CN112607754A - 一种环保型用锂辉石和盐湖矿石混合生产单水氢氧化锂的工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及氢氧化锂生产技术领域，特别是一种环保型用锂辉石和盐湖矿石混合生产单水氢氧化锂的工艺包括以下步骤：将锂辉石依次经过回转窑高温煅烧，煅烧过程中产生的烟尘经尾气处理系统，将粉尘回收到双轴加湿搅拌器进行加湿处理，再次进行煅烧、冷却、细磨、加酸反应、冷却、调浆、浸出，压滤机压榨分离，加入盐湖矿石，净化、过滤、苛化，再冷冻分离硫酸钠，蒸发、低温重结晶、干燥等工艺步骤而得。本发明采用锂辉石和盐湖矿石混合生产单水氢氧化锂的工艺是以锂辉石和盐湖矿石为原料，将锂辉石和盐湖矿石混合生产单水氢氧化锂，解决了当锂矿石资源不足的困境，增加生产线抵抗资源不足的风险，同时解决了盐湖矿石资源生产氢氧化锂品质低的问题。
Description
技术领域
本发明涉及氢氧化锂生产技术领域，特别是一种环保型用锂辉石和盐湖矿 石混合生产单水氢氧化锂的工艺。
背景技术
氢氧化锂广泛应用于化工原料、冶金、电池工业、陶瓷、国防、原子能、 航天等行业，在电池工业行业中用于碱性蓄电池添加剂，可以延长其寿命，增 加蓄电量。目前生产单水氢氧化锂的主要方法是以锂辉石为原料，经过高温煅 烧转型，冷却，球磨，酸化焙烧，冷却，调浆，浸出压榨分离，冷冻分离硫酸 钠，蒸发、低温重结晶等工艺步骤而得。
用盐湖矿石生产出来的产品一般仅为工业级，从该路径生产电池级产品经 济性制约因素较多。
传统工艺生产氢氧化锂时，需将锂辉石经过950～1200℃的高温煅烧，在煅 烧过程中产生的烟尘经尾气处理系统，将粉尘回收再进行煅烧，而在收集处容 易产生扬尘出现环保问题，同时扬尘中也还含有有效成分，造成原料的利用率 不高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种环保型用锂辉石和盐湖 矿石混合生产单水氢氧化锂的工艺，该工艺将锂辉石和盐湖矿石混合生产单水 氢氧化锂，解决了当锂矿石资源不足的困境，增加生产线抵抗资源不足的风险， 同时解决了盐湖矿石资源生产氢氧化锂品质低的问题；在粉尘收集处增加了双 轴加湿搅拌器，将粉尘进行加湿处理，减少了粉尘排放的风险，有效地解决了 环保问题。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
一种环保型用锂辉石和盐湖矿石混合生产单水氢氧化锂的工艺，包括以下 步骤：
S1、将锂辉石经过煅烧转型，煅烧过程在回转窑中进行，回转窑产生的烟 尘经尾气处理系统，将粉尘回收到双轴加湿搅拌器进行加湿处理，再次进行煅 烧，再依次经过冷却、细磨、加酸反应、冷却，待加酸反应的产物冷却到≤90℃ 之后用水调成浆液，浆液固含量10％～70％；
S2、在步骤S1所得的浆液中加入碳酸钙浆液搅拌浸出，在浸出槽中的温度 ≤60℃，pH为5.5～6，浸出20分钟后加入氧化钙将pH调节至8～9，之后使 用压滤机过滤，过滤清液中加入盐湖矿石，控制混合物料Li2O浓度在30～48g/L， 混合后的液体使用氢氧化锂母液或者氧化钙进行净化，调节pH值至9～12，并 除去过滤清液中的杂质铁、锰、铝和钙；
S3、将步骤S2所得的过滤清液再次过滤，得到净化液和净化滤渣，净化液 使用浓度为50％的碱性溶液或者粗品母液进行苛化，苛化后的溶液pH为11～ 14，温度为常温；
S4、将步骤S3中苛化后的溶液再进行过滤，得到苛化液和苛化滤渣，苛化 液中氢氧化锂Li2O当量含量控制在30～75g/L，苛化液经过精密过滤器进行过 滤，除去部分钙离子；
S5、过滤后的苛化液到冷冻车间冷冻分离出十水硫酸钠以及氢氧化锂溶液， 冷冻温度为-5～-20℃；
S6、十水硫酸钠通过蒸发浓缩提纯，加热取出结晶水得到无水硫酸钠，加 热温度在200℃～800℃，氢氧化锂溶液经过精密过滤器过滤除掉一部分钙离子， 然后进行蒸发浓缩，浓缩后的粗品氢氧化锂溶液结晶、离心、重新热熔、精密 过滤器过滤，过滤后再进行蒸发浓缩，冷却结晶、分离得到氢氧化锂晶体，通 过盘式干燥机加热得到单水氢氧化锂，加热温度在50℃～150℃；
S7、将上述盘式干燥机加热得到的单水氢氧化锂通过风送设备输送至振动 筛进行颗粒筛分，筛分后的物料输送至真空上料系统进行缓冲，并通过螺旋送 料机将物料间歇送入称重系统，然后卸料至预混机；
