CN219186438U - 用于处理含锂矿物的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于处理含锂矿物的装置，所述装置包括加热单元(u1)、制浆单元(u4)、浸出单元(u5)、固液分离单元(u6)和尾气处理单元(u3)。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于处理含锂矿物的装置，包括将在浸出步骤中形成的含碳酸盐液体流再循环回尾气处理步骤。
背景技术
用于处理含锂矿物(如锂辉石)的湿法冶金工艺通常包括煅烧，其中使矿物经受高温以增加矿物的溶解度。因此，例如，天然α-锂辉石将转变为更易溶解的β-锂辉石。高温通常通过燃烧燃料来实现，这产生废气。这些废气仍然很热，并且经常大量产生。大多数燃料还会导致形成二氧化碳(CO2)进入废气中。
由于环境问题，此类废气需要进行处理或清洁。
传统的气体清洁装置主要是气体洗涤器，其将固体颗粒与废气分离，并留下具有其初始组成的气态化合物。由于废气(从高温煅烧中获得)是热的，而气体洗涤器循环具有较低的温度，所以当与气体接触时，一部分洗涤器洗涤水蒸发。由于蒸发的水与洗涤气体一起作为湿气离开洗涤器，因此洗涤器中经常需要一些补充水。还需要新鲜的补充水来替换用过的洗涤器溶液。
因此，为了避免在工艺的其他步骤中丢弃水溶液的同时不断向工艺中供给淡水的需要，需要涉及再循环的其他替代方案。
实用新型内容
本实用新型由独立权利要求的特征限定。一些具体实施方案在从属权利要求中限定。
根据本申请的第一方面，提供了一种用于处理含锂矿物的装置和方法，包括再循环含碳酸盐的液体流以促进碳酸盐试剂的再利用。
根据本申请的第二方面，提供了一种用于处理含锂矿物的装置和方法，包括用于处理或洗涤煅烧步骤中产生的尾气的改进程序。
根据本申请的第三方面，提供了一种用于处理含锂矿物的装置和方法，其中在矿物处理期间形成的稀碱性碳酸盐溶液可以用作尾气处理的洗涤溶液。
根据第四方面，提供了一种用于处理含锂矿物的装置和方法，其中可以使用从矿物处理回收的含碳酸盐的溶液中和来自煅烧的含CO2的尾气。
因此，本实用新型的装置包括用于煅烧含锂矿物的单元，随后是用于进一步处理的两条处理线。在第一处理线中，在用于将材料制浆的单元然后是用于浸出材料的单元中处理经煅烧的矿物材料，之后提供用于从含有残余浸出试剂的溶液中分离含锂固体的单元。在第二处理线中，在废气处理单元中处理(尤其是通过洗涤)由煅烧热源形成的废气。
因此，本申请利用从固液分离获得的液体流，并将所述液体流的至少一部分再循环到尾气处理单元，以用作洗涤溶液。
因此，本申请提供了一种综合解决方案，用于至少部分地用锂提取过程中形成的稀碱性碳酸盐溶液替换尾气处理中常规使用的淡水。
使用本申请实现了几个优点。其中，使用再循环的稀工艺溶液作为尾气洗涤溶液将有助于洗涤步骤期间的自发蒸发。这将改善湿法冶金工艺水平衡，并将减少从工艺中排放的液体的量。此外，由于再循环的溶液包括碳酸根离子，它们可以参与尾气中二氧化碳(CO2)的中和。特别地，该稀溶液中的碳酸盐单独地能够中和尾气中约5％的CO2，但这一百分比很容易提高。
通过向尾气处理中添加碱如氢氧化钠，可以使CO2的任选中和更加有效。
CO2的这种中和还将产生碳酸盐溶液，其可用于该工艺中，例如通过将在该中和中获得的溶液再循环到含有浸出试剂的进料溶液中，该进料溶液可以被进料至制浆步骤。
基于上述内容，本方法能够减少本文所述类型的装置和方法的直接CO2排放。来自煅烧的尾气中的大部分(大于50％)的CO2可以被中和和回收。
本申请的另一个优点是，尾气处理步骤中捕获的固体可以被返回到浸出步骤，这将为在锂回收过程中再利用化学品提供进一步的路线。
尾气处理中捕获的碳酸盐(通常为Na2CO3)的总量足以弥补制浆和浸出步骤的总试剂需求。
附图说明
图1是示出根据本实用新型的装置的单元的图。
图2、3、4、5和6是示出根据本实用新型的各种实施方案的装置的单元的图，每个图示出了本实用新型的装置的一些任选的细节，然而应当清楚的是，这些不同的细节也可以组合。
