利用除尘灰及锂矿石生产氯化锂的方法及装置与流程

本发明属于钢铁企业尘泥处理及锂矿石提锂，涉及一种利用除尘灰及锂矿石生产氯化锂的方法及装置。

背景技术：

1、烧结机头灰尤其是其中电除尘的三～五电场除尘灰，其化学组成除了含有铁氧化物、c、sio2、cao、cacl2外，还含有含量较高的k、na等碱金属，和pb、zn等重金属元素，作为生产中的有害元素，它们多以kcl、zncl2、pbcl2等氯化物形式存在。由于烧结机头灰粒度细，如果直接参与烧结配料进入生产，在配料环节极易产生扬尘；在烧结环节，极易在抽风的作用下重新进入主管道成为烧结机头灰，不仅导致烧结除尘效率大幅降低，而且由于除尘灰中的低熔点物质(k2o、na2o等)循环富集，易导致烧结箅条糊堵、风机挂浆等不良现象发生，进而导致生产成本升高、生产不畅等问题。烧结矿作为高炉的原料，烧结矿中的k、na等碱金属和pb、zn等重金属元素会进入高炉并在高炉中富集，造成高炉炉衬结瘤、侵蚀，严重时导致高炉休风停产，另外这些有害元素进入高炉内焦炭颗粒内部，导致焦炭颗粒体积膨胀和崩裂，降低高炉的机械强度，恶化高炉的透气性。其它处理措施主要有水洗制钾肥、水洗磁选提铁等，但受成本限制，目前多数钢铁厂还是被迫采取烧结机头灰返回烧结循环使用的处理方法，还有部分钢厂支付大量费用外委处置。

2、烧结机头灰中氧化钙以及对钢铁冶炼有害的cacl2，碱金属和pb、zn等重金属元素却是氯化提锂不可缺少的原料。在焙烧温度下锂矿石中的锂及其他碱金属元素与氯化剂发生氯化反应，生成相应的氯化物，然后从这些氯化物中分别提取锂及其它各种碱金属化合物产品。配入的氯化钙起主要的氯化剂作用，氯化钾和氯化钠起矿化剂和部分氯化剂作用，氧化钙起造渣作用，生成不溶于水的cao-sio2、cao·al2o3·2sio2等。

3、电动汽车行业的爆发造成对锂电池、特别是含锂化合物的需求非常大，锂目前已经成为电动汽车产业链发展的限制环节，价格居高不下。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种利用除尘灰及锂矿石生产氯化锂的方法及装置，对除尘灰进行重复利用，利用其中对高炉冶炼造成不利影响的碱金属、锌、铅等有害元素进行氯化提锂。

2、为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种利用除尘灰及锂矿石生产氯化锂的方法，包括以下步骤：

4、s1配料：将锂矿粉、与除尘灰及粘结剂混合，形成混合料，添加水分调整混合料水分重量占比；

5、s2造块及烘干：将混合料制备成球状后烘干；

6、s3焙烧：焙烧步骤s2中烘干得到的物料，将物料中锌、铅、锂、钾、铷、铯中的至少一种转变为气态氯化物或氧化物再经收集、分离而得到锌、铅、锂中的至少一种化合物产品。

7、可选的，步骤s1中，原料为锂矿，将锂矿磨粉至100微米以下。

8、可选的，步骤s1中，除尘灰为烧结机头灰和/或烟气除尘灰。

9、可选的，步骤s1中，调整混合料水分占比5～12％。

10、可选的，步骤s2中，通过压球或圆盘造球将混合料制备成球状。

11、可选的，步骤s2中，将制备成球状的混合料烘干到含水小于2％。

12、可选的，步骤s2中，烘干温度为150℃～300℃。

13、可选的，步骤s3中，焙烧温度1000℃～1350℃。

14、可选的，步骤s3中，焙烧的烟气净化系统采用物理除尘和湿法除尘相结合，含有价元素锂、锌、铅、钾、钠中至少一种的烟尘在污泥和水溶液中收集，而后进行分离、提纯。

15、可选的，还包括步骤s4，焙烧后的物料冷却后进行磨粉，作为水泥的掺合料或者水泥的生产原料。

16、一种利用除尘灰及锂矿石生产氯化锂的装置，沿物料运输方向依次包括混合机、造球机、烘干机、还原焙烧炉、除尘器。

17、可选的，所述造球机为压球机或圆盘造球机。

18、可选的，所述还原焙烧炉为隧道窑、竖炉、回转窑或者转底炉。

19、可选的，所述焙烧炉连接至水渣磨粉线。

20、可选的，所述除尘器包括物理除尘器和湿法除尘器。

21、可选的，沿物料运输方向先布置物理除尘器，后布置湿法除尘器。

22、可选的，所述物理除尘器为旋风除尘器，所述湿法除尘器为喷淋塔。

23、本发明的有益效果在于：

24、烧结机头灰在钢铁厂难以利用，其中含有的碱金属、锌、铅等有害元素会对高炉冶炼造成不利影响，但这些元素恰恰是锂矿石氯化提锂必需的原料。钢铁企业通常建有回转窑、转底炉等各种焙烧还原炉，同时有丰富的低成本煤气资源，可以降低提锂成本；使用除尘灰、特别是烧结机头灰作为原料的氯化提锂工艺消除了氯化钙、氯化钾和氧化钙原料费用，进一步降低了氯化提锂工艺成本，而且解决了烧结机头灰在钢铁厂难以利用问题。本发明采用的方法既能提取分离锂矿石中的锂，同时处理了钢铁厂无法消化处理的尘泥固废。