S8、将预混机出来的物料输送至原料分流系统，一路去真空上料系统，经 过自动包装系统后，码垛，进入成品仓库；另一路去真空上料系统，经气流粉 碎系统、自动包装系统，码垛，进入成品仓库，成品控制磁性物质不超过30PPb。
进一步地，步骤S1中，煅烧温度为950～1200℃，回转窑所产生的尾气经 过多管陶瓷除尘器和布袋除尘器处理达标后，经50米高的烟囱排放，而多管陶 瓷除尘器和布袋除尘器收集到的粉尘则经过管道输送以及螺旋输送机、刮板输 送机输送到双轴加湿搅拌器，对粉尘进行加湿处理，细磨时，粒度要求为200 目，加酸反应，加入浓度98％的硫酸，酸料比＝2～4：1，加酸反应后冷却至60℃ 以下；冷却均采用水冷的方式。
进一步地，步骤S2中，所述碳酸钙浆液的固含量为10％～55％；压滤机过 滤后，用自来水或者工艺水对滤饼进行漂洗，然后用压缩空气对滤饼进行吹扫， 使滤饼含水量≤20％，所得的漂洗水重新返回用于步骤S1调浆；净化时，若加 入的是氢氧化锂母液时，氢氧化锂母液的浓度为10％～50％，若加入的是氧化钙 时，氧化钙为质量分数大于75％的粉末或固含量为10％～55％的氧化钙浆液。
进一步地，步骤S3中，净化滤渣加水调成固含量10％～70％的浆液后返回 步骤S1；碱性溶液为氢氧化钠溶液、氢氧化锂溶液或者二者的混合溶液。
进一步地，步骤S4中，苛化滤渣加水调成固含量10％～70％的浆液后之后 返回步骤S2净化工序。
进一步地，所述双轴加湿搅拌器包括有机架、壳体、搅拌机构、往复驱动 机构、导流滑块、密封件、滑行机构、旋转驱动器和加湿机构，壳体安装在机 架上，壳体的横截面为腰圆结构，中央为矩形，两侧为半圆，用以容纳粉料； 搅拌机构具有一对，且对称地设置在壳体内部，上下两端分别贯穿壳体的顶端 与底部，用以对粉料进行搅拌；往复驱动机构安装在壳体顶端，往复驱动机构 的工作端同时与一对导流滑块滑动连接，往复驱动机构的驱动方向水平设置， 用以驱动一对导流滑块关于壳体对称地水平靠近或远离；导流滑块具有一对， 导流滑块套设在往复驱动机构一对工作端上，导流滑块的内壁设有与往复驱动 机构工作端滑动连接的凸圆，内部为中空结构，进液端与加湿机构的输出端连 通，出液端与搅拌机构顶端转动连接且相互连通；密封件安装在搅拌机构穿过 壳体处，用以在搅拌机构水平运动时保证壳体内部密封性；滑行机构可水平滑 动地设置在壳体底部，滑行机构与搅拌机构伸出壳体底部的一端转动连接；旋 转驱动器安装在滑行机构工作端上，旋转驱动器的输出轴与搅拌机构的底端连 接，用以驱动搅拌机构旋转。
进一步地，壳体设有进料管、出料管和腰型过孔；进料管安装在壳体外壁 上，用以向壳体内投入粉料，出料管开设在壳体底部，用以将壳体内完成搅拌 的物料导出，腰型过孔具有四个，腰型过孔分别对称地开设在壳体顶端与底部， 腰型过孔与密封件固定连接，分别供一对搅拌机构的顶端和底端伸出壳体与导 流滑块、滑行机构连接；壳体还设有进气管，进气管安装在壳体外壁上且与壳 体内部连通，搅拌机构包括有空心转轴和搅拌扇叶，空心转轴上下两端分别穿 过壳体上端和底端，上端与导流滑块出液端转动连接，下端与滑行机构工作端 转动连接，外壁上均匀分布若干喷水孔，底端与旋转驱动器；搅拌扇叶均匀分 布在空心转轴外壁上，用以对壳体内的粉料进行搅拌，搅拌扇叶横截面外切圆 直径与壳体两侧半圆结构内径相同；往复驱动机构包括有第一圆柱凸轮、第二 圆柱凸轮、双向电机和导向杆，第一圆柱凸轮和第二圆柱凸轮轴线水平且对称 地设置在壳体上端，两端与壳体转动连接，分别与一个导流滑块滑动连接，驱 动方向同轴反向设置，用以驱动一对导流滑块对称地相互靠近或远离；双向电 机安装在壳体顶端中央位置，一对输出轴分别与第一圆柱凸轮和第二圆柱凸轮 端部固定连接，用以同步驱动一对第一圆柱凸轮和第二圆柱凸轮旋转；导向杆 成对地设置在第一圆柱凸轮和第二圆柱凸轮两侧，导向杆两端与壳体固定连接， 导向杆与导流滑块两侧间隙配合，用以对导流滑块的运动方向进行限位。
进一步地，导流滑块包括有套接部、安装耳、第一套筒和第二套筒，套接 部套设在往复驱动机构工作端上，套接部与往复驱动机构工作端滑动连接，内 部为中空结构；安装耳对称地设置在套接部两侧，安装耳与往复驱动机构间隙 配合，用以对套接部的运动方向进行引导和限位；第一套筒的一端安装在安装 耳顶端，并与套接部内部连通，另一端与加湿机构输出端连接，用以向套接部 内导入纯净水，第二套筒安装在套接部底端，第二套筒与搅拌机构顶端转动连 接，并与搅拌机构内部连通，用以将进入套接部内的纯净水导入搅拌机构。