具体实施方式
定义
在本文中，术语“矿物”包括从含金属的矿石的加工中获得的材料。本申请特别地涉及含锂矿物，例如锂辉石、透锂长石或锂云母，或其混合物。
术语“含碳酸盐的溶液”或“含碳酸盐的液体流”反过来意在描述在该方法的各个步骤中使用或形成的水溶液，根据溶液的pH值，该水溶液含有相互不同比例的碳酸盐物种CO3 2-、HCO3 -和H2CO3。
因此，本实用新型涉及一种用于处理含锂矿物的装置(参见图1)，其包括具有燃料入口s2的加热单元u1，用于将矿物煅烧成含锂的经煅烧的材料，进一步产生尾气，该装置还包括：
连接到加热单元u1的制浆单元u4，旨在用于由经煅烧的材料形成水性浆料，
浸出单元u5，用于使经煅烧的材料与浸出试剂反应，和
固液分离单元u6，用于从含有浸出试剂的溶液中分离含锂固体，以及
连接到加热单元u1的尾气处理单元u3，尾气处理单元u3的至少一部分旨在用于用洗涤溶液洗涤尾气，
由此再循环管线s7将固液分离单元u6的液体侧连接到尾气处理单元u3。
因此，该装置使用再循环液体流将锂处理装置的浆料侧与尾气处理连接起来。
包括在本实用新型的装置中的加热单元u1优选为回转窑。这种回转窑可以使用燃料加热，该燃料通过燃料入口s2进料到单元u1中，并在其中燃烧，任选地与使用一个或多个电加热器组合。因此，本实用新型的加热单元u1通常包括一个或多个热源，优选地包括基于燃料的加热，并且任选地还包括电热源。基于燃料的加热更为有利，这是因为可以使用加热气体来实现更高的温度。
如图2所示，为了确保可以在浸出发生之前将浸出试剂添加到要浸出的浆料中，制浆单元u4通常配备有用于水溶液的入口s14，所述溶液优选含有浸出试剂。制浆单元还包括用于经煅烧的材料的入口s11。
在本实用新型的一个实施方案中(参见图2)，制浆单元u4还包括用于从尾气处理单元循环的排放溶液的入口s9。
如上文和图1所示，浸出单元u5位于制浆单元u4的下游。由于浸出单元u5需要承受高压，因此通常采用高压釜的形式，并且优选包括闪蒸容器，其在图3中以浸出单元u5上的虚线表示。因此，浸出单元u5连接到制浆单元u4，并且如图3所示，通常包括用于在制浆单元u4中形成的水性浆料的入口s10。
固液分离单元u6可以通过几种可选方案连接到浸出单元u5。
根据一个可选方案，固液分离单元u6直接连接到浸出单元u5，然而浸出单元u5优选包括闪蒸容器，如图3所示。
在优选的实施方案中，也如图3所示，从固液分离单元u6获得的固体可以被进一步进料到另一个浸出单元以进一步反应，例如以从在第一浸出单元u5中形成的碳酸盐形成氢氧化锂。在这样的氢氧化物工艺中，优选在固液分离单元u6之后是配备有氢氧化物试剂进料的第二浸出单元u7、第二固液分离单元u8、任选的纯化单元和氢氧化锂结晶单元u9。来自该氢氧化物结晶单元u9的溶液也可以被再循环至一个或多个先前的单元，其中至少一部分通常被再循环至所述第二浸出单元u7。然而，另一部分也可以被再循环至制浆单元u4或第一浸出单元u5。
根据第二可选方案，固液分离单元u6通过一个或多个中间单元连接到浸出单元u5(参见图4和5)。
所述中间单元可以包括碳酸化单元u10和碳酸盐结晶单元u12(参见图4)，在它们之间有第三固液分离单元u11，从而在碳酸化单元u10中通过使用二氧化碳(CO2)将碳酸盐碳酸化以产生含有碳酸氢锂的溶液，然后可以在碳酸盐结晶单元u12中使碳酸锂从其中结晶，以代替如上所述将碳酸锂反应成氢氧化物。根据该选项，固液分离单元u6位于碳酸盐结晶单元u12的下游，以从剩余溶液中分离所形成的碳酸盐晶体。所述溶液仍含有存在于浸出单元u5中的碳酸盐。
所述中间单元可任选地包括常压混合反应器u13(参见图5)，用于将空气分散到从浸出单元u5获得的浆料中，以及用于导致浆料中的一部分水的空气诱导蒸发。
