سنگ آهن لیتیوم کوره چرخشی 5TPH-200TPH ظرفیت بالا

کوره دوار سنگ معدن لیتیوم

1. معرفی محصول

کوره دوار سنگ معدن لیتیوم یک واحد پردازش حرارتی حیاتی است که در فرآوری سنگ‌های معدن لیتیوم استفاده می‌شود. وظیفه اصلی آن کلسیناسیون در دمای بالا مواد معدنی حاوی لیتیوم، مانند اسپودومن، برای دستیابی به تبدیل فاز کریستالی است. این فرآیند ماده را برای اسیدی کردن، لیچینگ و تولید نمک‌های لیتیوم (مانند سولفات لیتیوم، کربنات لیتیوم و هیدروکسید لیتیوم) آماده می‌کند.

2. کاربرد

1. کلسیناسیون تبدیل اسپودومن این رایج‌ترین کاربرد است. کنسانتره اسپودومن در دمای 1050-1250 درجه سانتیگراد کلسینه می‌شود تا از نوع آلفا به نوع بتا متخلخل تبدیل شود. این امر منجر به افزایش حجم تقریبی 30 درصدی می‌شود که به طور قابل توجهی نرخ لیچینگ لیتیوم را در مرحله بعدی لیچینگ اسیدی از حدود 40٪ به بیش از 90٪ افزایش می‌دهد. این فرآیند یک مرحله حیاتی در خط مقدم تولید کربنات لیتیوم یا هیدروکسید لیتیوم درجه باتری است. 
2. کلسیناسیون سولفاته پس از کلسیناسیون تبدیل، ماده با اسید سولفوریک مخلوط شده و برای واکنش سولفاته در دمای 250-300 درجه سانتیگراد وارد کوره دوار می‌شود. این امر سولفات لیتیوم محلول را تولید می‌کند و زمینه را برای لیچینگ با آب، تصفیه و رسوب برای تولید کربنات لیتیوم فراهم می‌کند. 
3. پردازش لپیدولیت در برخی فرآیندها، کوره دوار برای تجزیه ساختار معدنی لپیدولیت برای آزادسازی عناصر لیتیوم استفاده می‌شود و آن را برای پردازش سنگ‌های معدن لیتیوم از نوع میکا مناسب می‌سازد. 
4. تصفیه کربنات لیتیوم خام از دریاچه‌های نمک برای کربنات لیتیوم خام حاصل از دریاچه‌های نمک، کوره‌های دوار با آستین چند لایه استفاده می‌شود. هیدرات‌ها در مرحله دمای پایین (650-800 درجه سانتیگراد) تجزیه می‌شوند و سپس در مرحله دمای بالا (1000-1100 درجه سانتیگراد) برای حذف ناخالصی‌هایی مانند منیزیم و بور، در نهایت محصولاتی با خلوص 99.5٪ درجه باتری تولید می‌شود. 5. پردازش سایر مواد معدنی فناوری کوره دوار همچنین به کلسیناسیون و فعال‌سازی مواد معدنی مانند تانتال-نیوبیم و سنگ‌های معدن خاکی کمیاب برای بهبود راندمان لیچینگ بعدی گسترش می‌یابد.

3. اصل کار

1. ساختار و حرکت مواد.

کوره دوار یک استوانه بزرگ و کمی شیب‌دار چرخان است. سنگ معدن لیتیوم خام از انتهای بالایی (دم) وارد کوره می‌شود. به دلیل شیب کوره و چرخش آهسته مداوم، ماده به صورت محیطی می‌چرخد و به تدریج در امتداد محور از انتهای بالا به انتهای پایین (سر کوره) حرکت می‌کند. این حرکت ترکیبی تضمین می‌کند که ماده به طور یکنواخت گرم شده و به طور کامل در داخل کوره واکنش می‌دهد. 

2. فرآیند کلسیناسیون در دمای بالا سوخت (مانند زغال سنگ یا گاز طبیعی) در سر کوره احتراق می‌شود و جریان هوای با دمای بالا (معمولاً حدود 1000 درجه سانتیگراد) تولید می‌کند. هوای داغ و ماده در تماس مخالف جریان دارند - هوای داغ از سر به سمت دم جریان می‌یابد، در حالی که ماده از دم به سمت سر حرکت می‌کند. این طراحی جریان مخالف، استفاده از حرارت را بهینه می‌کند و به ماده اجازه می‌دهد تا به طور متوالی پیش‌گرمایش، کلسیناسیون (مرحله واکنش اصلی) و خنک‌سازی را در حین پیشروی طی کند.

3. واکنش شیمیایی اصلی برای اسپودومن (LiAlSi2O6)، هدف اصلی تکمیل تبدیل فاز از نوع آلفای پایدار به نوع بتای بسیار واکنش‌پذیر است. این تبدیل معمولاً بین 950-1100 درجه سانتیگراد رخ می‌دهد، که در طی آن ساختار کریستالی از سیستم مونوکلینیک به تتراگونال تغییر می‌کند. افزایش حجم 30 درصدی حاصل، ساختار متراکم را مختل می‌کند و نرخ لیچینگ لیتیوم را در طول لیچینگ اسیدی یا قلیایی بعدی به طور قابل توجهی افزایش می‌دهد. همزمان، مواد معدنی ناخالصی مرتبط (مانند میکا و فلدسپات) تا حدی تجزیه می‌شوند و تداخل با فرآیندهای پایین‌دستی را به حداقل می‌رسانند.