进一步地，密封件包括有固定框、连接环和柔性密封膜，固定框设置在腰 型过孔内壁上，且与腰型过孔内壁结构契合，连接环套设在搅拌机构上，且与 搅拌机构转动连接，柔性密封膜的外侧内侧分别与固定框、连接环固定连接， 用以保持壳体内部密封性。
进一步地，滑行机构包括有导轨和滑动安装板，导轨具有一对，一对导轨 对称地设置在壳体底部，用以对滑动安装板的运动方向进行引导和限位，滑动 安装板具有一对，一对滑动安装板对称地设置在壳体底部，滑动安装板的顶端 贴合壳体底部运动，滑动安装板的两侧与导轨内侧滑动连接，滑动安装板与搅 拌机构的底端转动连接，底部与旋转驱动器固定连接；加湿机构包括有储液罐 和液压泵，储液罐的出料端与液压泵输入端连接，液压泵输出端与导流滑块进 液端连接。
本发明具有以下优点：
1、用锂辉石和盐湖矿石混合生产单水氢氧化锂的工艺是以混合的锂辉石和 盐湖矿石为原料，其中盐湖矿石Li2SO4·H2O含量达到80.1～92.1％，平均含量 为85.1％。该工艺将锂辉石和盐湖矿石混合生产单水氢氧化锂，解决了当锂矿石 资源不足的困境，增加生产线抵抗资源不足的风险，同时解决了盐湖矿石资源 生产氢氧化锂品质低的问题。
2、盐湖矿石主要成份为硫酸锂，可以直接净化、苛化，减少浸出环节钙离 子的带入，降低了产品中钙离子含量，使产品等级提高；同时将含氯离子的母 液进行碳化沉锂得到工业级碳酸锂，增加产品附加价值，沉锂得到的含氯离子 母液用于生产氯化锂。
3、本发明在粉尘收集处增加了专用的双轴加湿搅拌器，将粉尘进行加湿处 理，减少了粉尘排放的风险，有效地解决了环保问题。
4、通过往复驱动机构实现对一对导流滑块的同步驱动，从而实现一对搅拌 机构在水平方向上的同步运动，提高了搅拌的均匀程度，继而提高了工作效率， 具体的，第一圆柱凸轮和第二圆柱凸轮外壁上开设的导向槽同构与导流滑块内 壁凸圆的配合，结合导向杆对导流滑块的限位，起到驱动导流滑块沿着第一圆 柱凸轮和第二圆柱凸轮轴线往复运动的作用。在第一圆柱凸轮、第二圆柱凸轮 旋转方向和速度均不变的情况下即可实现导流滑块的周期性往复运动，继而驱 动一对搅拌机构同步运动。
5、搅拌机构的结构可以有效减小工作盲区，进一步提高搅拌效果，具体的， 搅拌扇叶横截面外切圆直径与壳体两侧半圆结构内径相同，当搅拌扇叶随空心 转轴向壳体两侧移动至行程末端时，搅拌扇叶外周旋转面与壳体内壁贴合。如 此可以实现对壳体内粉料的充分混合，提高搅拌效果。
6、通过将壳体的进气管与压力泵连接，提高了壳体的出料速度，具体的， 工作人员将进气管输入端与压力泵输出端连接，当需要对壳体内的物料进行导 出时，先打开壳体出料端，然后压力泵通过进气管向壳体内加压，提高壳体的 出料速度，提高生产效率。
7、密封性好，通过密封件消除了工作过程中粉尘的逸出，环境友好度高， 避免对工作人员身体健康造成不利影响。
8、可将尾气以及鱼鳞片泄漏的物料通过双轴加湿器进行收集，大大降低了 原料损失。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图；
图2为本发明的烟尘回收再利用工艺流程图；
图3为本发明的立体图一；
图4为本发明的壳体透明状态下的立体图；
图5为本发明的立体图二；
图6为本发明的俯视图；
图7为图6中A-A截面剖视图；
图8为本发明的壳体立体图；
图9为本发明的往复驱动机构立体图；
图10为本发明的导流滑块立体图；
图11为本发明的密封件立体图；
图12为本发明的仰视图。
图中标号为：
1-机架；
2-壳体；2a-进料管；2b-出料管；2c-腰型过孔；2d-进气管；
3-搅拌机构；3a-空心转轴；3b-搅拌扇叶；
4-往复驱动机构；4a-第一圆柱凸轮；4b-第二圆柱凸轮；4c-双向电机；4d- 导向杆；
5-导流滑块；5a-套接部；5b-安装耳；5c-第一套筒；5d-第二套筒；
6-密封件；6a-固定框；6b-连接环；6c-柔性密封膜；
7-滑行机构；7a-导轨；7b-滑动安装板；
8-旋转驱动器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不局限于以 下所述。
如图1和图2所示，一种环保型用锂辉石和盐湖矿石混合生产单水氢氧化 锂的工艺，包括以下步骤：
