有技术相比本实用新型具有以下特点和有益效果：

1、本实用新型提高了锂矿石的焙烧离子交换率，最高离子交换率可以达到98%，有利于浸取，用水、2%质量浓度的硫酸溶液浸取，浸取率可达到90%以上，比现有技术提高10个百分点。

2、本实用新型焙烧的矿球，大大减少了生产过程中硫酸的使用量，减少幅度可达50%以上。

3、本实用新型焙烧矿球的浸取液中杂质量少，杂质种类少有利于碳酸锂产品提纯，容易达到电池级产品标准的要求。

4、本实用新型可以焙烧多种锂矿石粉矿球，可用于焙烧锂辉石矿粉矿球，锂云母矿粉矿球，也可以用于焙烧锂辉石矿粉和锂云母矿粉的混合矿球。

附图说明

图1为锂矿石机械化焙烧窑的主视图；

图2为锂矿石机械化焙烧窑的俯视图；

图3为锂矿石机械化焙烧窑的A-A剖视图。

附图标记： 1-窑体，11-总控制室，12-炉门，13-操作台，

21-布料皮带，22-接料槽，23-布料机，24-推拉车， 25-牵引机，26-布料轨道，27-矿球松动机

31-烟气出口，32-引风机，33-烟气通道，

34-窑腔，35-炉条，36-卸料装置，37-加热装置，

41-冷却装置，42-出料机，43-刮板输送机，

51-温度传感器，52-控制箱。

具体实施方式

如图1、图2和图3所示，本实用新型提供一种锂矿石机械化焙烧窑，包括窑体1、总控制室11、炉门12、操作台13、布料和矿球松动系统、焙烧系统、冷却和出料系统，

所述窑体1为长方体，所述总控制室11设置在窑体1前部，用于安装控制箱52并给工作人员提供操作场所；所述炉门12有两扇并设置在窑体1左右两侧窑壁上，用于观察窑腔34内矿球的焙烧状况，在必要时，人工干预焙烧状况。所述炉门12侧下方窑体1上对称设置有操作台13，所述操作台13有两个并对称设置在炉门12下方窑体1上，其上平面低于炉门12下沿300mm，用于操作员作业。

所述布料和矿球松动系统用于将制球机制成的矿球经布料机23由窑体1外送入窑腔34内，并在焙烧过程中，对窑腔34内焙烧中的矿球进行松动。具体包括用于将矿球送入窑腔34内的布料机23、布料轨道26、在焙烧过程中起松动作用的矿球松动机27、推拉车24以及牵引机25。所述布料轨道26自窑体1前端延伸到窑体1后端，位于窑腔34左右两侧的窑壁上，其布置高度略高于窑的炉门12上边沿。用于布料机23、推拉车24、焙烧矿球松动机27沿布料轨道26移动。

所述布料机23设置在窑体1前部、总控制室11下方的窑端平台14上，所述牵引机25设置在窑体1后部的窑端平台14上，所述牵引机25和布料机23之间通过设置在布料轨道26上的推拉车24相连；所述矿球松动机27设置在推拉车24和牵引机25之间。

所述焙烧系统用于在高温下焙烧矿球，促进其分解并进行离子交换。具体包括烟气出口31、引风机32、烟气通道33、窑腔34、炉条35、加热装置37和卸料装置36，所述烟气出口31设置在窑体1顶部，位于引风机32上方。所述窑体1内设置有用于填充矿球进行焙烧的窑腔34；所述窑腔34由上至下分为预热干燥段、焙烧段、加热段和冷却段。制球机制成的矿球经过布料机23的缓存后，进入窑腔34并卸载到窑腔34干燥预热段内等待焙烧。

所述引风机32一端与烟气出口31底部连接，引风机32另一端与烟气通道33上部连接；所述烟气通道33下部设置在所述窑腔34上，所述窑腔34内横向设置有用于焙烧矿球的炉条35，所述炉条35于焙烧段与加热段之间，用于将窑腔34加热段的热空气导入窑腔34焙烧段，并将焙烧段的矿球与加热段隔开。所述加热装置37设置在窑腔34内、炉条35下方，可以使用电或者燃气为加热窑腔34内的空气和焙烧段提供热量；所述卸料装置36对称设置在窑体1左右两侧并通过炉条35与窑腔34连通，用于将窑腔34焙烧段焙烧好的矿球卸入窑腔34冷却段。