25、本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

技术特征：

1.一种利用除尘灰及锂矿石生产氯化锂的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的利用除尘灰及锂矿石生产氯化锂的方法，其特征在于，步骤s1中，原料为锂矿，将锂矿磨粉至100微米以下。

3.根据权利要求1所述的利用除尘灰及锂矿石生产氯化锂的方法，其特征在于，步骤s1中，除尘灰为烧结机头灰和/或烟气除尘灰。

4.根据权利要求1所述的利用除尘灰及锂矿石生产氯化锂的方法，其特征在于，步骤s1中，调整混合料水分占比5～12％。

5.根据权利要求1所述的利用除尘灰及锂矿石生产氯化锂的方法，其特征在于，步骤s2中，通过压球或圆盘造球将混合料制备成球状。

6.根据权利要求1所述的利用除尘灰及锂矿石生产氯化锂的方法，其特征在于，步骤s2中，将制备成球状的混合料烘干到含水小于2％。

7.根据权利要求1所述的利用除尘灰及锂矿石生产氯化锂的方法，其特征在于，步骤s2中，烘干温度为150℃～300℃。

8.根据权利要求1所述的利用除尘灰及锂矿石生产氯化锂的方法，其特征在于，步骤s3中，焙烧温度1000℃～1350℃。

9.根据权利要求1所述的利用除尘灰及锂矿石生产氯化锂的方法，其特征在于，步骤s3中，焙烧的烟气净化系统采用物理除尘和湿法除尘相结合，含有价元素锂、锌、铅、钾、钠中至少一种的烟尘在污泥和水溶液中收集，而后进行分离、提纯。

10.根据权利要求1所述的利用除尘灰及锂矿石生产氯化锂的方法，其特征在于，还包括步骤s4，焙烧后的物料冷却后进行磨粉，作为水泥的掺合料或者水泥的生产原料。

11.一种利用除尘灰及锂矿石生产氯化锂的装置，其特征在于，沿物料运输方向依次包括混合机、造球机、烘干机、还原焙烧炉、除尘器。

12.根据权利要求11所述的利用除尘灰及锂矿石生产氯化锂的装置，其特征在于，所述造球机为压球机或圆盘造球机。

13.根据权利要求11所述的利用除尘灰及锂矿石生产氯化锂的装置，其特征在于，所述还原焙烧炉为隧道窑、竖炉、回转窑或者转底炉。

14.根据权利要求11所述的利用除尘灰及锂矿石生产氯化锂的装置，其特征在于，所述焙烧炉连接至水渣磨粉线。

15.根据权利要求11所述的利用除尘灰及锂矿石生产氯化锂的装置，其特征在于，所述除尘器包括物理除尘器和湿法除尘器。

16.根据权利要求15所述的利用除尘灰及锂矿石生产氯化锂的装置，其特征在于，沿物料运输方向先布置物理除尘器，后布置湿法除尘器。

17.根据权利要求16所述的利用除尘灰及锂矿石生产氯化锂的装置，其特征在于，所述物理除尘器为旋风除尘器，所述湿法除尘器为喷淋塔。

技术总结
本发明涉及一种利用除尘灰及锂矿石生产氯化锂的方法及装置，属于钢铁企业尘泥处理及锂矿石提锂技术领域。该方法包含以下步骤：将锂矿磨粉后混合烧结机头灰以及粘结剂，添加水分调整混合料水分占比后对混匀物料进行压球或圆盘造球，生球烘干后进行焙烧，混合物料中锌、铅、锂、钾、铷、铯转变为气态氯化物或氧化物再经收集、分离而得到锌、铅、锂等化合物产品。该装置沿物料运输方向依次包括混合机、造球机、烘干机、还原焙烧炉、除尘器。除尘灰在钢厂难以利用，其含有的碱金属、锌、铅等元素会对高炉冶炼造成不利影响，但这些元素恰恰是锂矿石氯化提锂必需的原料。本发明既能提取分离锂矿石中的锂，也能同时处理钢铁厂无法消化处理的尘泥固废。

技术研发人员：倪晓明,郑君,李勇,郭秀键,雍海泉,罗磊
受保护的技术使用者：重庆赛迪热工环保工程技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15