S1、将锂辉石经过煅烧转型，煅烧过程在回转窑中进行，回转窑产生的烟 尘经尾气处理系统，将粉尘回收到双轴加湿搅拌器进行加湿处理，再次进行煅 烧，再依次经过冷却、细磨、加酸反应、冷却，待加酸反应的产物冷却到≤90℃ 之后用水调成浆液，浆液固含量10％～70％；
S2、在步骤S1所得的浆液中加入碳酸钙浆液搅拌浸出，在浸出槽中的温度 ≤60℃，pH为5.5～6，浸出20分钟后加入氧化钙将pH调节至8～9，之后使 用压滤机过滤，过滤清液中加入盐湖矿石，控制混合物料Li2O浓度在30～48g/L， 混合后的液体使用氢氧化锂母液或者氧化钙进行净化，调节pH值至9～12，并 除去过滤清液中的杂质铁、锰、铝和钙；
S3、将步骤S2所得的过滤清液再次过滤，得到净化液和净化滤渣，净化液 使用浓度为50％的碱性溶液或者粗品母液进行苛化，苛化后的溶液pH为11～ 14，温度为常温；
S4、将步骤S3中苛化后的溶液再进行过滤，得到苛化液和苛化滤渣，苛化 液中氢氧化锂Li2O当量含量控制在30～75g/L，苛化液经过精密过滤器进行过 滤，除去部分钙离子；
S5、过滤后的苛化液到冷冻车间冷冻分离出十水硫酸钠以及氢氧化锂溶液， 冷冻温度为-5～-20℃；
S6、十水硫酸钠通过蒸发浓缩提纯，加热取出结晶水得到无水硫酸钠，加 热温度在200℃～800℃，氢氧化锂溶液经过精密过滤器过滤除掉一部分钙离子， 然后进行蒸发浓缩，浓缩后的粗品氢氧化锂溶液结晶、离心、重新热熔、精密 过滤器过滤，过滤后再进行蒸发浓缩，冷却结晶、分离得到氢氧化锂晶体，通 过盘式干燥机加热得到单水氢氧化锂，加热温度在50℃～150℃；
S7、将上述盘式干燥机加热得到的单水氢氧化锂通过风送设备输送至振动 筛进行颗粒筛分，筛分后的物料输送至真空上料系统进行缓冲，并通过螺旋送 料机将物料间歇送入称重系统，然后卸料至预混机；
S8、将预混机出来的物料输送至原料分流系统，一路去真空上料系统，经 过自动包装系统后，码垛，进入成品仓库；另一路去真空上料系统，经气流粉 碎系统、自动包装系统，码垛，进入成品仓库，成品控制磁性物质不超过30PPb。
进一步地，步骤S1中，煅烧温度为950～1200℃，回转窑所产生的尾气经 过多管陶瓷除尘器和布袋除尘器处理达标后，经50米高的烟囱排放，而多管陶 瓷除尘器和布袋除尘器收集到的粉尘则经过管道输送以及螺旋输送机、刮板输 送机输送到双轴加湿搅拌器，对粉尘进行加湿处理，细磨时，粒度要求为200 目，加酸反应，加入浓度98％的硫酸，酸料比＝2～4：1，加酸反应后冷却至60℃ 以下；冷却均采用水冷的方式。
进一步地，步骤S2中，所述碳酸钙浆液的固含量为10％～55％；压滤机过 滤后，用自来水或者工艺水对滤饼进行漂洗，然后用压缩空气对滤饼进行吹扫， 使滤饼含水量≤20％，所得的漂洗水重新返回用于步骤S1调浆；净化时，若加 入的是氢氧化锂母液时，氢氧化锂母液的浓度为10％～50％，若加入的是氧化钙 时，氧化钙为质量分数大于75％的粉末或固含量为10％～55％的氧化钙浆液。
进一步地，步骤S3中，净化滤渣加水调成固含量10％～70％的浆液后返回 步骤S1；碱性溶液为氢氧化钠溶液、氢氧化锂溶液或者二者的混合溶液。
进一步地，步骤S4中，苛化滤渣加水调成固含量10％～70％的浆液后之后 返回步骤S2净化工序。
进一步地，如图3至图12所示，所述双轴加湿搅拌器包括有机架1、壳体 2、搅拌机构3、往复驱动机构4、导流滑块5、密封件6、滑行机构7、旋转驱 动器8和加湿机构，壳体2安装在机架1上，壳体2的横截面为腰圆结构，中 央为矩形，两侧为半圆，用以容纳粉料；搅拌机构3具有一对，且对称地设置 在壳体2内部，上下两端分别贯穿壳体2的顶端与底部，用以对粉料进行搅拌； 往复驱动机构4安装在壳体2顶端，往复驱动机构4的工作端同时与一对导流 滑块5滑动连接，往复驱动机构4的驱动方向水平设置，用以驱动一对导流滑 块5关于壳体2对称地水平靠近或远离；导流滑块5具有一对，导流滑块5套 设在往复驱动机构4一对工作端上，导流滑块5的内壁设有与往复驱动机构4 工作端滑动连接的凸圆，内部为中空结构，进液端与加湿机构的输出端连通， 出液端与搅拌机构3顶端转动连接且相互连通；密封件6安装在搅拌机构3穿 过壳体2处，用以在搅拌机构3水平运动时保证壳体2内部密封性；滑行机构7 可水平滑动地设置在壳体2底部，滑行机构7与搅拌机构3伸出壳体2底部的 一端转动连接；旋转驱动器8安装在滑行机构7工作端上，旋转驱动器8的输 出轴与搅拌机构3的底端连接，用以驱动搅拌机构3旋转。