在该选项中，需要连接到浸出单元u5的闪蒸容器。闪蒸容器通常配备有用于尾气的出口，而常压混合反应器u13配备有空气入口、用于尾气的出口以及一类搅拌器形式(优选叶轮形式)的混合齿轮。闪蒸容器将导致浸出浆料的压力和温度降低，而常压混合反应器u13会将空气分散到浸出浆料中，并导致所述浆料中的一部分水的空气诱导蒸发并同时将其冷却。蒸发还将导致形成一部分含湿空气的尾气。因此，闪蒸容器和常压混合反应器u13都将产生尾气，该尾气可以在单独的尾气处理单元中处理。来自闪蒸容器的尾气和来自常压混合反应器的尾气都优选在尾气处理系统中进行处理，该尾气处理系统为洗涤器的形式，更优选为湿式洗涤器的形式，且最适合地是文丘里(venturi)洗涤器的形式。这些尾气处理系统中的每一个通常都配备有进水口，因为在这些系统中也需要洗涤溶液。
所述任选蒸发的优点包括，其将导致浸出浆料中的液体量更少，从而导致浆料量更少。因此，所需的空气量比通常使用的冷却塔负荷中的空气量小，因此尾气量更小，不需要如此广泛的清洁装置和程序。此外，更浓缩的工艺流将导致更高的金属回收率。然后，固液分离单元u6可以直接位于常压混合反应器u13的下游，以将碳酸锂从如此剩余的浓缩溶液中分离出来，或者上述碳酸化单元u10、第三固液分离单元u11和碳酸盐结晶单元u12可以位于常压混合反应器u13的下游。
在本实用新型的一个实施方案中，固液分离单元u6配备有洗涤段，如图2中虚线所示，洗涤段具有进水口，并配备为洗涤浆料的固体，从而将洗涤溶液添加到已经与固体分离的溶液中。这将提高溶液中所需馏分的产率，并降低固体中杂质和副产物的产率。
分离单元u6及其任选的洗涤段优选地为过滤装置的形式。
分离单元u6或优选其洗涤段也可以连接到一个或多个尾气处理单元，例如单元u3，用于在所述洗涤段中再利用从尾气处理系统中回收的至少一部分水。
本实用新型的尾气处理单元u3通常包括用于尾气的入口s6和用于经洗涤的气体和蒸发的水的出口s8。这些连接也如图2所示。
优选地，尾气处理单元u3的至少一部分是湿气体洗涤器的形式，旨在用于用洗涤溶液洗涤尾气。该湿气体洗涤器可以是例如，文丘里管或填充床洗涤器。
通常，并非所有尾气和洗涤溶液都变成气态部分。因此，如图2所示，尾气处理单元通常还包括用于排放溶液的出口，该排放溶液优选通过入口s9返回到制浆单元u4，与其中的含碳酸盐水溶液混合。任选地，排放溶液可以通过研磨单元传送到制浆单元u4。
在本实用新型的一个实施方案中，如图6所示，尾气处理单元u3的另一部分为固气分离器u2的形式，该固气分离器u2优选为旋风分离器。该任选的固气分离器u2优选位于尾气处理单元u3的洗涤段的上游，该洗涤段旨在用于用洗涤溶液洗涤尾气。任选的固气分离器u2通常包括用于底流的出口s5，其优选地通过循环管线连接到加热单元u1。
本申请还涉及一种用于处理含锂矿物的方法，该方法包括在一个或多个煅烧步骤中煅烧矿物，其中至少一个步骤利用来自燃烧燃料的热量，从而产生含锂的经煅烧的材料以及尾气，该方法还包括以下步骤：
将经煅烧的材料与浸出试剂一起在水溶液中制浆成浆料，
浸出所形成的浆料，以及
在固液分离步骤中从含有浸出试剂的溶液中分离含锂固体，
以及用洗涤溶液洗涤从煅烧步骤获得的尾气，
由此将在固液分离步骤中获得的液体流的至少一部分再循环至尾气洗涤步骤以用作洗涤溶液。
含锂矿物优选地选自锂辉石、透锂长石或锂云母或其混合物，更优选为锂辉石。当对作为优选选项的锂辉石进行煅烧时，它转变成更易溶解的β-锂辉石。
煅烧通常使用一个窑在一个步骤中进行。然而，可以使用几个热源，其中一个或多个热源利用燃料。在煅烧步骤中使用的常见类型的燃料是含碳燃料，其形成含二氧化碳(CO2)的尾气，例如天然气或沼气。
在本申请的一个实施方案中，煅烧步骤还利用电加热。
煅烧步骤优选在大于800℃，更优选约1000–1150℃的温度下进行。这也导致当从煅烧步骤引导到尾气洗涤步骤时，尾气具有升高的温度。通常，当进料到洗涤步骤中时，尾气的温度>100℃，更通常为200–400℃。
制浆步骤优选在含有一种或多种碱金属碳酸盐的水溶液、更优选含有碳酸钠的溶液的存在下进行。制浆可以在大气条件下进行。
反过来，浸出步骤优选在升高的温度和升高的压力下进行。合适的温度在100至250℃，优选150至230℃，且更优选200至220℃的范围内。合适的压力为2至60巴，优选10至30巴，且更优选15至25巴。