4. تبادل حرارت و بازیابی انرژی سیستم‌های مدرن کوره دوار لیتیوم معمولاً مجهز به پیش‌گرم‌کن‌ها و خنک‌کننده‌ها هستند. گازهای داغ خروجی از دم کوره برای پیش‌گرم کردن مواد خام ورودی استفاده می‌شود و مصرف انرژی را کاهش می‌دهد. در همین حال، ماده با دمای بالا که از سر کوره خارج می‌شود وارد خنک‌کننده برای خاموش کردن سریع می‌شود. این نه تنها واکنش‌پذیری محصول را حفظ می‌کند، بلکه حرارت را برای استفاده مجدد به عنوان هوای ثانویه برای سر کوره بازیابی می‌کند و راندمان حرارتی را بیشتر بهبود می‌بخشد.

5. کنترل هوشمند سیستم‌های پیشرفته کوره دوار دارای سیستم‌های نظارت بر دما بی‌سیم و سیستم‌های کنترل سرعت متغیر هوشمند هستند. این به اپراتورها اجازه می‌دهد تا شرایط کوره را در زمان واقعی از راه دور تنظیم کنند و کنترل دقیقی بر دماهای کلسیناسیون و زمان اقامت مواد را تضمین کنند و در نتیجه نرخ بازیابی لیتیوم را به حداکثر برسانند.

4. مزایا

1. ظرفیت بالا و تولید مداوم کوره دوار به صورت مداوم با ظرفیت پردازش از 500 تا 5000 تن در روز کار می‌کند و آن را برای پروژه‌های بزرگ لیتیوم ایده‌آل می‌سازد. طراحی کلسیناسیون باز آن جریان هوای صاف و غلتش یکنواخت مواد را تضمین می‌کند. این گرمایش متعادل به طور موثری نرخ‌های زیرپخت و پخت بیش از حد را کنترل می‌کند و ثبات و سازگاری محصول را تضمین می‌کند.

2. صرفه‌جویی عالی در انرژی و بازیابی حرارت اتلافی با پیکربندی پیش‌گرم‌کن‌های عمودی و خنک‌کننده‌ها، سیستم به طور کامل از گازهای داغ (300-400 درجه سانتیگراد) از دم کوره برای پیش‌گرم کردن مواد خام استفاده می‌کند. علاوه بر این، هوای داغ تولید شده در حین خنک‌سازی مواد به عنوان هوای ثانویه بازیافت می‌شود و مصرف حرارت را به ازای واحد به طور قابل توجهی کاهش می‌دهد. برخی طرح‌ها حتی از حرارت اتلافی برای تولید برق استفاده می‌کنند. در حالی که مصرف مطلق انرژی بالا است، ادغام سیستم، کل مصرف انرژی را به حدود 80-120 کیلوگرم زغال سنگ استاندارد در تن سنگ معدن بهینه می‌کند و هزینه‌های کلی را به شدت کاهش می‌دهد.

3. سازگاری قوی و فناوری بالغ تجهیزات می‌توانند منابع مختلف لیتیوم از جمله اسپودومن و لپیدولیت را پردازش کنند و به طور موثر با روش‌های استخراج مختلف مانند فرآیندهای اسید سولفوریک و تف‌جوشی جفت می‌شوند. دماهای کوره را می‌توان به دقت کنترل کرد (به عنوان مثال، حدود 1000 درجه سانتیگراد برای اسپودومن). با تنظیم سرعت کوره، دما و افزودنی‌ها، راندمان تبدیل بالای مواد معدنی لیتیوم حاصل می‌شود.

4. پایداری و دوام تجهیزات پوسته از فولاد با کیفیت بالا ساخته شده و مجهز به عایق و ساختارهای آب‌بندی برتر است که به طور موثری اتلاف حرارت را کاهش داده و عمر تجهیزات را افزایش می‌دهد. ساختار ساده و عملکرد قابل اعتماد آن را به یک راه‌حل کلسیناسیون بسیار بالغ در صنعت تبدیل کرده است.

5. کنترل هوشمند و خودکار کوره‌های مدرن به طور کلی سیستم‌های کنترل DCS، نظارت بر دما بی‌سیم و فناوری سرعت متغیر هوشمند از راه دور را ادغام می‌کنند. این امکان نظارت در زمان واقعی بر دماهای داخلی، وضعیت شعله و تشکیل حلقه (تجمع) را فراهم می‌کند. ویژگی‌ها شامل احتراق خودکار، حفاظت از خاموشی شعله، تنظیم سوخت و عملیات از راه دور است که هم کارایی و هم ایمنی را افزایش می‌دهد.

 6. مزایای زیست محیطی گاز دم کوره دمای نسبتاً پایینی (280-350 درجه سانتیگراد) و محتوای گرد و غبار کم دارد که تصفیه پایین‌دستی مانند گوگردزدایی، نیتروژن‌زدایی و حذف گرد و غبار را برای رعایت استانداردهای سختگیرانه زیست محیطی تسهیل می‌کند. در بازیافت باتری لیتیوم، کوره‌های دوار پیرولیز می‌توانند باتری‌های مصرف شده را در شرایط بی‌هوازی به طور ایمن پردازش کنند تا از انتشار مواد مضر جلوگیری شود.

5. مشخصات فنی

6. راه حل های ما