往复驱动机构4、旋转驱动器8和加湿机构均与控制器电连接。壳体2内还 设有用以检测粉料湿度的与控制器电连接的湿度传感器，用以精确控制加湿机 构的送水量。工作人员将粉料从壳体2进料端投入壳体2内，然后通过控制器 发送信号给往复驱动机构4、旋转驱动器8和加湿机构。往复驱动机构4收到信 号后同时驱动一对导流滑块5相互靠近或远离，进而带动一对与导流滑块5出 液端转动连接的搅拌机构3相互靠近或远离。旋转驱动器8收到信号后驱动一 对搅拌机构3转动，从而实现对壳体2内粉料的搅拌。加湿机构收到信号后将 纯净水加压后送入导流滑块5内部，水又通过导流滑块5的出液端进入搅拌机 构3，最终喷射到壳体2内对粉料进行加湿。往复驱动机构4、旋转驱动器8和 加湿机构共同配合下使物料可以充分混合。搅拌完成后，通过打开壳体2底部 出料端将物料排出。导流滑块5和滑行机构7相互配合，对于搅拌机构3起到 限位作用，使搅拌机构3运动过程中轴线始终竖直。
进一步地，壳体2设有进料管2a、出料管2b和腰型过孔2c；进料管2a安 装在壳体2外壁上，用以向壳体2内投入粉料，出料管2b开设在壳体2底部， 用以将壳体2内完成搅拌的物料导出，腰型过孔2c具有四个，腰型过孔2c分别 对称地开设在壳体2顶端与底部，腰型过孔2c与密封件6固定连接，分别供一 对搅拌机构3的顶端和底端伸出壳体2与导流滑块5、滑行机构7连接；进料管 2a、出料管2b处均设有与控制器电连接的控制阀。工作人员打开进料管2a上的 控制阀，向壳体2内导入待搅拌的粉料。完成搅拌后通过打开出料管2b处的控 制阀以将物料从出料管2b处导出。通过设置腰型过孔2c，使搅拌机构3上下两 端可以分别与导流滑块5、滑行机构7连接。壳体2还设有进气管2d，进气管 2d安装在壳体2外壁上且与壳体2内部连通，工作人员将进气管2d输入端与压 力泵输出端连接，当需要对壳体2内的物料进行导出时，先打开壳体2出料端， 然后压力泵通过进气管2d向壳体2内加压，提高壳体2的出料速度，提高生产 效率。搅拌机构3包括有空心转轴3a和搅拌扇叶3b，空心转轴3a上下两端分 别穿过壳体2上端和底端，上端与导流滑块5出液端转动连接，下端与滑行机 构7工作端转动连接，外壁上均匀分布若干喷水孔，底端与旋转驱动器8；搅拌 扇叶3b均匀分布在空心转轴3a外壁上，用以对壳体2内的粉料进行搅拌，空 心转轴3a通过顶部与导流滑块5的连通，导入加湿机构送入的纯净水，通过外 壁上开设的喷水孔对粉料进行加湿。通过壳体2内的湿度传感器监测加湿情况， 以精确控制加湿机构的送水量。空心转轴3a的喷水孔做防堵塞处理。搅拌扇叶 3b横截面外切圆直径与壳体2两侧半圆结构内径相同，当搅拌扇叶3b随空心转 轴3a向壳体2两侧移动至行程末端时，搅拌扇叶3b外周旋转面与壳体2内壁 贴合，如此可以实现对壳体2内粉料的充分混合，提高搅拌效果；往复驱动机 构4包括有第一圆柱凸轮4a、第二圆柱凸轮4b、双向电机4c和导向杆4d，第 一圆柱凸轮4a和第二圆柱凸轮4b轴线水平且对称地设置在壳体2上端，两端 与壳体2转动连接，分别与一个导流滑块5滑动连接，驱动方向同轴反向设置， 用以驱动一对导流滑块5对称地相互靠近或远离；双向电机4c安装在壳体2顶 端中央位置，一对输出轴分别与第一圆柱凸轮4a和第二圆柱凸轮4b端部固定 连接，用以同步驱动一对第一圆柱凸轮4a和第二圆柱凸轮4b旋转；导向杆4d 成对地设置在第一圆柱凸轮4a和第二圆柱凸轮4b两侧，导向杆4d两端与壳体 2固定连接，导向杆4d与导流滑块5两侧间隙配合，用以对导流滑块5的运动 方向进行限位，双向电机4c与控制器电连接，第一圆柱凸轮4a和第二圆柱凸轮 4b外壁上开设的导向槽同构与导流滑块5内壁凸圆的配合，结合导向杆4d对导 流滑块5的限位，起到驱动导流滑块5沿着第一圆柱凸轮4a和第二圆柱凸轮4b 轴线往复运动的作用。在第一圆柱凸轮4a、第二圆柱凸轮4b旋转方向和速度均 不变的情况下即可实现导流滑块5的周期性往复运动，继而驱动一对搅拌机构3 同步运动。
进一步地，导流滑块5包括有套接部5a、安装耳5b、第一套筒5c和第二套 筒5d，套接部5a套设在往复驱动机构4工作端上，套接部5a与往复驱动机构4 工作端滑动连接，内部为中空结构；安装耳5b对称地设置在套接部5a两侧， 安装耳5b与往复驱动机构4间隙配合，用以对套接部5a的运动方向进行引导 和限位；第一套筒5c的一端安装在安装耳5b顶端，并与套接部5a内部连通， 另一端与加湿机构输出端连接，用以向套接部5a内导入纯净水，第二套筒5d 安装在套接部5a底端，第二套筒5d与搅拌机构3顶端转动连接，并与搅拌机 构3内部连通，用以将进入套接部5a内的纯净水导入搅拌机构3。