所述冷却和出料系统用于分段移动焙烧矿球，并将焙烧后的矿球（熟料）输送到窑体1外，使其进入下一个工序。具体包括设置在窑腔34中部的冷却装置41（由鼓风机向冷却段送入冷空气，用于将焙烧后的锂矿石粉矿球冷却，同时将热空气送入加热段）、设置在窑腔34（冷却段）下部的出料机42和用于分段移动焙烧矿球并将焙烧后的矿球输送到窑体1外下一个工序的刮板输送机43，所述刮板输送机43设置在出料机42的下方。

所述焙烧系统还设置有监测和控制系统，用于对窑腔34内焙烧矿球的焙烧温度进行监测，并据此控制相关设备的协调运行，完成矿球焙烧的全过程。所述监测和控制系统具体包括：位于窑体1左右两侧的温度传感器51和设置于总控制室11内的控制箱52。所述温度传感器51与窑腔34焙烧段和加热段相通，并通过传感线与控制箱52相连，用于监测窑腔34焙烧段和加热段的温度，并将温度信号输送到控制箱52。所述控制箱52通过导线与布料和矿球松动系统，焙烧系统，冷却和出料系统相连。

其中，烟气通道33分为上下两层，上层烟气通道33出口处安装有引风机32，所述窑体1上设置有至少两个烟气出口31；所述烟气出口31的数量与引风机32数量相适应。按照窑体1长度灵活布置烟气出口31。

锂矿石机械化焙烧窑的焙烧方法的具体步骤为：

步骤一：开启监测和控制系统；

步骤二：启动制球机，将混合锂矿粉制成锂矿石粉矿球，通过输送带经布料皮带21均匀送入接料槽22中，将接料槽22全部装满后卸入布料机23中；

步骤三：启动推拉车24，当推拉车24与布料机23对接后推拉车24停机；启动牵引机25将布料机23拉到窑腔34内，牵引机25停机；

步骤四：启动布料机23布料装置，将布料机23中的矿球全部卸到窑腔34内；启动推拉车24将布料机23推出窑腔34，回到窑体1外复位；推拉车24与布料机23分离，驶回窑体1后端复位；

步骤五：启动加热装置37，加热窑腔34内的空气；

步骤六：启动引风机32，将热空气由窑腔34加热段引入窑腔34焙烧段内，将矿球点燃并继续焙烧升温到910℃，在880℃-910℃的高温下焙烧30分钟到70分钟。

步骤七：当矿球在880℃-910℃的高温下焙烧20分钟到40分钟时，启动推拉车24，推拉车24与焙烧矿球松动机27一起由窑体1后进入窑腔34，沿布料轨道26行驶到窑腔34前端停机；启动牵引机25，拉动焙烧矿球松动机27自窑腔34前端松动焙烧矿球到窑腔34后端，推拉车24和矿球松动机27被拉到窑体1后部的窑端平台14上复位，牵引机25停机；

步骤八：启动温度传感器51，监测窑内温度，并通过监测和控制系统调节引风机32的风量和风压以及加热装置37的热量；

步骤九：启动卸料装置36，将熟料自窑腔34焙烧段卸到窑腔34冷却段，卸料到规定时间后停机；

步骤十：先后启动刮板输送机43和出料机42；出料机42将窑腔34冷却段的熟料喂入刮板输送机43，送到窑体1外的下一个工序，窑腔34冷却段的熟料堆高降到规定高度后出料机42和刮板输送机43停机。

锂矿石粉矿球完成从制球经高温焙烧后送到窑体1外下一个工序，完成焙烧过程。其中，步骤一、步骤五、步骤六、步骤八持续处于运行状态，步骤二、步骤三、步骤四、步骤七、步骤九、步骤十根据流程需要间歇重复运行，如此循环往复，锂矿石机械化焙烧窑进入正常工作状态。