上述固液分离步骤可以直接在浸出步骤之后进行，或者可以在浸出步骤和固液分离步骤之间进行一个或多个中间步骤。
在浸出步骤之后直接进行固液分离步骤的情况下，通常在分离之后进行制备氢氧化锂所需的其他步骤，例如在氢氧化物试剂存在下的第二浸出步骤、第二固液分离、任选的纯化和氢氧化锂结晶。来自该结晶的溶液也可以被再循环至一个或多个先前的步骤，其中至少一部分通常被再循环至第二浸出步骤。然而，还可以将另外的馏分再循环至制浆步骤或第一浸出步骤，如上文更详细描述的。
当如上文所述使用浸出步骤和固液分离步骤之间的所述中间步骤时，一种可选方案是进行包括碳酸化步骤和锂回收步骤的中间步骤。该路线将导致碳酸盐产物的形成，因为碳酸化步骤(优选通过添加二氧化碳(CO2)进行)将导致碳酸氢锂的形成，在除去固体矿物废物的固液分离后的回收步骤中，碳酸氢锂通常结晶成碳酸锂。然后进行固液分离步骤以从剩余溶液中分离形成的碳酸盐晶体。然而，所述溶液仍含有来自浸出步骤的碳酸盐。结晶还产生二氧化碳，其可以被再循环至上游的碳酸化步骤。
当如上文所述在浸出步骤和固液分离步骤之间使用所述中间步骤时，另一可选方案是进行中间步骤，包括闪蒸步骤和常压混合步骤，用于将空气分散到从浸出步骤获得的浆料中，以及用于导致浆料中的一部分水的空气诱导蒸发。
所述闪蒸步骤将导致浸出浆料的压力和温度降低，而常压混合反应器将空气分散到浸出的浆料中，并导致所述浆料中的一部分水的空气诱导蒸发并同时将其冷却。蒸发还将导致形成一部分含湿空气的尾气。因此，闪蒸步骤和常压混合步骤都将产生尾气，尾气可以在尾气处理步骤中处理，例如通过洗涤。
如上文所述，所述任选的蒸发的优点包括它将导致浸出浆料中的液体量更少，从而导致浆料量更少，以及尾气量也更少。
在该可选方案中，然后进行固液分离步骤以从剩余的浓缩溶液中分离碳酸锂，或者也可以在所述分离步骤之前进行上述碳酸化、分离和结晶步骤。
从固液分离步骤获得的液体流优选为碱性溶液，更优选pH为8-11.5的溶液。如上文所述，该溶液含有一种或多种碳酸盐，优选一种或多种碱金属碳酸盐，例如碳酸钠(Na2CO3)。
将从上述固液分离步骤获得的液体流或其一部分再循环至尾气洗涤步骤以用作洗涤溶液，优选作为含有小于5wt-％的碳酸盐的稀释溶液。
在本申请的一个实施方案中，仅一部分所述液体流被再循环到尾气洗涤步骤，而另一部分被再循环到制浆步骤或浸出步骤，或将单独的部分再循环到这两者。
因此，尾气洗涤步骤中使用的洗涤溶液含有从固液分离步骤获得的再循环的液体流的一部分。该液体流通常具有<100℃的温度，因此当与温度>100℃的尾气接触时，其中一些液体流将被有效地蒸发。
用于洗涤尾气的溶液还可以含有添加的碱金属氢氧化物，优选氢氧化钠(NaOH)，以便使含CO2的尾气进一步反应为相应的碱金属碳酸盐，优选碳酸钠(Na2CO3)。
在本申请的一个实施方案中，在将剩余的尾气输送至尾气洗涤步骤之前，在固气分离步骤中从煅烧步骤获得的尾气中分离出固体部分。
所获得的固体部分优选地被再循环至煅烧步骤，以便进一步加工并输送至经煅烧的矿物材料。
通常，并非所有尾气和洗涤溶液都变成气态部分。相反，一些固体倾向于在尾气处理中积累。此外，循环的洗涤溶液的一部分优选作为排出物排出。因此，可以从尾气洗涤步骤中分离出排放溶液。该排放溶液通常含有碳酸盐，其可以被用于其他步骤。优选地，该排放溶液被返回到制浆步骤，与其中的含碳酸盐的水溶液混合。任选地，可以通过研磨步骤使排放溶液通过。
在本申请的一个特别优选的实施方案中，上述方法在上述装置中进行。
应当理解，所公开的本申请的实施方案不限于本文公开的特定结构、工艺步骤或材料，而是扩展到相关领域的普通技术人员将认识到的等效物。还应理解，本文中使用的术语仅用于描述特定实施方案的目的，并不旨在是限制性的。