导流滑块5的凸圆设置在套接部5a与往复驱动机构4的第一圆柱凸轮4a、 第二圆柱凸轮4b外壁贴合的内壁上，通过与第一圆柱凸轮4a和第二圆柱凸轮 4b外壁上的导向槽的配合，实现往复运动。导向杆4d对安装耳5b起到限位和 引导作用从而对套接部5a的运动方向进行限位和引导。第一套筒5c、第二套筒 5d与加湿机构、搅拌机构3顶端连接处都设有密封轴承，图中未示出。
进一步地，密封件6包括有固定框6a、连接环6b和柔性密封膜6c，固定框6a设置在腰型过孔2c内壁上，且与腰型过孔2c内壁结构契合，连接环6b套设 在搅拌机构3上，且与搅拌机构3转动连接，柔性密封膜6c的外侧内侧分别与 固定框6a、连接环6b固定连接，用以保持壳体2内部密封性。
柔性密封膜6c具有较好的延展性。当连接环6b随着搅拌机构3水平运动 时，柔性密封膜6c发生可恢复的拉伸形变，始终保证壳体2的内部的密封性。
进一步地，滑行机构7包括有导轨7a和滑动安装板7b，导轨7a具有一对， 一对导轨7a对称地设置在壳体2底部，用以对滑动安装板7b的运动方向进行 引导和限位，滑动安装板7b具有一对，一对滑动安装板7b对称地设置在壳体2 底部，滑动安装板7b的顶端贴合壳体2底部运动，滑动安装板7b的两侧与导 轨7a内侧滑动连接，滑动安装板7b与搅拌机构3的底端转动连接，底部与旋 转驱动器8固定连接，通过导轨7a限制滑动安装板7b的运动方向，当搅拌机 构3随导流滑块5水平运动时，搅拌机构3底端带动滑动安装板7b在导轨7a 上水平滑动，滑动安装板7b与搅拌机构3连接处设有密封轴承，图中未示出。 滑动安装板7b还对旋转驱动器8起到支撑作用；加湿机构包括有储液罐和液压 泵，储液罐的出料端与液压泵输入端连接，液压泵输出端与导流滑块5进液端 连接，液压泵与控制器电连接。控制器通过液压泵将储存在储液罐中的纯净水 加压后送入导流滑块5，最终通过搅拌机构3喷射到壳体2内，对粉料进行加湿。 储液罐、液压泵图中均未示出。
本发明中双轴加湿搅拌器的工作步骤如下：
步骤一、将粉尘从壳体2进料端投入壳体2内，然后通过控制器发送信号 给往复驱动机构4、旋转驱动器8和加湿机构。
步骤二、往复驱动机构4收到信号后同时驱动一对导流滑块5相互靠近或 远离，进而带动一对与导流滑块5出液端转动连接的搅拌机构3相互靠近或远 离。
步骤三、旋转驱动器8收到信号后驱动一对搅拌机构3转动，从而实现对 壳体2内粉料的搅拌。
步骤四、加湿机构收到信号后将纯净水加压后送入导流滑块5内部，水又 通过导流滑块5的出液端进入搅拌机构3，最终喷射到壳体2内对粉料进行加湿。
步骤五、往复驱动机构4、旋转驱动器8和加湿机构共同配合下使物料可以 充分混合，搅拌完成后，通过打开壳体2底部出料端将物料排出，再转入回转 窑内再次煅烧。
在回转窑尾气处理工段增加了双轴加湿搅拌器，回转窑尾气经过多管陶瓷 除尘器和布袋除尘器处理达标后，经50米的烟囱有组织排放，而多管陶瓷除尘 器和布袋除尘器收集到的粉尘则经过管道输送以及螺旋输送机、刮板输送机输 送到双轴加湿搅拌器，对粉尘进行加湿处理，一方面减少了粉尘污染，另一方 面将粉尘中的原料成分再次收集利用，减少了资源浪费。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言， 可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变 化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种环保型用锂辉石和盐湖矿石混合生产单水氢氧化锂的工艺，其特征在于：包括以下步骤：
S1、将锂辉石经过煅烧转型，煅烧过程在回转窑中进行，回转窑产生的烟尘经尾气处理系统，将粉尘回收到双轴加湿搅拌器进行加湿处理，再次进行煅烧，再依次经过冷却、细磨、加酸反应、冷却，待加酸反应的产物冷却到≤90℃之后用水调成浆液，浆液固含量10％～70％；
S2、在步骤S1所得的浆液中加入碳酸钙浆液搅拌浸出，在浸出槽中的温度≤60℃，pH为5.5～6，浸出20分钟后加入氧化钙将pH调节至8～9，之后使用压滤机过滤，过滤清液中加入盐湖矿石，控制混合物料Li2O浓度在30～48g/L，混合后的液体使用氢氧化锂母液或者氧化钙进行净化，调节pH值至9～12，并除去过滤清液中的杂质铁、锰、铝和钙；
S3、将步骤S2所得的过滤清液再次过滤，得到净化液和净化滤渣，净化液使用浓度为50％的碱性溶液或者粗品母液进行苛化，苛化后的溶液pH为11～14，温度为常温；
S4、将步骤S3中苛化后的溶液再进行过滤，得到苛化液和苛化滤渣，苛化液中氢氧化锂Li2O当量含量控制在30～75g/L，苛化液经过精密过滤器进行过滤，除去部分钙离子；
S5、过滤后的苛化液到冷冻车间冷冻分离出十水硫酸钠以及氢氧化锂溶液，冷冻温度为-5～-20℃；
S6、十水硫酸钠通过蒸发浓缩提纯，加热取出结晶水得到无水硫酸钠，加热温度在200℃～800℃，氢氧化锂溶液经过精密过滤器过滤除掉一部分钙离子，然后进行蒸发浓缩，浓缩后的粗品氢氧化锂溶液结晶、离心、重新热熔、精密过滤器过滤，过滤后再进行蒸发浓缩，冷却结晶、分离得到氢氧化锂晶体，通过盘式干燥机加热得到单水氢氧化锂，加热温度在50℃～150℃；
S7、将上述盘式干燥机加热得到的单水氢氧化锂通过风送设备输送至振动筛进行颗粒筛分，筛分后的物料输送至真空上料系统进行缓冲，并通过螺旋送料机将物料间歇送入称重系统，然后卸料至预混机；
S8、将预混机出来的物料输送至原料分流系统，一路去真空上料系统，经过自动包装系统后，码垛，进入成品仓库；另一路去真空上料系统，经气流粉碎系统、自动包装系统，码垛，进入成品仓库，成品控制磁性物质不超过30PPb。
2.根据权利要求1所述的一种环保型用锂辉石和盐湖矿石混合生产单水氢氧化锂的工艺，其特征在于：步骤S1中，煅烧温度为950～1200℃，回转窑所产生的尾气经过多管陶瓷除尘器和布袋除尘器处理达标后，经50米高的烟囱排放，而多管陶瓷除尘器和布袋除尘器收集到的粉尘则经过管道输送以及螺旋输送机、刮板输送机输送到双轴加湿搅拌器，对粉尘进行加湿处理，细磨时，粒度要求为200目，加酸反应，加入浓度98％的硫酸，酸料比＝2～4：1，加酸反应后冷却至60℃以下；冷却均采用水冷的方式。
3.根据权利要求1所述的一种环保型用锂辉石和盐湖矿石混合生产单水氢氧化锂的工艺，其特征在于：步骤S2中，所述碳酸钙浆液的固含量为10％～55％；压滤机过滤后，用自来水或者工艺水对滤饼进行漂洗，然后用压缩空气对滤饼进行吹扫，使滤饼含水量≤20％，所得的漂洗水重新返回用于步骤S1调浆；净化时，若加入的是氢氧化锂母液时，氢氧化锂母液的浓度为10％～50％，若加入的是氧化钙时，氧化钙为质量分数大于75％的粉末或固含量为10％～55％的氧化钙浆液。
4.根据权利要求1所述的一种环保型用锂辉石和盐湖矿石混合生产单水氢氧化锂的工艺，其特征在于：步骤S3中，净化滤渣加水调成固含量10％～70％的浆液后返回步骤S1；碱性溶液为氢氧化钠溶液、氢氧化锂溶液或者二者的混合溶液。
5.根据权利要求1所述的一种环保型用锂辉石和盐湖矿石混合生产单水氢氧化锂的工艺，其特征在于：步骤S4中，苛化滤渣加水调成固含量10％～70％的浆液后之后返回步骤S2净化工序。
6.根据权利要求1所述的一种环保型用锂辉石和盐湖矿石混合生产单水氢氧化锂的工艺，其特征在于：所述双轴加湿搅拌器包括有机架(1)、壳体(2)、搅拌机构(3)、往复驱动机构(4)、导流滑块(5)、密封件(6)、滑行机构(7)、旋转驱动器(8)和加湿机构，壳体(2)安装在机架(1)上，壳体(2)的横截面为腰圆结构，中央为矩形，两侧为半圆，用以容纳粉料；搅拌机构(3)具有一对，且对称地设置在壳体(2)内部，上下两端分别贯穿壳体(2)的顶端与底部，用以对粉料进行搅拌；往复驱动机构(4)安装在壳体(2)顶端，往复驱动机构(4)的工作端同时与一对导流滑块(5)滑动连接，往复驱动机构(4)的驱动方向水平设置，用以驱动一对导流滑块(5)关于壳体(2)对称地水平靠近或远离；导流滑块(5)具有一对，导流滑块(5)套设在往复驱动机构(4)一对工作端上，导流滑块(5)的内壁设有与往复驱动机构(4)工作端滑动连接的凸圆，内部为中空结构，进液端与加湿机构的输出端连通，出液端与搅拌机构(3)顶端转动连接且相互连通；密封件(6)安装在搅拌机构(3)穿过壳体(2)处，用以在搅拌机构(3)水平运动时保证壳体(2)内部密封性；滑行机构(7)可水平滑动地设置在壳体(2)底部，滑行机构(7)与搅拌机构(3)伸出壳体(2)底部的一端转动连接；旋转驱动器(8)安装在滑行机构(7)工作端上，旋转驱动器(8)的输出轴与搅拌机构(3)的底端连接，用以驱动搅拌机构(3)旋转。