在整个说明书中，对一个实施方案(one embodiment)或一个实施方案(anembodiment)的引用意味着结合该实施方案所描述的特定特征、结构或特性包括在本申请的至少一个实施方案中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“在一个实施方案中(in one embodiment)”或“在一个实施方案中(in an embodiment)”不一定都指同一个实施方案。在使用诸如例如大约或基本上的术语来引用数值的情况下，还公开了确切的数值。
如本文所用，为方便起见，多个条目、结构元件、组成元素和/或材料可以呈现在共同列表中。然而，这些列表应当被理解为列表中的每个成员好像都被单独确定为一个独立的且唯一的成员。此外，可以在本文中与各种组件的可选方案一起提及本申请的各种实施方案和实施例。应当理解，这些实施方案、实施例和可选方案不应被解释为彼此的事实上的等效物，而应被视为本申请的独立的和自主的表示。
此外，所描述的特征、结构或特性可以在一个或多个实施方案中以任何合适的方式组合。在本说明书中，提供了许多具体细节以提供对本申请实施方案的彻底理解。然而，相关领域的技术人员将认识到，可以在没有一个或多个具体细节的情况下实践本申请。
尽管上述实例在一个或多个特定应用中说明了本申请的原理，但对于本领域的普通技术人员来说，显而易见的是，在不使用发明能力的情况下，并且在不偏离本申请的原理和概念的情况下，可以对形式、用法和实施细节进行大量修改。因此，意图是本申请不受限制，除非被以下所述的权利要求限制。
以下非限制性实施例仅旨在说明通过本申请的实施方案获得的优点。实施例-再循环碳酸盐液体流作为回收碳酸锂的工艺的一部分
实施例1
通过Metso Outotec Oyj使用HSC-Sim模拟工具模拟碳酸锂工艺流程图的示例性案例。待加工的进料材料为每小时10吨的干燥的经煅烧的锂辉石精矿，具有6.0％ Li2O含量。
在高压釜中将加压浸出步骤的进料材料流制备成25wt-％的水性浆料，还包括溶解的试剂碳酸钠。锂提取导致根据以下方程式的反应
2LiAlSi2O6+Na2CO3+2H2O＝2NaAlSi2O6*H2O+Li2CO3
该反应消耗约2t/h的试剂：碳酸钠，在计算中假定在200℃下进行。反应中形成固体中间体碳酸锂以及方沸石矿物残渣。加压浸出步骤的直接蒸汽进料要求为约4t/h，以达到反应浆料的所需温度。通过闪蒸步骤将工艺浆料取出到大气条件下，该闪蒸步骤同时蒸发总共6t/h的水蒸气。浆料被进料到下游的常压碳酸化步骤，该步骤假定已完成，并用外部换热器冷却至35℃。碳酸化根据以下反应进行：
Li2CO3+CO2(气体)+H2O＝2LiHCO3
碳酸化后，将碳酸氢锂溶液在过滤器中分离，并且取16t/h的潮湿(包括20％水分)矿渣滤饼作为固体输出流。将滤饼用水洗涤：每吨干固体1.5m3的水＝17m3/h。洗涤滤液被再循环回碳酸化步骤，且滤液进入碳酸锂回收步骤。
根据以下反应，通过将溶液加热至90℃，碳酸锂自发结晶，同时释放二氧化碳：
2LiHCO3(水溶液)＝Li2CO3(固体)+CO2(气体)+H2O
二氧化碳通常在连续过程中被再循环到上游的碳酸化步骤。每小时产生1.3吨的产物碳酸锂固体，回收率为80％。在过滤器上分离总共1.5t/h的固体滤饼，其包括15％的水分含量。
碳酸锂的结晶产率并非100％完全，但通常接近70-80％，因为即使在这种高温下，由于碳酸锂和碳酸氢锂在水中的轻微溶解度，溶液中仍有残留锂。通过将溶液pH值提高到>11，此时碳酸盐是溶液中的主要物种，碳酸锂回收率进一步提高。用NaOH溶液进行pH调节：
OH-+HCO3 -＝CO3 2-+H2O
因此，滤液流是含有碳酸锂和碳酸钠二者的稀溶液。将该溶液作为补充水进料到煅烧炉湿气体洗涤器，在该洗涤器中，来自窑的热的废气被洗掉固体颗粒(＝0.2t/h)。假定窑尾气包括：7t/h氮气和来自进料到燃烧器的空气的残余0.2t/h氧气以及来自燃料燃烧的1.5t/h二氧化碳。此外，气体含有一些水(1t/h)，因为进料材料(锂辉石精矿已被假定为进料至含一些10％水分的煅烧窑)。浓NaOH溶液被进料到洗涤器管路，以中和并回收尾气中的大部分(大于50％)的二氧化碳，从而产生溶液中的碳酸钠。洗涤器溶液在90℃下取出，并再循环至浆料制备。湿式洗涤器中捕获的碳酸钠足以补充该工艺的总试剂需求(＝2t/h)。洗涤器管路中的蒸发水量为1t/h。