7.根据权利要求6所述的一种环保型用锂辉石和盐湖矿石混合生产单水氢氧化锂的工艺，其特征在于：壳体(2)设有进料管(2a)、出料管(2b)和腰型过孔(2c)；进料管(2a)安装在壳体(2)外壁上，用以向壳体(2)内投入粉料，出料管(2b)开设在壳体(2)底部，用以将壳体(2)内完成搅拌的物料导出，腰型过孔(2c)具有四个，腰型过孔(2c)分别对称地开设在壳体(2)顶端与底部，腰型过孔(2c)与密封件(6)固定连接，分别供一对搅拌机构(3)的顶端和底端伸出壳体(2)与导流滑块(5)、滑行机构(7)连接；壳体(2)还设有进气管(2d)，进气管(2d)安装在壳体(2)外壁上且与壳体(2)内部连通，搅拌机构(3)包括有空心转轴(3a)和搅拌扇叶(3b)，空心转轴(3a)上下两端分别穿过壳体(2)上端和底端，上端与导流滑块(5)出液端转动连接，下端与滑行机构(7)工作端转动连接，外壁上均匀分布若干喷水孔，底端与旋转驱动器(8)；搅拌扇叶(3b)均匀分布在空心转轴(3a)外壁上，用以对壳体(2)内的粉料进行搅拌，搅拌扇叶(3b)横截面外切圆直径与壳体(2)两侧半圆结构内径相同；往复驱动机构(4)包括有第一圆柱凸轮(4a)、第二圆柱凸轮(4b)、双向电机(4c)和导向杆(4d)，第一圆柱凸轮(4a)和第二圆柱凸轮(4b)轴线水平且对称地设置在壳体(2)上端，两端与壳体(2)转动连接，分别与一个导流滑块(5)滑动连接，驱动方向同轴反向设置，用以驱动一对导流滑块(5)对称地相互靠近或远离；双向电机(4c)安装在壳体(2)顶端中央位置，一对输出轴分别与第一圆柱凸轮(4a)和第二圆柱凸轮(4b)端部固定连接，用以同步驱动一对第一圆柱凸轮(4a)和第二圆柱凸轮(4b)旋转；导向杆(4d)成对地设置在第一圆柱凸轮(4a)和第二圆柱凸轮(4b)两侧，导向杆(4d)两端与壳体(2)固定连接，导向杆(4d)与导流滑块(5)两侧间隙配合，用以对导流滑块(5)的运动方向进行限位。
8.根据权利要求7所述的一种环保型用锂辉石和盐湖矿石混合生产单水氢氧化锂的工艺，其特征在于：导流滑块(5)包括有套接部(5a)、安装耳(5b)、第一套筒(5c)和第二套筒(5d)，套接部(5a)套设在往复驱动机构(4)工作端上，套接部(5a)与往复驱动机构(4)工作端滑动连接，内部为中空结构；安装耳(5b)对称地设置在套接部(5a)两侧，安装耳(5b)与往复驱动机构(4)间隙配合，用以对套接部(5a)的运动方向进行引导和限位；第一套筒(5c)的一端安装在安装耳(5b)顶端，并与套接部(5a)内部连通，另一端与加湿机构输出端连接，用以向套接部(5a)内导入纯净水，第二套筒(5d)安装在套接部(5a)底端，第二套筒(5d)与搅拌机构(3)顶端转动连接，并与搅拌机构(3)内部连通，用以将进入套接部(5a)内的纯净水导入搅拌机构(3)。
9.根据权利要求7所述的一种环保型用锂辉石和盐湖矿石混合生产单水氢氧化锂的工艺，其特征在于：密封件(6)包括有固定框(6a)、连接环(6b)和柔性密封膜(6c)，固定框(6a)设置在腰型过孔(2c)内壁上，且与腰型过孔(2c)内壁结构契合，连接环(6b)套设在搅拌机构(3)上，且与搅拌机构(3)转动连接，柔性密封膜(6c)的外侧内侧分别与固定框(6a)、连接环(6b)固定连接，用以保持壳体(2)内部密封性。
10.根据权利要求6所述的一种环保型用锂辉石和盐湖矿石混合生产单水氢氧化锂的工艺，其特征在于：滑行机构(7)包括有导轨(7a)和滑动安装板(7b)，导轨(7a)具有一对，一对导轨(7a)对称地设置在壳体(2)底部，用以对滑动安装板(7b)的运动方向进行引导和限位，滑动安装板(7b)具有一对，一对滑动安装板(7b)对称地设置在壳体(2)底部，滑动安装板(7b)的顶端贴合壳体(2)底部运动，滑动安装板(7b)的两侧与导轨(7a)内侧滑动连接，滑动安装板(7b)与搅拌机构(3)的底端转动连接，底部与旋转驱动器(8)固定连接；加湿机构包括有储液罐和液压泵，储液罐的出料端与液压泵输入端连接，液压泵输出端与导流滑块(5)进液端连接。
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