实施例2
类似地模拟了10t/h锂辉石进料(6％ Li2O含量)的相同情况下但氢氧化锂为产品的另一个实施例。待加工的进料材料为每小时10吨的干燥的经煅烧的锂辉石精矿，具有6.0％ Li2O含量。在高压釜中将加压浸出步骤的进料材料流制备成25wt-％的水性浆料，还包括溶解的试剂碳酸钠。根据以下方程式进行锂提取：
2LiAlSi2O6+Na2CO3+2H2O＝2NaAlSi2O6*H2O+Li2CO3
该反应消耗约2t/h的试剂：碳酸钠，在计算中假定在220℃下进行。反应中形成固体中间体碳酸锂以及方沸石矿物残渣。加压浸出步骤的直接蒸汽进料要求为约7t/h，以达到反应浆料的所需温度。通过闪蒸步骤将工艺浆料取出到大气条件下，该闪蒸步骤蒸发大约6t/h的水蒸气。然后将浆料进料至过滤，其中固体被脱水并转移至下一工艺阶段以将Li2CO3转化为LiOH。总滤液量为约35t/h，且废洗涤滤液量为9t/h。大部分滤液和洗涤滤液被再循环回到浆料制备步骤的开始，但由于水平衡和杂质积累，部分溶液必须从循环中排出到废水处理。
滤液流是含有碳酸锂和碳酸钠二者的稀溶液。将这些溶液的一部分(5.1t/h)作为补充水进料到煅烧炉湿气体洗涤器，在该洗涤器中，来自窑的热的废气被洗掉残余固体颗粒(＝0.2t/h)。假定窑尾气包括：7t/h氮气和来自进料到燃烧器的空气的残余0.2t/h氧气以及来自燃料燃烧的1.5t/h二氧化碳。此外，气体含有一些水(1t/h)，因为进料材料(锂辉石精矿已被假定为进料至含一些10％水分的煅烧窑)。与热的气体的接触使部分洗涤器水蒸发，从而将该部分从循环中去除，从而将排放和废水处理的需要降至最低。洗涤器溶液在90℃下取出，并再循环至浆料制备。洗涤器中的水蒸发量为约1t/h。
附图标记列表
如图1-6所示，根据本实用新型的一个或多个实施方案，在本实用新型的装置中可以包括以下单元：
u1 加热单元
u2 任选的固气分离器
u3 尾气处理单元
u4 制浆单元
u5 浸出单元
u6 固液分离单元
u7 任选的第二浸出单元
u8 任选的第二固液分离单元
u9 任选的氢氧化物结晶单元
u10 任选的碳酸化单元
u11 任选的第三固液分离单元
u12 任选的碳酸盐结晶单元
u13 任选的常压混合反应器
同样地，根据一个或多个实施方案的装置中可以包括以下管线、入口和出口：
s2 加热单元u1上的燃料入口
s5 用于底流的固气分离器u2上的任选的出口
s6 用于尾气的尾气处理单元u3上的入口
s7 固液分离单元u6和尾气处理单元u3之间的再循环管线
s8 用于洗涤的尾气和蒸发的水的尾气处理单元u3上的出口
s9 用于排放溶液的制浆单元u4上的任选入口
s10 用于水性浆料的浸出单元u5上的入口
s11 用于经煅烧的材料的制浆单元u4上的入口
s14 用于水溶液的制浆单元u4上的任选的单独入口
工业实用性
本装置可用于提供一种新的路线，用于再循环在含锂浆料的浸出中形成的含碳酸盐液体流，作为从矿物中回收锂的湿法冶金工艺的一部分。
Claims (20)
1.一种用于处理含锂矿物的装置，其特征在于，所述装置包括具有燃料入口(s2)的加热单元(u1)，用于将矿物煅烧成含锂的经煅烧的材料，进一步产生尾气，所述装置还包括
连接到所述加热单元(u1)的制浆单元(u4)，旨在用于由所述经煅烧的材料形成水性浆料，
浸出单元(u5)，用于使所述经煅烧的材料与浸出试剂反应，和
固液分离单元(u6)，用于从含有浸出试剂的溶液中分离含锂固体，以及
尾气处理单元(u3)，其连接到所述加热单元(u1)，所述尾气处理单元(u3)的至少一部分旨在用于用洗涤溶液洗涤所述尾气，
由此再循环管线(s7)将所述固液分离单元(u6)的液体侧连接到所述尾气处理单元(u3)。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述加热单元(u1)是回转窑。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述加热单元(u1)包括一个或多个热源，包括基于燃料的加热。
4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述加热单元(u1)包括电热源。
5.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述制浆单元(u4)包括用于水溶液的入口(s14)和用于经煅烧的材料的入口(s11)，所述溶液含有所述浸出试剂。
6.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述制浆单元(u4)包括用于从尾气处理单元循环的排放溶液的入口(s9)。
7.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述浸出单元(u5)是高压釜。
8.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述浸出单元(u5)连接到所述制浆单元(u4)，并且包括用于在所述制浆单元(u4)中形成的所述水性浆料的入口(s10)。
9.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述浸出单元(u5)包括或连接到一个或多个闪蒸容器。
10.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述浸出单元(u5)连接到所述固液分离单元(u6)，在所述固液分离单元(u6)上固体侧连接到配备有氢氧化物试剂进料的第二浸出单元(u7)、第二固液分离单元(u8)、任选的纯化单元和氢氧化锂结晶单元(u9)。
11.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述固液分离单元(u6)通过一个或多个中间单元连接到所述浸出单元(u5)。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述中间单元包括碳酸化单元(u10)、第三固液分离单元(u11)和碳酸盐结晶单元(u12)。
13.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述中间单元包括常压混合反应器(u13)，用于将空气分散到从所述浸出单元(u5)获得的浆料中，以及用于导致所述浆料中的一部分水的空气诱导蒸发，所述浸出单元(u5)因此包括或连接到一个或多个闪蒸容器。
14.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述尾气处理单元(u3)的至少一部分是湿气体洗涤器的形式，旨在用于用洗涤溶液洗涤所述尾气。
15.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述尾气处理单元(u3)包括用于尾气的入口(s6)和用于经洗涤的气体和蒸发的水的出口(s8)。
16.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述尾气处理单元(u3)的至少一部分是固气分离器(u2)的形式。
17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述固气分离器(u2)是旋风分离器的形式。
18.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述固气分离器(u2)位于所述尾气处理单元(u3)的洗涤段的上游。
19.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述固气分离器(u2)包括用于底流的出口(s5)。
20.根据权利要求19所述的装置，其特征在于，所述出口通过循环管线连接到所述加热单元(u1)。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |