WO2019086511A1 - Method and facility for the thermal treatment of a lithium ore - Google Patents

Method and facility for the thermal treatment of a lithium ore Download PDF

Info

Publication number
WO2019086511A1
WO2019086511A1 PCT/EP2018/079818 EP2018079818W WO2019086511A1 WO 2019086511 A1 WO2019086511 A1 WO 2019086511A1 EP 2018079818 W EP2018079818 W EP 2018079818W WO 2019086511 A1 WO2019086511 A1 WO 2019086511A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
air flow
flow treatment
lithium ore
treatment section
gas
Prior art date
Application number
PCT/EP2018/079818
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Meike Dietrich
Sven Hildebrandt
Andreas Hoppe
Jost Lemke
Tobias RISKEN
Karl Lampe
Original Assignee
Thyssenkrupp Industrial Solutions Ag
Thyssenkrupp Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thyssenkrupp Industrial Solutions Ag, Thyssenkrupp Ag filed Critical Thyssenkrupp Industrial Solutions Ag
Publication of WO2019086511A1 publication Critical patent/WO2019086511A1/en

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
    • C22B1/02—Roasting processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B26/00—Obtaining alkali, alkaline earth metals or magnesium
    • C22B26/10—Obtaining alkali metals
    • C22B26/12—Obtaining lithium

Definitions

  • the invention relates to a method for the thermal treatment of a lithium ore.
  • the invention further relates to a system designed for carrying out such a method.
  • Lithium ores are usually required to undergo a crystal transformation by heat treatment / decrepitation at a temperature of about 800 ° C to 1200 ° C to make the lithium available for further use.
  • Such a process has hitherto been carried out in a rotary kiln.
  • a rotary kiln there is an increasing temperature profile, which is characterized by a particularly hot zone in the region of the kiln outlet.
  • this temperature profile leads to temperatures above the melting temperature of some components of lithium ores and, consequently, to increased formation of deposits and melt phase formation, which negatively influences the process and the product quality.
  • the invention had the object of specifying a method for the thermal treatment of lithium ores, in the implementation of this problem is avoided or at least reduced.
  • a process for the thermal treatment of a lithium ore, for example of spodumene or petalite, in which a flow-current treatment is carried out in which particles of the lithium ore of Hot gas to be carried along an air flow treatment line. It is envisaged that in the air flow treatment, a heat treatment of the lithium ore at temperatures in the range between 800 ° C and 1200 ° C, preferably between 1000 ° C and 1150 ° C, takes place.
  • a heat treatment of the lithium ore can be realized in an advantageous manner, which is characterized by relatively constant temperatures over a sufficiently long residence time, on the one hand ensures a secure crystal transformation in the lithium ore and on the other hand, a thermal overload, which leads to melting or even crusting Components of lithium ore could be safely avoided.
  • An apparatus provided for carrying out such a method according to the invention and correspondingly designed comprises at least one feed device for the supply of lithium ore to a fly-flow reactor, to which, preferably directly, an outlet device for discharging the preferably finally thermally treated material follows, wherein the fly-current reactor forms the air-flow treatment section along which, during operation of the plant, particles of the lithium ore of hot gas producible by a hot gas generating device are carried.
  • the sole focus of the thermal treatment of the lithium ore is in a crystal transformation, and thus in the goal of making the lithium in the lithium ore available as the end product of the process for further use. Accordingly, it can be provided that within the scope of a method according to the invention or that exclusively the lithium ore and, if appropriate, a mixture of lithium ore and other materials (if appropriate additives) are / are treated by means of the air flow treatment. Accordingly, a plant according to the invention can have only a single material feeding device, namely the feed device provided for the supply of exclusively lithium ore to the entrained flow reactor.
  • the hot gas used in the course of the air flow treatment for the transport of the particles of lithium ore and for heat transfer to the particles of lithium ore must not only comprise gaseous components, but in particular also one or more components, in particular fuel, in the liquid or may include solid phase.
  • hot gas is supplied or generated at a plurality of points along the air flow treatment section.
  • a temperature which is as constant as possible over the length of the air flow treatment section for heat treatment of the particles of lithium ore, because the temperature of the hot gas is lowered at least once, preferably several times, as a result of a transition of thermal energy from the hot gas to the particles of lithium ore (possibly only partially) is compensated.
  • the hot gas at the beginning of the air flow treatment section to have such a high (and therefore excessively high) temperature that its thermal energy is sufficient for the complete heat treatment along the transport of the air flow treatment section.
  • a system according to the invention may comprise a plurality of devices for introducing hot gas and / or oxygen-containing gas and / or fuel, optionally as part of a fuel-containing gas, along the air flow treatment section.
  • a supply of hot gas at several points along the air flow treatment line can be realized on the one hand, that each of these feeders is assigned a separate burner for the production of hot gas.
  • this solution can be associated with a relatively high design effort.
  • supplying hot gas at multiple locations along the air flow treatment path can also be realized by providing one or more burners having (a plurality of) each Supply points is connected gas-conducting / are.
  • this may require hot gas to be routed outside of the air flow treatment line over relatively long feed lines, either accompanying a relevant loss of thermal energy or, to avoid such loss, driving a relatively high design effort for adequate thermal isolation of the feed lines would.
  • a burner it is also possible to supply fuel in solid, liquid or gaseous form via a lance, nozzle or another type of device.
  • the air flow treatment section is arranged at least one and preferably exactly one point fuel-containing hot gas and at least one, preferably a plurality of second locations, which, with respect to the flow direction of the hot gas through the air flow treatment line, downstream of the first location (s) / are, oxygen, in particular oxygen-containing gas, which may optionally be preheated and which is, for example, air, in particular compressed air to exhaust gas, which originates from the Klistrom awarenesssumble to pure oxygen to process gas, ie exhaust, which comes from other processes , or may be a mixture of two or more of these gases, is supplied.
  • oxygen in particular oxygen-containing gas
  • air in particular compressed air to exhaust gas
  • This procedure is based on the idea that hot gas within the air flow treatment section in the area of the (s) oxygen-containing gas is supplied by a preferably flameless oxidation of the unburned or partially burned fuel components, in the previously supplied and the supply point (s) reaching hot gas are still contained or explicitly additionally fed at different locations in the air flow treatment section, thereby providing additional thermal energy in the then due to the supply of the oxygen-containing gas hot gas stream is provided.
  • the flow velocity of the air flow treatment section at at least one second point supplied gas is relatively high, whereby an advantageous mixing of this gas with the Hot gas already contained in the air flow treatment section can be achieved.
  • the fuel can be supplied in solid, liquid and / or gaseous form and in particular also part of a fuel-containing gas, which also comprises at least one gas that is not fuel.
  • exhaust gas is used to generate the hot gas.
  • exhaust gas is already used to generate that hot gas flow (primary flow of the hot gas) which flows through the air flow treatment path over the full length.
  • the exhaust gas may be exhaust gas originating from the air flow treatment line. Furthermore, this may be process gas, ie exhaust gas from one or more other processes.
  • exhaust gas to generate the hot gas may be that only a portion of the thermal energy still contained in the exhaust gas is used for the production of the hot gas, for example, by fresh gas, which is used to generate the Hot gas is supplied to a burner is preheated by a heat exchange by means of a corresponding heat exchanger of the system according to the invention.
  • the exhaust gas used to generate the hot gas is a component of the hot gas itself, for example by being supplied to a burner in addition to fresh gas. This procedure has the advantage of full utilization of the thermal energy contained in this exhaust gas.
  • a further advantage of this approach may be that the combustion gas supplied to the burner is relatively low in oxygen, thereby enabling generation of a relatively large flow of hot gas which can be simultaneously fed with relatively much fuel, that is metered in a substoichiometric ratio, thereby allowing to effect one or more oxidations by supplying oxygen-containing gas in the manner described.
  • the supply of relatively much fuel does not lead to an unintentionally high temperature of the hot gas leaving the burner, since only a part of it is converted in the burner.
  • an exhaust gas recirculation line for returning exhaust gas originating from the air flow treatment section into the air flow treatment section and / or
  • a process gas supply line for introducing process gas into the air flow treatment section and / or
  • a heat exchange device for preheating a gas flow to be introduced into the air flow treatment section through a transition of thermal energy of exhaust gas emerging from the Air flow treatment line comes, and / or process gas on the gas flow
  • the lithium ore to be treated thermally is supplied at a plurality of locations distributed along the air flow treatment section.
  • a system according to the invention can be designed in such a way that the feeding device comprises a plurality of feed stations for the lithium ore distributed along the air flow treatment section.
  • the air flow treatment line to be supplied lithium ore is first, for example, by a screening, divided into subsets of different grain size fractions and the subsets of lithium ore separately to the plurality Be supplied to the air flow treatment section.
  • a system according to the invention can comprise a material preheater, which is set up to heat lithium ore to be supplied to the air flow treatment section by a heat transfer of exhaust gas originating from the air flow treatment section.
  • the lithium ore to be supplied to the air flow treatment section can then be provided for preheating only a portion (ie one or more, but not all) of the portions of the lithium ore.
  • a portion ie one or more, but not all
  • it can be provided that only relatively large particles of lithium ore are preheated.
  • the oxygen content in the air flow treatment section is set to values of less than 12% by volume, preferably to values of between 8% by volume and 10% by volume.
  • a combustion atmosphere can be adjusted, which is characterized by a very uniform temperature distribution.
  • a targeted entry of fuel along the air flow treatment section can also be partially or along the entire air flow treatment section set a reducing atmosphere, which has a favorable effect on the crystalline conversion of spodumene or other lithium forms
  • structural internals may be provided within the Flugstrom treatment section, which - possibly exclusively - serve by the generation of turbulence in the flow of hot gas, a mixing of the hot gas with the particles of lithium ore and optionally also in the hot gas introduced to improve oxygen-containing gas and / or fuel.
  • the Flugstrom adaptationsumble comprises at least one section in which the Flugstrom accentsumble formed in such a way is that there is a lower (average) flow velocity of the hot gas in this section compared to at least one other section of the flight treatment path.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a plant according to the invention for the thermal treatment of lithium ores
  • FIG. 2 shows in a diagram a profile of the temperature along the
  • FIG. 1 shows an inventive system for the thermal treatment of
  • Lithium ores By means of these, in the context of a method according to the invention, a lithium ore 1 can be heat-treated in such a way that a crystal transformation takes place, by means of which the lithium contained in the lithium ore 1 is made available for a subsequent use.
  • the plant comprises a fly-flow reactor 2 in which the lithium ore 1 of hot gas 18 comminuted by means of a mill (not shown) into particles having relatively small particle sizes is transported along a relatively long stream Air flow treatment section 3, which may be, for example, about 25 m, is carried, wherein thermal energy is transferred from the hot gas 18 to the particles of the lithium ore 1 to achieve the heat treatment.
  • the entrained flow reactor 2 is preceded with respect to the transport direction of the lithium ore 1, a material preheater 4, which is designed as a multi-stage cyclone preheater.
  • the already to be treated thermally treated, already crushed lithium ore 1 is supplied to the material preheater 4 by means of a feeding device 5 and thereby introduced into the flow of the exhaust stream 6 coming from the entrained flow reactor 2.
  • the particles of the lithium ore 1 are carried by this exhaust gas stream into a first cyclone separator 7 of the material preheater 4 and are separated therefrom again from the exhaust gas stream.
  • a material outlet of this first cyclone separator 7 opens into an exhaust pipe, via which the exhaust gas is passed from a third cyclone separator 9 to a second cyclone separator 8 of the material preheater 4. Consequently, the lithium ore 1 deposited in the first cyclone separator 7 is introduced into the second via this waste gas stream
  • Cyclone 8 introduced.
  • the lithium ore 1 is in turn separated from the exhaust gas, this exhaust gas stream then being conducted via a corresponding exhaust pipe into which the outlet of the task device 5 leads to the first cyclone separator 7, while the separated lithium ore 1 is introduced into an exhaust pipe , which connects an exhaust gas outlet of a material separator 10, likewise designed as a cyclone separator, which constitutes an outlet device of the plant, to an inlet of the third cyclone separator 9 of the material preheater 4.
  • the exhaust gas flowing in this exhaust pipe carries the lithium ore 1 separated in the second cyclone separator 8 into the third cyclone separator 9, in which it is separated from the exhaust gas stream and introduced via a first transfer line 11 into an initial section of the air flow treatment section 3 of the entrained flow reactor 2.
  • the relatively small particles may be provided relatively small particles, for example, with particle sizes of less than 0.2 mm, directly via the second transfer line, ie, bypassing the Vorwarmers 4 and a portion of the air flow treatment section 3 in the air flow treatment section 3, while the larger particles of the lithium ore first through the material preheater 4 and then over the entire air flow treatment section 3 are performed. It can thereby be achieved that, on the one hand, the relatively large particles of the lithium ore 1 are sufficiently thermally treated, while avoiding thermal overloading of the relatively small particles, which could lead to melting or crusting of at least some components of the lithium ore 1 only a relatively low heat transfer to the relatively small particles is realized.
  • the hot gas 18 flowing through the air flow treatment section 3 and carrying the particles of the lithium ore 1 is generated on the one hand by means of a burner 13 arranged on the inlet side of the air flow treatment section 3, to which combustion gas 15 and fuel 16 are fed by means of a fan 14 and combusted in a combustion chamber 17 of the burner 13 become.
  • the combustion gas 15 is primarily fresh gas 19, in particular ambient air, to which optionally a portion of the exhaust gas 6 provided for removal from the system can be admixed, which on the one hand uses the heat energy contained in this part of the exhaust gas 6 in a recuperating manner and, on the other hand, as a result Reduction of the reactivity of the combustion gas 15, the temperature of the hot gas 18 generated by means of the burner 13 can be limited.
  • the system for such recirculation of exhaust gas 6, the system according to the invention comprises an exhaust gas recirculation line 20 downstream of the material preheater 4 (With respect to the flow direction of the exhaust gas 6) branches off from an exhaust line of the plant and in a fresh gas inlet of the burner 13 downstream (with respect to the flow direction of the combustion gas 15) of the likewise integrated therein fan 14, opens.
  • the exhaust gas recirculation line 20 which includes a control valve 21 for controlling or regulating the amount of introduced into the fresh gas 19 exhaust gas 6 and / or preferably an additional fan 25, downstream of the Staubabscheiders 22 and upstream of the dust separator 22 downstream fan 14 from the exhaust line.
  • Alternative arrangements of the mouth of the exhaust gas recirculation line 20, in particular for a supply of dust-free exhaust gas to one or more supply lines 23, which are arranged along the air flow treatment line 3 downstream of the combustion chamber 17 are also possible.
  • the particles of the lithium ore 1 are to be heated until temperatures between 1000 ° C. and 1200 ° C. are reached and these temperatures are kept long enough to effect a crystal transformation.
  • heating of the particles of the lithium ore 1 to temperatures above 1200 ° C is to be avoided, since otherwise the already mentioned melting or even crusting of at least components of the lithium ore 1 could occur, which then leads to increased formation of mixtures within the entrained flow reactor 2 and could lead within this downstream material separator 10. This in turn could negatively affect the process and quality of the finally thermally treated lithium ore 1.
  • a sufficiently high but at the same time not too high a temperature of the hot gas 18 carrying the particles of the lithium ore 1 should be set over the entire or at least a relatively long section of the air flow treatment section 3. This is achieved by keeping the temperature of the hot gas 18, which is primarily generated by the burner 13, relatively low by setting a substoichiometric oxygen ratio and optionally by admixing the exhaust gas 6 with the fresh gas 19. Furthermore, by the setting of the substoichiometric oxygen ratio ensures that the hot gas 18 leaving the burner 13 and flowing into the air flow treatment section 3 is still fuel-containing and consequently comprises relevant quantities of unburned or only partially combusted fuel components.
  • Fig. 2 illustrates this advantage.
  • the dashed curve 26 shows the course of the temperature T of the hot gas 18 over the transport path L of the lithium ore in the air flow treatment section 3 of the entrained flow reactor 2 of a plant according to the invention as shown in FIG. 1. It can be seen that the temperature over the entire length of the air flow treatment section in Maintained within the temperature window (Tu to T s ).
  • the temperature T of hot gas from a material inlet of a comparable thermal power rotary kiln would increase continuously (see dash-dotted curve 27), the temperature upon reaching the material outlet, usually at the burner of a Rotary kiln is arranged, would be well above the upper limit value T s of the temperature window.
  • the temperature profile (see dotted curve 28) of hot gas of an airflow calciner having a comparable thermal output is shown in FIG.
  • Such an airflow calciner is usually preceded by a (pre) calciner of a plant for burning cement clinker a rotary kiln with respect to the material transport and in this only hot gas in the region of an inlet of a flight treatment section is supplied. It can be seen that in such a flow-current calciner, the temperature of the hot gas from a material inlet continuously drops, the temperature initially well above the upper limit T s of the temperature window and during a temporal end portion of the thermal treatment well below the lower limit Tu of the temperature window would.
  • hot gas 18 by means of the burner 13, which still contains a relevant amount of oxygen as a result of an appropriately adjusted superstoichiometric oxygen ratio in which defined amounts of fuel, optionally as a component of a fuel-containing gas, are introduced into the hot gas 18 flowing in the air flow treatment section 3 via the supply lines 23.
  • This fuel can then oxidize with the oxygen contained in the hot gas 18 and thereby cause the desired compensation of an already made lowering of the temperature of the hot gas 18.

Abstract

The invention relates to a method for the thermal treatment of a lithium ore (1) in which entrained flow treatment is performed in which particles of the lithium ore (1) are carried by heating gas 18 along an entrained flow treatment section (3). The lithium ore (1) is heat-treated at temperatures in the range between 800°C and 1200°C during the entrained flow treatment. Owing to the entrained flow treatment, the lithium ore (1) can be advantageously heat-treated, said heat treatment being characterised by relatively constant temperatures over a sufficiently long dwell time, as a result of which, on the one hand, reliable crystal conversion is ensured in the lithium ore (1) and, on the other hand, thermal overload, which could lead to melting of constituents of the lithium ore (1), can reliably be avoided. This is particularly the case if the heating gas (18) is supplied or generated at a plurality of points along the entrained flow treatment section (3) because in this way any reduction in the temperature of the heating gas (18) as a consequence of the transfer of thermal energy from the heating gas (18) to the particles of the lithium ore (1) is compensated for at least once, preferably a plurality of times.

Description

Verfahren und Anlage zur thermischen Behandlung eines Lithiumerzes  Process and installation for the thermal treatment of a lithium ore
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur thermischen Behandlung eines Lithiumerzes. Die Erfindung betrifft weiterhin eine zur Durchführung eines solchen Verfahrens ausgelegte Anlage. The invention relates to a method for the thermal treatment of a lithium ore. The invention further relates to a system designed for carrying out such a method.
Lithiumerze müssen in der Regel durch eine Wärmebehandlung/Dekrepitation bei einer Temperatur von ca. 800°C bis 1200°C eine Kristallumwandlung durchlaufen, um das Lithium für eine weitere Verwendung verfügbar zu machen. Ein solcher Prozess erfolgt bislang in einem Drehrohrofen. In einem solchen Drehrohrofen liegt ein ansteigendes Temperaturprofil vor, das durch eine besonders heiße Zone im Bereich des Ofenauslaufes gekennzeichnet ist. Dieses Temperaturprofil führt insbesondere in diesem Bereich des Ofens zu Temperaturen oberhalb der Schmelztemperatur einiger Komponenten von Lithiumerzen und daraus folgend zu einer verstärkten Ansatzbildung und Schmelzphasenbildung, die den Prozess und die Produktqualität negativ beeinflusst. Lithium ores are usually required to undergo a crystal transformation by heat treatment / decrepitation at a temperature of about 800 ° C to 1200 ° C to make the lithium available for further use. Such a process has hitherto been carried out in a rotary kiln. In such a rotary kiln there is an increasing temperature profile, which is characterized by a particularly hot zone in the region of the kiln outlet. In particular in this region of the furnace, this temperature profile leads to temperatures above the melting temperature of some components of lithium ores and, consequently, to increased formation of deposits and melt phase formation, which negatively influences the process and the product quality.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur thermischen Behandlung von Lithiumerzen anzugeben, bei dessen Durchführung dieses Problem vermieden oder zumindest verringert ist. The invention had the object of specifying a method for the thermal treatment of lithium ores, in the implementation of this problem is avoided or at least reduced.
Diese Aufgabe wird mittels eines Verfahrens zur thermischen Behandlung eines Lithiumerzes gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst. Eine für die Durchführung eines solchen Verfahrens ausgelegte Anlage ist Gegenstand des Patentanspruchs 11. Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens und bevorzugte Ausgestaltungsformen der erfindungsgemäßen Anlage sind Gegenstände der weiteren Patentansprüche und/oder ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung. This object is achieved by means of a method for the thermal treatment of a lithium ore according to the patent claim 1. Advantageous embodiments of the method according to the invention and preferred embodiments of the system according to the invention are objects of the further claims and / or emerge from the following description of the invention.
Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zur thermischen Behandlung eines Lithiumerzes, beispielsweise von Spodumen oder Petalit, vorgesehen, bei dem eine Flugstrombehandlung durchgeführt wird, bei der Partikel des Lithiumerzes von Heißgas entlang einer Flugstrombehandlungsstrecke getragen werden. Vorgesehen ist, dass bei der Flugstrombehandlung eine Wärmebehandlung des Lithiumerzes bei Temperaturen im Bereich zwischen 800°C und 1200°C, vorzugsweise zwischen 1000°C und 1150°C, erfolgt. Durch die Flugstrombehandlung kann in vorteilhafter Weise eine Wärmebehandlung des Lithiumerzes realisiert werden, die durch relativ konstante Temperaturen über eine ausreichend lange Verweilzeit gekennzeichnet ist, wodurch einerseits eine sichere Kristallumwandlung in dem Lithiumerz gewährleistet und andererseits eine thermische Überlastung, die zu einem Schmelzen oder sogar Verkrusten von Komponenten des Lithiumerzes führen könnte, sicher vermieden werden kann. According to the invention, a process is provided for the thermal treatment of a lithium ore, for example of spodumene or petalite, in which a flow-current treatment is carried out in which particles of the lithium ore of Hot gas to be carried along an air flow treatment line. It is envisaged that in the air flow treatment, a heat treatment of the lithium ore at temperatures in the range between 800 ° C and 1200 ° C, preferably between 1000 ° C and 1150 ° C, takes place. By the air flow treatment, a heat treatment of the lithium ore can be realized in an advantageous manner, which is characterized by relatively constant temperatures over a sufficiently long residence time, on the one hand ensures a secure crystal transformation in the lithium ore and on the other hand, a thermal overload, which leads to melting or even crusting Components of lithium ore could be safely avoided.
Eine zur Durchführung eines solchen erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehene und entsprechend ausgelegte Anlage umfasst zumindest eine Aufgabevorrichtung für die Zufuhr von Lithiumerz zu einem Flugstromreaktor, an die sich, vorzugsweise unmittelbar, eine Auslassvorrichtung zum Abführen des vorzugsweise abschließend thermisch behandelten Materials anschließt, wobei der Flugstromreaktor die Flugstrombehandlungsstrecke ausbildet, entlang der im Betrieb der Anlage Partikel des Lithiumerzes von Heißgas, das mittels einer Vorrichtung zur Heißgaserzeugung erzeugbar ist, getragen werden. An apparatus provided for carrying out such a method according to the invention and correspondingly designed comprises at least one feed device for the supply of lithium ore to a fly-flow reactor, to which, preferably directly, an outlet device for discharging the preferably finally thermally treated material follows, wherein the fly-current reactor forms the air-flow treatment section along which, during operation of the plant, particles of the lithium ore of hot gas producible by a hot gas generating device are carried.
Vorzugsweise liegt der alleinige Fokus der thermischen Behandlung des Lithiumerzes in einer Kristallumwandlung und damit in dem Ziel, das Lithium in dem Lithiumerz als Endprodukt des Verfahrens für eine weitere Verwendung verfügbar zu machen. Dementsprechend kann vorgesehen sein, dass im Rahmen eines erfindungsgemäßen Verfahrens beziehungsweise dass mittels der Flugstrombehandlung ausschließlich das Lithiumerz und nicht gegebenenfalls eine Mischung von Lithiumerz und anderen Materialien (ggf. Additive) thermisch behandelt wird/werden. Eine erfindungsgemäße Anlage kann dementsprechend lediglich eine einzige Materialaufgabevorrichtung, nämlich die für die Zufuhr von ausschließlich Lithiumerz zu dem Flugstromreaktor vorgesehene Aufgabevorrichtung, aufweisen. Es versteht sich, dass das im Rahmen der Flugstrombehandlung für den Transport der Partikel des Lithiumerzes und für einen Wärmeübergang auf die Partikel des Lithiumerzes genutzte Heißgas nicht ausschließlich gasförmige Komponenten umfassen muss, sondern insbesondere auch eine oder mehrere Komponenten, insbesondere Brennstoff, in der flüssigen oder festen Phase umfassen kann. Preferably, the sole focus of the thermal treatment of the lithium ore is in a crystal transformation, and thus in the goal of making the lithium in the lithium ore available as the end product of the process for further use. Accordingly, it can be provided that within the scope of a method according to the invention or that exclusively the lithium ore and, if appropriate, a mixture of lithium ore and other materials (if appropriate additives) are / are treated by means of the air flow treatment. Accordingly, a plant according to the invention can have only a single material feeding device, namely the feed device provided for the supply of exclusively lithium ore to the entrained flow reactor. It is understood that the hot gas used in the course of the air flow treatment for the transport of the particles of lithium ore and for heat transfer to the particles of lithium ore must not only comprise gaseous components, but in particular also one or more components, in particular fuel, in the liquid or may include solid phase.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass an einer Mehrzahl von Stellen entlang der Flugstrombehandlungsstrecke Heißgas zugeführt oder erzeugt wird. Dadurch kann in vorteilhafter Weise eine über der Länge der Flugstrombehandlungsstrecke möglichst konstante Temperatur zur Wärmebehandlung der Partikel des Lithiumerzes eingestellt werden, weil eine infolge eines Übergangs von thermischer Energie von dem Heißgas auf die Partikel des Lithiumerzes erfolgende Absenkung der Temperatur des Heißgases zumindest einmal, vorzugsweise mehrfach (ggf. nur teilweise) kompensiert wird. Dadurch entfällt folglich auch die Notwendigkeit, dass das Heißgas am Anfang der Flugstrombehandlungsstrecke eine so hohe (und dadurch zu hohe) Temperatur aufweist, dass dessen thermische Energie für die vollständige Wärmebehandlung entlang des Transports der Flugstrombehandlungstrecke ausreichend ist. According to a preferred embodiment of a method according to the invention it can be provided that hot gas is supplied or generated at a plurality of points along the air flow treatment section. As a result, it is advantageously possible to set a temperature which is as constant as possible over the length of the air flow treatment section for heat treatment of the particles of lithium ore, because the temperature of the hot gas is lowered at least once, preferably several times, as a result of a transition of thermal energy from the hot gas to the particles of lithium ore (possibly only partially) is compensated. As a result, there is also no need for the hot gas at the beginning of the air flow treatment section to have such a high (and therefore excessively high) temperature that its thermal energy is sufficient for the complete heat treatment along the transport of the air flow treatment section.
Eine erfindungsgemäße Anlage kann dementsprechend eine Mehrzahl von Vorrichtungen zum Einbringen von Heißgas und/oder von sauerstoffhaltigem Gas und/oder von Brennstoff, gegebenenfalls als Bestandteil eines brennstoffhaltigen Gases, entlang der Flugstrombehandlungsstrecke umfassen. Accordingly, a system according to the invention may comprise a plurality of devices for introducing hot gas and / or oxygen-containing gas and / or fuel, optionally as part of a fuel-containing gas, along the air flow treatment section.
Ein Zuführen von Heißgas an mehreren Stellen entlang der Flugstrombehandlungsstrecke kann einerseits dadurch realisiert werden, dass jeder dieser Zuführstellen ein eigener Brenner zur Erzeugung von Heißgas zugeordnet ist. Diese Lösung kann jedoch mit einem relativ hohen konstruktiven Aufwand verbunden sein. Alternativ kann ein Zuführen von Heißgas an mehreren Stellen entlang der Flugstrombehandlungstrecke auch dadurch realisiert werden, dass ein oder mehrere Brenner bereitgestellt sind, der/die (jeweils) mit einer Mehrzahl von Zuführstellen gasführend verbunden ist/sind. Dies kann jedoch bedingen, Heißgas außerhalb der Flugstrombehandlungstrecke über relativ lange Zuführleitungen führen zu müssen, womit entweder ein relevanter Verlust an thermischer Energie einhergehen würde oder, um einen solchen Verlust zu vermeiden, ein relativ hoher konstruktiver Aufwand für eine ausreichende thermische Isolierung der Zuführleitungen getrieben werden müsste. Alternativ zu einem Brenner kann auch Brennstoff in fester, flüssiger oder gasförmiger Art über eine Lanze, Düse oder eine anders geartete Vorrichtung zugeführt werden. A supply of hot gas at several points along the air flow treatment line can be realized on the one hand, that each of these feeders is assigned a separate burner for the production of hot gas. However, this solution can be associated with a relatively high design effort. Alternatively, supplying hot gas at multiple locations along the air flow treatment path can also be realized by providing one or more burners having (a plurality of) each Supply points is connected gas-conducting / are. However, this may require hot gas to be routed outside of the air flow treatment line over relatively long feed lines, either accompanying a relevant loss of thermal energy or, to avoid such loss, driving a relatively high design effort for adequate thermal isolation of the feed lines would. As an alternative to a burner, it is also possible to supply fuel in solid, liquid or gaseous form via a lance, nozzle or another type of device.
Vorzugsweise kann daher vorgesehen sein, dass der Flugstrombehandlungsstrecke an mindestens einer und vorzugsweise exakt einer Stelle brennstoffhaltiges Heißgas und an mindestens einer, vorzugsweise mehreren zweiten Stellen, die, bezüglich der Strömungsrichtung des Heißgases durch die Flugstrombehandlungsstrecke, stromab der ersten Stelle(n) angeordnet ist/sind, Sauerstoff, insbesondere sauerstoffhaltiges Gas, das gegebenenfalls vorgewärmt sein kann und bei dem es sich beispielsweise um Luft, insbesondere um Druckluft, um Abgas, das aus der Flugstrombehandlungsstrecke stammt, um reinen Sauerstoff, um Prozessgas, d.h. Abgas, das aus anderen Prozessen stammt, oder um eine Mischung aus zwei oder mehr dieser Gase handeln kann, zugeführt wird. Dieses Vorgehen beruht auf dem Gedanken, Heißgas innerhalb der Flugstrombehandlungsstrecke im Bereich derjenige(n) Stelle(n), an der/denen sauerstoffhaltiges Gas zugeführt wird, durch eine vorzugsweise flammenlose Oxidation der unverbrannten oder nur teilweise verbrannten Brennstoffkomponenten, die in dem zuvor zugeführten und die Zuführstelle(n) erreichenden Heißgas noch enthalten sind oder explizit zusätzlich an verschiedenen Stellen in die Flugstrombehandlungsstrecke eingespeist werden, zu bewirken, wodurch in dem dann infolge der Zufuhr des sauerstoffhaltigen Gases größeren Heißgasstrom zusätzliche thermische Energie bereitgestellt wird. Bevorzugt kann dabei vorgesehen sein, dass die Strömungsgeschwindigkeit eines der Flugstrombehandlungsstrecke an zumindest einer zweiten Stelle zugeführten Gases relativ hoch ist, wodurch eine vorteilhafte Durchmischung dieses Gases mit dem bereits in der Flugstrombehandlungstrecke enthaltenen Heißgas erreicht werden kann. Preferably, it can therefore be provided that the air flow treatment section is arranged at least one and preferably exactly one point fuel-containing hot gas and at least one, preferably a plurality of second locations, which, with respect to the flow direction of the hot gas through the air flow treatment line, downstream of the first location (s) / are, oxygen, in particular oxygen-containing gas, which may optionally be preheated and which is, for example, air, in particular compressed air to exhaust gas, which originates from the Flugstrombehandlungsstrecke to pure oxygen to process gas, ie exhaust, which comes from other processes , or may be a mixture of two or more of these gases, is supplied. This procedure is based on the idea that hot gas within the air flow treatment section in the area of the (s) oxygen-containing gas is supplied by a preferably flameless oxidation of the unburned or partially burned fuel components, in the previously supplied and the supply point (s) reaching hot gas are still contained or explicitly additionally fed at different locations in the air flow treatment section, thereby providing additional thermal energy in the then due to the supply of the oxygen-containing gas hot gas stream is provided. Preferably, it can be provided that the flow velocity of the air flow treatment section at at least one second point supplied gas is relatively high, whereby an advantageous mixing of this gas with the Hot gas already contained in the air flow treatment section can be achieved.
Eine dazu alternative, ebenfalls vorteilhafte Möglichkeit zur Erzeugung von Heißgas an mindestens einer zweiten Stelle, die stromab einer ersten Stelle gelegen ist, beruht darauf, dass der Flugstrombehandlungsstrecke an der mindestens einen und vorzugsweise exakt einen ersten Stelle ein sauerstoffhaltiges Gas und an mindestens einer zweiten Stelle, vorzugsweise an mehreren zweiten Stellen, die bezüglich der Strömungsrichtung des Heißgases stromab der ersten Stelle(n) angeordnet ist/sind, Brennstoff zugeführt wird. Der Brennstoff kann dabei in fester, flüssiger und/oder gasförmiger Form zugeführt werden und insbesondere auch Bestandteil eines brennstoffhaltigen Gases, das zudem mindestens ein Gas umfasst, das keinen Brennstoff darstellt, sein. An alternative, likewise advantageous possibility for producing hot gas at at least one second location, which is located downstream of a first location, based on the fact that the air flow treatment path at the at least one and preferably exactly a first location an oxygen-containing gas and at least a second location , Preferably, at a plurality of second locations, which is arranged with respect to the flow direction of the hot gas downstream of the first location (s) / fuel is supplied. The fuel can be supplied in solid, liquid and / or gaseous form and in particular also part of a fuel-containing gas, which also comprises at least one gas that is not fuel.
Der Vorteil dieser Vorgehensweisen zur Aufrechterhaltung einer relativ konstanten Temperatur des Heißgases über der Länge der Flugstrombehandlungsstrecke liegt darin, dass für die zusätzliche Erzeugung thermischer Energie an der oder an den entlang der Flugstromhandlungstrecke liegenden Stellen lediglich ein sauerstoffhaltiges Gas oder Brennstoff zugeführt werden muss. Der hierfür erforderliche konstruktive Aufwand kann daher gering gehalten werden. The advantage of these approaches to maintaining a relatively constant temperature of the hot gas over the length of the air flow treatment line is that for the additional generation of thermal energy at or at the locations along the runoff line, only an oxygen-containing gas or fuel must be supplied. The required design effort can therefore be kept low.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass Abgas zur Erzeugung des Heißgases genutzt wird. Dabei kann insbesondere auch vorgesehen sein, dass Abgas bereits zur Erzeugung desjenigen Heißgasstroms (Primärstrom des Heißgases), der die Flugstrombehandlungsstrecke über die volle Länge durchströmt, genutzt wird. Bei dem Abgas kann es sich um Abgas handeln, das aus der Flugstrombehandlungsstrecke stammt. Weiterhin kann es sich dabei um Prozessgas, d.h. Abgas aus einem oder mehreren anderen Prozessen, handeln. Eine Nutzung von Abgas zur Erzeugung des Heißgases kann einerseits darin bestehen, dass lediglich ein Teil der noch in dem Abgas enthaltenen thermischen Energie für die Erzeugung des Heißgases genutzt wird, indem beispielsweise Frischgas, das zur Erzeugung des Heißgases einem Brenner zugeführt wird, durch einen Wärmetausch mittels eines entsprechenden Wärmetauschers der erfindungsgemäßen Anlage vorgewärmt wird. Bevorzugt kann jedoch vorgesehen sein, dass das zur Erzeugung des Heißgases genutzte Abgas einen Bestandteil des Heißgases selbst darstellt, indem dieses beispielsweise zusätzlich zu Frischgas einem Brenner zugeführt wird. Dieses Vorgehen weist den Vorteil einer vollständigen Nutzung der in diesem Abgas enthaltenen thermischen Energie auf. Weiterhin kann ein solches Zumischen von Abgas in einen einem Brenner zuzuführenden oder zugeführten Frischgasstrom zu einer Verringerung der Reaktivität bei der Verbrennung innerhalb des Brenners führen, wodurch die Temperatur des den Brenner verlassenen Heißgases in vorteilhafter Weise eingestellt und insbesondere begrenzt werden kann. Ein weiterer Vorteil dieser Vorgehensweise kann darin liegen, dass das dem Brenner zugeführte Verbrennungsgas relativ sauerstoffarm ist, wodurch eine Erzeugung eines relativ großen Heißgasstroms ermöglicht wird, dem gleichzeitig relativ viel, d.h. in einem unterstöchiometrischen Verhältnis dosierter, Brennstoff zugeführt werden kann, wodurch ermöglicht wird, in der beschriebenen Weise eine oder mehrere Oxidationen durch ein Zuführen von sauerstoffhaltigem Gas zu bewirken. Dabei führt das Zuführen von relativ viel Brennstoff jedoch nicht zu einer ungewollt hohen Temperatur des den Brenner verlassenen Heißgases, da in dem Brenner nur ein Teil davon umgesetzt wird. According to a preferred embodiment of a method according to the invention can be provided that exhaust gas is used to generate the hot gas. In this case, it can also be provided in particular that exhaust gas is already used to generate that hot gas flow (primary flow of the hot gas) which flows through the air flow treatment path over the full length. The exhaust gas may be exhaust gas originating from the air flow treatment line. Furthermore, this may be process gas, ie exhaust gas from one or more other processes. One use of exhaust gas to generate the hot gas may be that only a portion of the thermal energy still contained in the exhaust gas is used for the production of the hot gas, for example, by fresh gas, which is used to generate the Hot gas is supplied to a burner is preheated by a heat exchange by means of a corresponding heat exchanger of the system according to the invention. Preferably, however, it may be provided that the exhaust gas used to generate the hot gas is a component of the hot gas itself, for example by being supplied to a burner in addition to fresh gas. This procedure has the advantage of full utilization of the thermal energy contained in this exhaust gas. Furthermore, such admixing of exhaust gas in a fresh gas stream to be supplied to a burner or lead to a reduction in the reactivity of the combustion within the burner, whereby the temperature of the hot gas leaving the burner can be set in an advantageous manner and in particular limited. A further advantage of this approach may be that the combustion gas supplied to the burner is relatively low in oxygen, thereby enabling generation of a relatively large flow of hot gas which can be simultaneously fed with relatively much fuel, that is metered in a substoichiometric ratio, thereby allowing to effect one or more oxidations by supplying oxygen-containing gas in the manner described. However, the supply of relatively much fuel does not lead to an unintentionally high temperature of the hot gas leaving the burner, since only a part of it is converted in the burner.
Zur Durchführung einer solchen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens kann eine erfindungsgemäße Anlage To carry out such an embodiment of a method according to the invention can be a plant according to the invention
- eine Abgasrückführleitung zum Rückführen von aus der Flugstrombehandlungsstrecke stammendem Abgas in die Flugstrombehandlungsstrecke und/oder  an exhaust gas recirculation line for returning exhaust gas originating from the air flow treatment section into the air flow treatment section and / or
- eine Prozessgaszuführleitung zum Einbringen von Prozessgas in die Flugstrombehandlungsstrecke und/oder  a process gas supply line for introducing process gas into the air flow treatment section and / or
- eine Wärmetauschvorrichtung zum Vorwärmen einer in die Flugstrombehandlungsstrecke einzubringenden Gasströmung durch einen Übergang von thermischer Energie von Abgas, das aus der Flugstrombehandlungsstrecke stammt, und/oder von Prozessgas auf die Gasströmung a heat exchange device for preheating a gas flow to be introduced into the air flow treatment section through a transition of thermal energy of exhaust gas emerging from the Air flow treatment line comes, and / or process gas on the gas flow
umfassen. include.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass das thermisch zu behandelnde Lithiumerz an mehreren Stellen, die entlang der Flugstrombehandlungsstrecke verteilt sind, zugeführt wird. Eine erfindungsgemäße Anlage kann dementsprechend derart ausgebildet sein, dass die Aufgabevorrichtung mehrere entlang der Flugstrombehandlungsstrecke verteilte Aufgabestellen für das Lithiumerz umfasst. Bei einem solchen Zuführen des Lithiumerzes an mehreren Stellen, die entlang der Flugstrombehandlungsstrecke verteilt sind, kann zudem vorgesehen sein, dass das der Flugstrombehandlungsstrecke zuzuführende Lithiumerz zunächst, beispielsweise durch eine Siebung, in Teilmengen unterschiedlicher Korngrößenfraktionen unterteilt wird und die Teilmengen des Lithiumerzes getrennt an den mehreren Stellen der Flugstrombehandlungsstrecke zugeführt werden. Dadurch wird ermöglicht, unterschiedlich große Partikel des Lithiumerzes jeweils bedarfsgerecht thermisch zu behandeln, so dass einerseits für relativ große Partikel eine ausreichend lange Verweilzeit innerhalb der Flugstrombehandlungsstrecke und demnach eine ausreichend intensive Wärmebehandlung realisiert werden kann und andererseits für relativ kleine Partikel eine thermische Überlastung infolge einer zu langen Verweilzeit und folglich eine zu intensiven Wärmebehandlung vermieden werden kann. According to a preferred embodiment of a method according to the invention, it can be provided that the lithium ore to be treated thermally is supplied at a plurality of locations distributed along the air flow treatment section. Accordingly, a system according to the invention can be designed in such a way that the feeding device comprises a plurality of feed stations for the lithium ore distributed along the air flow treatment section. In such a supply of lithium ore at several points, which are distributed along the air flow treatment line, can also be provided that the the air flow treatment line to be supplied lithium ore is first, for example, by a screening, divided into subsets of different grain size fractions and the subsets of lithium ore separately to the plurality Be supplied to the air flow treatment section. This makes it possible to treat differently sized particles of lithium ore as required thermally, so that on the one hand for relatively large particles a sufficiently long residence within the Flugstrombehandlungsstrecke and therefore a sufficiently intense heat treatment can be realized and on the other hand for relatively small particles thermal overload due to a long residence time and consequently too intensive heat treatment can be avoided.
Gemäß einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass das Lithiumerz zumindest teilweise durch einen Wärmeübergang von aus der Flugstrombehandlungsstrecke stammendem Abgas vorgewärmt wird, bevor dieses der Flugstrombehandlungsstrecke zugeführt wird. Eine erfindungsgemäße Anlage kann demnach einen Materialvorwärmer umfassen, der dazu eingerichtet ist, der Flugstrombehandlungsstrecke zuzuführendes Lithiumerz durch einem Wärmeübergang von aus der Flugstrombehandlungsstrecke stammendem Abgas zu erwärmen. Durch ein solches Vorwärmen des Lithiumerzes kann in vorteilhafter Weise eine Nutzung eines Teils der in dem Abgas enthaltenen thermischen Energie zum Vorwärmen des Lithiumerzes genutzt werden, was sich positiv auf die Energiebilanz des Prozesses auswirkt. Sofern vorgesehen ist, dass das der Flugstrombehandlungsstrecke zuzuführende Lithiumerz zunächst in Teilmengen unterschiedlicher Korngrößenfraktionen unterteilt wird, kann dann noch vorgesehen sein, dass nur ein Teil (d.h. eine oder mehrere, nicht jedoch sämtliche) der Teilmengen des Lithiumerzes vorgewärmt wird. Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass lediglich relativ große Partikel des Lithiumerzes vorgewärmt werden. According to a further preferred embodiment of a method according to the invention it can be provided that the lithium ore is preheated at least partially by a heat transfer of exhaust gas originating from the air flow treatment section before it is supplied to the air flow treatment section. Accordingly, a system according to the invention can comprise a material preheater, which is set up to heat lithium ore to be supplied to the air flow treatment section by a heat transfer of exhaust gas originating from the air flow treatment section. By such a preheating of the lithium ore Advantageously, a use of a portion of the thermal energy contained in the exhaust gas to preheat the lithium ore can be used, which has a positive effect on the energy balance of the process. Provided that it is initially subdivided into subsets of different grain size fractions, the lithium ore to be supplied to the air flow treatment section can then be provided for preheating only a portion (ie one or more, but not all) of the portions of the lithium ore. In particular, it can be provided that only relatively large particles of lithium ore are preheated.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass der Sauerstoffgehalt in der Flugstrombehandlungsstrecke auf Werte kleiner als 12 Vol.-%, vorzugsweise auf Werte zwischen 8 Vol.-% und 10 Vol.-%, eingestellt wird. Durch die gezielte Prozessführung der Einstellung der Sauerstoffkonzentration in Verbindung mit einer Temperatur größer 800°C lässt sich eine Verbrennungsatmosphäre einstellen, die durch eine sehr gleichmäßige Temperaturverteilung geprägt ist. Man spricht in diesem Zusammenhang auch von einer flammenlosen Verbrennung. Durch einen gezielten Eintrag von Brennstoff entlang der Flugstrombehandlungsstrecke lässt sich zudem teilweise oder entlang der gesamten Flugstrombehandlungsstrecke eine reduzierende Atmosphäre einstellen, die sich begünstigend auf die kristalline Umwandlung von Spodumen oder anderen Lithium-Formen auswirkt According to a preferred embodiment of a method according to the invention, it can be provided that the oxygen content in the air flow treatment section is set to values of less than 12% by volume, preferably to values of between 8% by volume and 10% by volume. The targeted process control of the adjustment of the oxygen concentration in conjunction with a temperature greater than 800 ° C, a combustion atmosphere can be adjusted, which is characterized by a very uniform temperature distribution. One speaks in this context of a flameless combustion. Through a targeted entry of fuel along the air flow treatment section can also be partially or along the entire air flow treatment section set a reducing atmosphere, which has a favorable effect on the crystalline conversion of spodumene or other lithium forms
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Anlage können konstruktive Einbauten innerhalb der Flugstrombehandlungsstrecke vorgesehen sein, die - gegebenenfalls ausschließlich - dazu dienen, durch die Erzeugung von Turbulenzen in der Strömung des Heißgases eine Durchmischung des Heißgases mit den Partikeln des Lithiumerzes und gegebenenfalls auch mit in das Heißgas eingebrachtem, sauerstoffhaltigen Gas und/oder Brennstoff zu verbessern. According to a preferred embodiment of a system according to the invention structural internals may be provided within the Flugstrom treatment section, which - possibly exclusively - serve by the generation of turbulence in the flow of hot gas, a mixing of the hot gas with the particles of lithium ore and optionally also in the hot gas introduced to improve oxygen-containing gas and / or fuel.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Anlage kann zudem vorgesehen sein, dass die Flugstrombehandlungsstrecke mindestens einen Abschnitt umfasst, in dem die Flugstrombehandlungsstrecke derart ausgebildet ist, dass in diesem Abschnitt im Vergleich zu mindestens einem anderen Abschnitt der Flugbehandlungstrecke eine geringere (mittlere) Strömungsgeschwindigkeit des Heißgases vorliegt. Dadurch kann eine Erhöhung der Verweilzeit des Lithiumerzes in einem für eine thermische Umwandlung möglichst optimalen Temperaturbereich erreicht werden. According to a preferred embodiment of a system according to the invention can also be provided that the Flugstrombehandlungsstrecke comprises at least one section in which the Flugstrombehandlungsstrecke formed in such a way is that there is a lower (average) flow velocity of the hot gas in this section compared to at least one other section of the flight treatment path. As a result, an increase in the residence time of the lithium ore can be achieved in a temperature range which is as optimal as possible for a thermal conversion.
Die unbestimmten Artikel („ein",„eine",„einer" und„eines"), insbesondere in den Patentansprüchen und in der die Patentansprüche allgemein erläuternden Beschreibung, sind als solche und nicht als Zahlwörter zu verstehen. Entsprechend damit konkretisierte Komponenten sind somit so zu verstehen, dass diese mindestens einmal vorhanden sind und mehrfach vorhanden sein können. The indefinite articles ("a", "an", "an" and "an"), in particular in the patent claims and in the description generally describing the claims, are to be understood as such and not as numerical words. Corresponding to this concretized components are thus to be understood that they are present at least once and may be present more than once.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt: The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment shown in the drawings. In the drawings shows:
Fig. 1 : in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Anlage zur thermischen Behandlung von Lithiumerzen und Fig. 2: in einem Diagramm einen Verlauf der Temperatur entlang der1 shows a schematic representation of a plant according to the invention for the thermal treatment of lithium ores, and FIG. 2 shows in a diagram a profile of the temperature along the
Flugstrombehandlungsstrecke eines Flugstromreaktors einer erfindungsgemäßen Anlage im Vergleich zu den entsprechenden Temperaturverläufen entlang der Länge eines Drehrohrofens sowie entlang der Flugstrombehandlungsstrecke eines Flugstromkalzinators. Die Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Anlage zur thermischen Behandlung vonA flow treatment section of a flow reactor of a plant according to the invention in comparison to the corresponding temperature curves along the length of a rotary kiln and along the air flow treatment section of a flow current calciner. Fig. 1 shows an inventive system for the thermal treatment of
Lithiumerzen. Mittels dieser kann im Rahmen eines erfindungsgemäßen Verfahrens ein Lithiumerz 1 derart wärmebehandelt werden, dass eine Kristallumwandlung stattfindet, durch die das in dem Lithiumerz 1 enthaltene Lithium für eine darauffolgende Verwendung verfügbar gemacht wird. Die Anlage umfasst einen Flugstromreaktor 2, in dem das mittels einer nicht dargestellten Mühle zu Partikeln mit relativ kleinen Korngrößen zerkleinerte Lithiumerz 1 von Heißgas 18 entlang einer relativ langen Flugstrombehandlungsstrecke 3, die beispielsweise ca. 25 m betragen kann, getragen wird, wobei zur Erzielung der Wärmebehandlung thermische Energie von dem Heißgas 18 auf die Partikel des Lithiumerzes 1 übertragen wird. Lithium ores. By means of these, in the context of a method according to the invention, a lithium ore 1 can be heat-treated in such a way that a crystal transformation takes place, by means of which the lithium contained in the lithium ore 1 is made available for a subsequent use. The plant comprises a fly-flow reactor 2 in which the lithium ore 1 of hot gas 18 comminuted by means of a mill (not shown) into particles having relatively small particle sizes is transported along a relatively long stream Air flow treatment section 3, which may be, for example, about 25 m, is carried, wherein thermal energy is transferred from the hot gas 18 to the particles of the lithium ore 1 to achieve the heat treatment.
Dem Flugstromreaktor 2 ist bezüglich der Transportrichtung des Lithiumerzes 1 ein Materialvorwärmer 4 vorgeschaltet, der als mehrstufiger Zyklonvorwärmer ausgebildet ist. Das thermisch noch zu behandelnde, bereits zerkleinerte Lithiumerz 1 wird dem Materialvorwärmer 4 mittels einer Aufgabevorrichtung 5 zugeführt und dabei in den Strom des aus dem Flugstromreaktor 2 stammenden Abgases 6 eingebracht. Von diesem Abgasstrom werden die Partikel des Lithiumerzes 1 bis in einen ersten Zyklonabscheider 7 des Materialvorwärmers 4 getragen und mittels diesem wieder aus dem Abgasstrom abgeschieden. Ein Materialauslass dieses ersten Zyklonabscheider 7 mündet in eine Abgasleitung, über die das Abgas von einem dritten Zyklonabscheider 9 zu einem zweiten Zyklonabscheider 8 des Materialvorwärmers 4 geführt wird. Über diesen Abgasstrom wird folglich das in dem ersten Zyklonabscheider 7 abgeschiedene Lithiumerz 1 in den zweitenThe entrained flow reactor 2 is preceded with respect to the transport direction of the lithium ore 1, a material preheater 4, which is designed as a multi-stage cyclone preheater. The already to be treated thermally treated, already crushed lithium ore 1 is supplied to the material preheater 4 by means of a feeding device 5 and thereby introduced into the flow of the exhaust stream 6 coming from the entrained flow reactor 2. The particles of the lithium ore 1 are carried by this exhaust gas stream into a first cyclone separator 7 of the material preheater 4 and are separated therefrom again from the exhaust gas stream. A material outlet of this first cyclone separator 7 opens into an exhaust pipe, via which the exhaust gas is passed from a third cyclone separator 9 to a second cyclone separator 8 of the material preheater 4. Consequently, the lithium ore 1 deposited in the first cyclone separator 7 is introduced into the second via this waste gas stream
Zyklonabscheider 8 eingebracht. In diesem zweiten Zyklonabscheider 8 wird das Lithiumerz 1 wiederum aus dem Abgas abgeschieden, wobei dieser Abgasstrom dann über eine entsprechende Abgasleitung, in die der Auslass der Aufgabenvorrichtung 5 mündet, zu dem ersten Zyklonabscheider 7 geführt wird, während das abgeschiedene Lithiumerz 1 in eine Abgasleitung eingebracht wird, die einen Abgasauslass eines ebenfalls als Zyklonabscheider ausgebildeten Materialabscheiders 10, der eine Auslassvorrichtung der Anlage darstellt, mit einem Einlass des dritten Zyklonabscheider 9 des Materialvorwärmers 4 verbindet. Das in dieser Abgasleitung strömende Abgas trägt das in dem zweiten Zyklonabscheider 8 abgeschiedene Lithiumerz 1 in den dritten Zyklonabscheider 9, in dem dieses wiederum aus dem Abgasstrom abgeschieden und über eine erste Überführungsleitung 11 in einen Anfangsabschnitt der Flugstrombehandlungsstrecke 3 des Flugstromreaktors 2 eingebracht wird. Cyclone 8 introduced. In this second cyclone separator 8, the lithium ore 1 is in turn separated from the exhaust gas, this exhaust gas stream then being conducted via a corresponding exhaust pipe into which the outlet of the task device 5 leads to the first cyclone separator 7, while the separated lithium ore 1 is introduced into an exhaust pipe , which connects an exhaust gas outlet of a material separator 10, likewise designed as a cyclone separator, which constitutes an outlet device of the plant, to an inlet of the third cyclone separator 9 of the material preheater 4. The exhaust gas flowing in this exhaust pipe carries the lithium ore 1 separated in the second cyclone separator 8 into the third cyclone separator 9, in which it is separated from the exhaust gas stream and introduced via a first transfer line 11 into an initial section of the air flow treatment section 3 of the entrained flow reactor 2.
Optional kann vorgesehen sein, einen Teil des Lithiumerzes 1 sowie von teilkalziniertem Filterstaub 24, der mittels eines dem Material Vorwärmer 4 in Strömungsrichtung des Abgases 6 nachgeschalteten Staubabscheiders 22 aus dem Abgas 6 abgeschieden wurde, über eine zweite Überführungsleitung 12 unter Umgehung des Materialvorwärmers 4 in einen Endabschnitt, d.h. einen Abschnitt, der bezüglich der Strömungsrichtung innerhalb der Flugstrombehandlungsstrecke 3 dem Anfangsabschnitt nachgeordnet ist, einzubringen. Insbesondere kann vorgesehen sein, relativ kleine Partikel, beispielsweise mit Korngrößen von kleiner 0,2 mm, über die zweite Überführungsleitung direkt, d.h. unter Umgehung des Materialvorwärmers 4 und eines Abschnitts der Flugstrombehandlungsstrecke 3 in die Flugstrombehandlungsstrecke 3 einzubringen, während die größeren Partikel des Lithiumerzes 1 zunächst durch den Materialvorwärmer 4 und anschließend über die gesamte Flugstrombehandlungsstrecke 3 geführt werden. Dadurch kann erreicht werden, dass einerseits die relativ großen Partikel des Lithiumerzes 1 in ausreichendem Maße thermisch behandelt werden, während eine thermische Überlastung der relativ kleinen Partikel, die zu einem Schmelzen oder Verkrusten von zumindest einigen Komponenten des Lithiumerzes 1 führen könnte, vermieden wird, da nur ein relativ geringer Wärmeübergang auf die relativ kleinen Partikel realisiert wird. Optionally, it can be provided, a part of the lithium ore 1 and teilkalziniertem filter dust 24, by means of the material preheater 4 in Flow direction of the exhaust gas 6 downstream dust separator 22 was separated from the exhaust gas 6, via a second transfer line 12, bypassing the Materialvorwärmers 4 in an end portion, ie a portion which is downstream of the initial section with respect to the flow direction within the air flow treatment section 3 to introduce. In particular, it may be provided relatively small particles, for example, with particle sizes of less than 0.2 mm, directly via the second transfer line, ie, bypassing the Vorwarmers 4 and a portion of the air flow treatment section 3 in the air flow treatment section 3, while the larger particles of the lithium ore first through the material preheater 4 and then over the entire air flow treatment section 3 are performed. It can thereby be achieved that, on the one hand, the relatively large particles of the lithium ore 1 are sufficiently thermally treated, while avoiding thermal overloading of the relatively small particles, which could lead to melting or crusting of at least some components of the lithium ore 1 only a relatively low heat transfer to the relatively small particles is realized.
Das die Flugstrombehandlungsstrecke 3 durchströmende und die Partikel des Lithiumerzes 1 tragende Heißgas 18 wird einerseits mittels eines einlassseitig der Flugstrombehandlungsstrecke 3 angeordneten Brenners 13 erzeugt, wozu diesem mittels eines Ventilators 14 Verbrennungsgas 15 sowie Brennstoff 16 zugeführt werden, die in einer Brennkammer 17 des Brenners 13 verbrannt werden. Bei dem Verbrennungsgas 15 handelt es sich primär um Frischgas 19, insbesondere Umgebungsluft, dem optional ein Teil des für ein Abführen aus der Anlage vorgesehenen Abgases 6 zugemischt werden kann, wodurch einerseits die in diesem Teil des Abgases 6 enthaltene Wärmeenergie rekuperierend genutzt und andererseits infolge einer Herabsetzung der Reaktivität des Verbrennungsgases 15 die Temperatur des mittels des Brenners 13 erzeugten Heißgases 18 begrenzt werden kann. Für ein solches Rückführen von Abgas 6 umfasst die erfindungsgemäße Anlage eine Abgasrückführleitung 20, die stromab des Materialvorwärmers 4 (bezüglich der Strömungsrichtung des Abgases 6) aus einem Abgasstrang der Anlage abzweigt und in einen Frischgaseinlass des Brenners 13 stromab (bezüglich der Strömungsrichtung des Verbrennungsgases 15) des darin ebenfalls integrierten Ventilators 14, mündet. Gemäß der Fig. 1 zweigt die Abgasrückführleitung 20, die ein Regelventil 21 zur Steuerung oder Regelung der Menge des in das Frischgas 19 eingebrachten Abgases 6 und/oder vorzugsweise einen zusätzlichen Ventilator 25 umfasst, stromab des Staubabscheiders 22 und stromauf eines dem Staubabscheider 22 nachgeschalteten Ventilators 14 aus dem Abgasstrang ab. Alternative Anordnungen der Mündung der Abgasrückführleitung 20, insbesondere für eine Zufuhr von staubfreiem Abgas zu einer oder mehreren Zuführleitungen 23, die entlang der Flugstrombehandlungsstrecke 3 stromab der Brennkammer 17 angeordnet sind, sind ebenfalls möglich. The hot gas 18 flowing through the air flow treatment section 3 and carrying the particles of the lithium ore 1 is generated on the one hand by means of a burner 13 arranged on the inlet side of the air flow treatment section 3, to which combustion gas 15 and fuel 16 are fed by means of a fan 14 and combusted in a combustion chamber 17 of the burner 13 become. The combustion gas 15 is primarily fresh gas 19, in particular ambient air, to which optionally a portion of the exhaust gas 6 provided for removal from the system can be admixed, which on the one hand uses the heat energy contained in this part of the exhaust gas 6 in a recuperating manner and, on the other hand, as a result Reduction of the reactivity of the combustion gas 15, the temperature of the hot gas 18 generated by means of the burner 13 can be limited. For such recirculation of exhaust gas 6, the system according to the invention comprises an exhaust gas recirculation line 20 downstream of the material preheater 4 (With respect to the flow direction of the exhaust gas 6) branches off from an exhaust line of the plant and in a fresh gas inlet of the burner 13 downstream (with respect to the flow direction of the combustion gas 15) of the likewise integrated therein fan 14, opens. 1, the exhaust gas recirculation line 20, which includes a control valve 21 for controlling or regulating the amount of introduced into the fresh gas 19 exhaust gas 6 and / or preferably an additional fan 25, downstream of the Staubabscheiders 22 and upstream of the dust separator 22 downstream fan 14 from the exhaust line. Alternative arrangements of the mouth of the exhaust gas recirculation line 20, in particular for a supply of dust-free exhaust gas to one or more supply lines 23, which are arranged along the air flow treatment line 3 downstream of the combustion chamber 17 are also possible.
Bei der Wärmebehandlung innerhalb der Flugstrombehandlungsstrecke 3 des Flugstromreaktors 2 sollen die Partikel des Lithiumerzes 1 bis zum Erreichen von Temperaturen zwischen 1000 °C und 1200 °C erwärmt und diese Temperaturen ausreichend lange gehalten werden, um eine Kristallumwandlung zu bewirken. Dabei soll ein Erhitzen der Partikel des Lithiumerzes 1 auf Temperaturen über 1200°C vermieden werden, da es anderenfalls zu dem bereits erwähnten Schmelzen oder sogar Verkrusten zumindest von Komponenten des Lithiumerzes 1 kommen könnte, was dann zu einer verstärkten Bildung von Ansätzen innerhalb des Flugstromreaktors 2 und innerhalb des diesem nachgeschalteten Materialabscheiders 10 führen könnte. Dies könnte sich wiederum auf den Prozess und die Qualität des abschließend thermisch behandelten Lithiumerzes 1 negativ auswirken. Folglich soll über die gesamte oder zumindest einen relativ langen Abschnitt der Flugstrombehandlungsstrecke 3 eine ausreichend hohe aber gleichzeitig nicht zu hohe Temperatur des die Partikel des Lithiumerzes 1 tragenden Heißgases 18 eingestellt werden. Dies wird dadurch erreicht, dass die Temperatur des primär mittels des Brenners 13 erzeugten Heißgases 18 durch ein Einstellen eines unterstöchiometrischen Sauerstoffverhältnisses sowie optional durch die Zumischung von Abgas 6 in das Frischgas 19 relativ gering gehalten wird. Weiterhin wird durch das Einstellen des unterstöchiometrischen Sauerstoffverhältnisses erreicht, dass das den Brenner 13 verlassende und in die Flugstrombehandlungsstrecke 3 einströmende Heißgas 18 noch brennstoffhaltig ist und folglich relevante Mengen von unverbrannten oder nur teilweise verbrannten Brennstoffkomponenten umfasst. Diese Brennstoffkomponenten werden dann in stromabwärts gelegenen Abschnitten der Flugstrombehandlungsstrecke 3 durch Oxidation mit Sauerstoff in thermische Energie gewandelt, wozu über die entsprechend positionierten Zuführleitungen 23 ein sauerstoffhaltiges Gas in die Flugstrombehandlungstrecke 3 eingebracht wird, um den für diese Nachoxidation erforderlichen Sauerstoff zu liefern. Durch eine solche Nachoxidation von zuvor unverbrannten oder nur teilweise verbrannten Brennstoffbestandteilen wird die Temperatur des Heißgases 18, die sich im Vergleich zu beispielsweise der Temperatur des Heißgases 18 beim Eintritt in die Flugstrombehandlungsstrecke 3 infolge eines Übergangs von thermischer Energie auf die Partikel des Lithiumerzes 1 abgesenkt hat, wieder erhöht. Auf diese Weise kann folglich erreicht werden, dass die Temperatur des Heißgases 18 über dem Verlauf der Flugstrombehandlungsstrecke 3 innerhalb eines relativ kleinen Temperaturfensters, das zwischen Tu ~ 1000°C und Ts ~ 1200°C liegt, verbleibt, wodurch einerseits eine ausreichende Erwärmung der Partikel des Lithiumerzes 1 erreicht wird und andererseits deren thermische Überlastung vermieden wird. During the heat treatment within the air flow treatment section 3 of the entrained flow reactor 2, the particles of the lithium ore 1 are to be heated until temperatures between 1000 ° C. and 1200 ° C. are reached and these temperatures are kept long enough to effect a crystal transformation. In this case, heating of the particles of the lithium ore 1 to temperatures above 1200 ° C is to be avoided, since otherwise the already mentioned melting or even crusting of at least components of the lithium ore 1 could occur, which then leads to increased formation of mixtures within the entrained flow reactor 2 and could lead within this downstream material separator 10. This in turn could negatively affect the process and quality of the finally thermally treated lithium ore 1. Consequently, a sufficiently high but at the same time not too high a temperature of the hot gas 18 carrying the particles of the lithium ore 1 should be set over the entire or at least a relatively long section of the air flow treatment section 3. This is achieved by keeping the temperature of the hot gas 18, which is primarily generated by the burner 13, relatively low by setting a substoichiometric oxygen ratio and optionally by admixing the exhaust gas 6 with the fresh gas 19. Furthermore, by the setting of the substoichiometric oxygen ratio ensures that the hot gas 18 leaving the burner 13 and flowing into the air flow treatment section 3 is still fuel-containing and consequently comprises relevant quantities of unburned or only partially combusted fuel components. These fuel components are then converted into thermal energy in the downstream sections of the air flow treatment section 3 by oxidation with oxygen, via which an oxygen-containing gas is introduced into the air flow treatment section 3 via the correspondingly positioned supply lines 23 in order to supply the oxygen required for this post-oxidation. By such a post-oxidation of previously unburned or only partially combusted fuel constituents, the temperature of the hot gas 18, which has lowered compared to, for example, the temperature of the hot gas 18 when entering the air flow treatment section 3 due to a transition of thermal energy to the particles of the lithium ore 1 , raised again. In this way it can thus be achieved that the temperature of the hot gas 18 over the course of the air flow treatment section 3 within a relatively small temperature window, which is between Tu ~ 1000 ° C and T s ~ 1200 ° C remains, whereby on the one hand sufficient heating of the Particles of lithium ore 1 is achieved and on the other hand their thermal overload is avoided.
Die Fig. 2 verdeutlicht diesen Vorteil. Darin zeigt die gestrichelte Kurve 26 den Verlauf der Temperatur T des Heißgases 18 über dem Transportweg L des Lithiumerzes in der Flugstrombehandlungsstrecke 3 des Flugstromreaktors 2 einer erfindungsgemäßen Anlage gemäß der Fig. 1. Es zeigt sich, dass die Temperatur über der gesamten Länge der Flugstrombehandlungsstrecke im Wesentlichen innerhalb des Temperaturfensters (Tu bis Ts) gehalten wird. Im Vergleich dazu würde die Temperatur T von Heißgas ausgehend von einem Materialeinlass eines eine vergleichbare thermische Leistung aufweisenden Drehrohrofens, beginnend mit einer Temperatur, die deutlich unterhalb des unteren Grenzwert Tu des Temperaturfensters liegt, kontinuierlich ansteigen (vgl. strichpunktierte Kurve 27), wobei die Temperatur beim Erreichen des Materialauslasses, an dem üblicherweise der Brenner eines Drehrohrofens angeordnet ist, deutlich oberhalb des oberen Grenzwerts Ts des Temperaturfensters liegen würde. Wiederum zu Vergleichszwecken ist in der Fig. 2 noch der Temperaturverlauf (vgl. gepunktete Kurve 28) von Heißgas eines eine vergleichbare thermische Leistung aufweisenden Flugstromkalzinators dargestellt. Ein solcher Flugstromkalzinator wird üblicherweise als (Vor-)Kalzinator einer Anlage zum Brennen von Zementklinker einem Drehrohrofen bezüglich des Materialtransports vorgeschaltet und bei diesem wird lediglich Heißgas im Bereich eines Einlasses einer Flugbehandlungstrecke zugeführt. Zu erkennen ist, dass bei einem solchen Flugstromkalzinator die Temperatur des Heißgases ausgehend von einem Materialeinlass kontinuierlich fällt, wobei die Temperatur zunächst deutlich oberhalb des oberen Grenzwerts Ts des Temperaturfensters und während eines zeitlichen Endabschnitts der thermischen Behandlung deutlich unterhalb des unteren Grenzwerts Tu des Temperaturfensters liegen würde. Fig. 2 illustrates this advantage. The dashed curve 26 shows the course of the temperature T of the hot gas 18 over the transport path L of the lithium ore in the air flow treatment section 3 of the entrained flow reactor 2 of a plant according to the invention as shown in FIG. 1. It can be seen that the temperature over the entire length of the air flow treatment section in Maintained within the temperature window (Tu to T s ). In comparison, the temperature T of hot gas from a material inlet of a comparable thermal power rotary kiln, starting at a temperature well below the lower limit Tu of the temperature window, would increase continuously (see dash-dotted curve 27), the temperature upon reaching the material outlet, usually at the burner of a Rotary kiln is arranged, would be well above the upper limit value T s of the temperature window. Again for comparison purposes, the temperature profile (see dotted curve 28) of hot gas of an airflow calciner having a comparable thermal output is shown in FIG. Such an airflow calciner is usually preceded by a (pre) calciner of a plant for burning cement clinker a rotary kiln with respect to the material transport and in this only hot gas in the region of an inlet of a flight treatment section is supplied. It can be seen that in such a flow-current calciner, the temperature of the hot gas from a material inlet continuously drops, the temperature initially well above the upper limit T s of the temperature window and during a temporal end portion of the thermal treatment well below the lower limit Tu of the temperature window would.
Alternativ zu der in der Fig. 1 dargestellten Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Anlage beziehungsweise zu der damit durchführbaren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens kann auch vorgesehen sein, mittels des Brenners 13 Heißgas 18 zu erzeugen, das infolge eines entsprechend eingestellten überstöchiometrischen Sauerstoffverhältnisses noch eine relevante Menge von Sauerstoff enthält, wobei über die Zuführleitungen 23 definierte Mengen von Brennstoff, gegebenenfalls als Bestandteil eines brennstoffhaltigen Gases, in das in der Flugstrombehandlungsstrecke 3 strömende Heißgas 18 eingebracht werden. Dieser Brennstoff kann dann mit dem in dem Heißgas 18 enthaltenen Sauerstoff oxidieren und dadurch die gewünschte Kompensation einer bereits erfolgten Absenkung der Temperatur des Heißgases 18 bewirken. Bezugszeichenliste : Alternatively to the embodiment shown in FIG. 1 of the system according to the invention or the embodiment of a method according to the invention, it is also possible to produce hot gas 18 by means of the burner 13, which still contains a relevant amount of oxygen as a result of an appropriately adjusted superstoichiometric oxygen ratio in which defined amounts of fuel, optionally as a component of a fuel-containing gas, are introduced into the hot gas 18 flowing in the air flow treatment section 3 via the supply lines 23. This fuel can then oxidize with the oxygen contained in the hot gas 18 and thereby cause the desired compensation of an already made lowering of the temperature of the hot gas 18. List of reference numbers:
1 Lithiumerz 1 lithium ore
2 Flugstromreaktor  2 entrained flow reactor
3 Flugstrombehandlungsstrecke  3 air flow treatment line
4 Materialvorwärmer  4 material preheaters
5 Aufgabevorrichtung  5 feed device
6 Abgas  6 exhaust
7 erster Zyklonabscheider des Materialvorwärmers  7 first cyclone separator of the material preheater
8 zweiter Zyklonabscheider des Materialvorwärmers  8 second cyclone separator of the material preheater
9 dritter Zyklonabscheider des Materialvorwärmers  9 third cyclone separator of the material preheater
10 Materialabscheider  10 material separators
11 erste Überführungsleitung  11 first transfer line
12 zweite Überführungsleitung  12 second transfer line
13 Brenner  13 burners
14 Ventilator  14 fans
15 Verbrennungsgas  15 combustion gas
16 Brennstoff  16 fuel
17 Brennkammer des Brenners  17 combustion chamber of the burner
18 Heißgases  18 hot gases
19 Frischgas  19 fresh gas
20 Abgasrückführleitung  20 exhaust gas recirculation line
21 Regelventil  21 control valve
22 Staubabscheider  22 dust collector
23 Zuführleitung  23 supply line
24 Filterstaub  24 filter dust
25 Ventilator zur Abgasrückführung  25 fan for exhaust gas recirculation
26 Temperaturverlauf des Heißgases in einem Flugstromreaktor einer erfindungsgemäßen Anlage  26 Temperature profile of the hot gas in a flow reactor of a plant according to the invention
27 Temperaturverlauf des Heißgases in einem Drehrohrofen  27 Temperature profile of the hot gas in a rotary kiln
28 Temperaturverlauf des Heißgases in einem Flugstromkalzinator  28 Temperature profile of the hot gas in an airflow calciner

Claims

Patentansprüche : Claims:
1. Verfahren zur thermischen Behandlung eines Lithiumerzes (1), gekennzeichnet durch eine Flugstrombehandlung, bei der Partikel des Lithiumerzes (1) von Heißgas (18) entlang einer Flugstrombehandlungsstrecke (3) getragen werden, wobei eine Wärmebehandlung im Bereich zwischen 800°C und 1200°C erfolgt. A process for the thermal treatment of a lithium ore (1), characterized by a jet stream treatment in which particles of the lithium ore (1) are carried by hot gas (18) along a jet stream treatment line (3), wherein a heat treatment in the range between 800 ° C and 1200 ° C takes place.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Mehrzahl von Stellen entlang der Flugstrombehandlungsstrecke (3) Heißgas (18) zugeführt oder erzeugt wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that at a plurality of points along the air flow treatment section (3) hot gas (18) is supplied or generated.
3. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Flugstrombehandlungsstrecke (3) an mindestens einer ersten Stelle brennstoffhaltiges Heißgas (18) und an mindestens einer zweiten Stelle, die bezüglich der Strömungsrichtung des Heißgases (18) stromab der erste Stelle angeordnet ist, Sauerstoff zugeführt wird. 3. The method according to claim 2, characterized in that the air flow treatment section (3) at least a first location fuel-containing hot gas (18) and at least a second location, which is arranged with respect to the flow direction of the hot gas (18) downstream of the first location, oxygen is supplied.
4. Verfahren gemäß Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Flugstrombehandlungsstrecke (3) an mindestens einer ersten Stelle ein sauerstoffhaltiges Gas und an mindestens einer zweiten Stelle, die bezüglich der Strömungsrichtung des Heißgases (18) stromab der erste Stelle angeordnet ist, Brennstoff zugeführt wird. 4. The method according to claim 2 or 3, characterized in that the air flow treatment section (3) at least a first location an oxygen-containing gas and at least a second location, which is arranged downstream of the first location with respect to the flow direction of the hot gas (18), fuel is supplied.
5. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Abgas (6) zur Erzeugung des Heißgases (18) genutzt wird. 5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that exhaust gas (6) for generating the hot gas (18) is used.
6. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lithiumerz (1) an mehreren entlang der Flugstrombehandlungsstrecke (3) verteilten Stellen zugeführt wird. 6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the lithium ore (1) at several along the air flow treatment section (3) distributed locations is supplied.
7. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lithiumerz (1) zumindest teilweise durch einen Wärmeübergang von aus der Flugstrombehandlungsstrecke (3) stammendem Abgas (6) vorgewärmt wird, bevor dieses der Flugstrombehandlungsstrecke (3) zugeführt wird. 7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the lithium ore (1) at least partially by a heat transfer from the air flow treatment line (3) originating Exhaust gas (6) is preheated before it is the air flow treatment line (3) is supplied.
8. Verfahren gemäß Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das der Flugstrombehandlungsstrecke (3) zuzuführende Lithiumerz (1) in Teilmengen unterschiedlicher Korngrößenfraktionen unterteilt wird und 8. The method according to claim 6 or 7, characterized in that the air flow treatment section (3) to be supplied lithium ore (1) is divided into subsets of different particle size fractions and
- die Teilmengen des Lithiumerzes (1) getrennt an den mehreren Stellen der Flugstrombehandlungsstrecke (3) zugeführt werden und/oder  - The subsets of lithium ore (1) are supplied separately at the multiple points of the air flow treatment section (3) and / or
- nur ein Teil der Teilmengen des Lithiumerzes (1) vorgewärmt wird.  - Only a portion of the aliquots of lithium ore (1) is preheated.
9. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sauerstoffgehalt in der Flugstrombehandlungsstrecke (3) auf werte kleiner 12 Vol.-% eingestellt wird. 9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the oxygen content in the air flow treatment section (3) is set to values less than 12 vol .-%.
10. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Flugstrombehandlung ausschließlich das Lithiumerz thermisch behandelt wird. 10. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that only the lithium ore is thermally treated by means of the air flow treatment.
11. Anlage zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Aufgabevorrichtung (5) für die Zufuhr von Lithiumerz (1) zu einem Flugstromreaktor (2), an die sich eine Auslassvorrichtung zum Abführen des abschließend thermisch behandelten Materials anschließt, wobei der Flugstromreaktor (2) eine Flugstrombehandlungsstrecke (3) ausbildet, entlang der im Betrieb der Anlage Partikel des Lithiumerzes (1) von Heißgas (18), das mittels einer Vorrichtung zur Heißgaserzeugung erzeugbar ist, getragen werden. 11. Plant for carrying out a method according to one of the preceding claims, characterized by a feed device (5) for the supply of lithium ore (1) to a flow reactor (2), followed by an outlet device for discharging the finally thermally treated material, wherein the entrained flow reactor (2) forms a trajectory treatment line (3), along which particles of the lithium ore (1) of hot gas (18), which can be generated by means of a device for hot gas generation, are carried during operation of the system.
12. Anlage gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Vorrichtungen zum Einbringen von Heißgas (18) und/oder von sauerstoffhaltigem Gas und/oder von Brennstoff (16) entlang der Flugstrombehandlungsstrecke (3) angeordnet sind. 12. Plant according to claim 10, characterized in that a plurality of devices for introducing hot gas (18) and / or oxygen-containing gas and / or fuel (16) along the air flow treatment section (3) are arranged.
13. Anlage gemäß Anspruch 10 oder 11, gekennzeichnet durch - eine Abgasrückmhrleitung (20) zum Rückführen von aus der Flugstrombehandlungsstrecke (3) stammendem Abgas (6) in die Flugstrombehandlungsstrecke (3) und/oder 13. Plant according to claim 10 or 11, characterized by - A Abgasrückmhrleitung (20) for returning from the air flow treatment section (3) derived exhaust gas (6) in the air flow treatment section (3) and / or
- eine Prozessgaszuführleitung zum Zuführen von Prozessgas in die Flugstrombehandlungsstrecke (3) und/oder  a process gas supply line for supplying process gas into the air flow treatment section (3) and / or
- eine Wärmetauschvorrichtung zum Vorwärmen einer der Flugstrombehandlungsstrecke (3) zuzuführenden Gasströmung durch einen Übergang thermischer Energie von Abgas (6), das aus der Flugstrombehandlungsstrecke (3) stammt, und/oder von Prozessgas.  - A heat exchange device for preheating a gas flow to be supplied to the air flow treatment section (3) by a transition of thermal energy of exhaust gas (6), which comes from the air flow treatment line (3), and / or process gas.
14. Anlage gemäß einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufgabevorrichtung (5) mehrere entlang der Flugstrombehandlungsstrecke (3) verteilte Aufgabestellen für das Lithiumerz (1) umfasst. 14. Installation according to one of claims 10 to 12, characterized in that the feeding device (5) comprises a plurality along the air flow treatment line (3) distributed feed points for the lithium ore (1).
15. Anlage gemäß einem der Ansprüche 10 bis 13, gekennzeichnet durch einen Materialvorwärmer (4), der dazu eingerichtet ist, der Flugstrombehandlungsstrecke (3) zuzuführendes Lithiumerz (1) durch einem Wärmeübergang von aus der Flugstrombehandlungsstrecke (3) stammendem Abgas (6) zu erwärmen. 15. Installation according to one of claims 10 to 13, characterized by a material preheater (4), which is adapted to the air flow treatment section (3) to be supplied lithium ore (1) by a heat transfer from the air flow treatment section (3) derived exhaust gas (6) heat.
16. Anlage gemäß einem der Ansprüche 10 bis 14, gekennzeichnet durch konstruktive Einbauten innerhalb der Flugstrombehandlungsstrecke (3) zur Erzeugung von Turbulenzen in der Strömung des Heißgases (18). 16. Installation according to one of claims 10 to 14, characterized by structural installations within the air flow treatment section (3) for generating turbulence in the flow of the hot gas (18).
17. Anlage gemäß einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Flugstrombehandlungsstrecke (3) mindestens einen Abschnitt umfasst, in dem die Flugstrombehandlungsstrecke (3) derart ausgebildet ist, dass in diesem Abschnitt im Vergleich zu mindestens einem anderen Abschnitt der Flugbehandlungstrecke (3) eine geringere Strömungsgeschwindigkeit des Heißgases (18) gegeben ist. 17. Installation according to one of claims 10 to 15, characterized in that the air flow treatment section (3) comprises at least one section in which the air flow treatment path (3) is formed such that in this section compared to at least one other section of the flight treatment route ( 3) a lower flow rate of the hot gas (18) is given.
PCT/EP2018/079818 2017-11-03 2018-10-31 Method and facility for the thermal treatment of a lithium ore WO2019086511A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017125707.1 2017-11-03
DE102017125707.1A DE102017125707A1 (en) 2017-11-03 2017-11-03 Process and installation for the thermal treatment of a lithium ore

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019086511A1 true WO2019086511A1 (en) 2019-05-09

Family

ID=64402159

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2018/079818 WO2019086511A1 (en) 2017-11-03 2018-10-31 Method and facility for the thermal treatment of a lithium ore

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102017125707A1 (en)
WO (1) WO2019086511A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
LU101613B1 (en) * 2020-01-20 2021-08-06 Thyssenkrupp Ag Thermal treatment of mineral raw materials with a mechanical fluidized bed reactor
FI4093889T3 (en) 2020-01-20 2023-11-20 Smidth As F L Thermal treatment of mineral raw materials using a mechanical fluidised bed reactor

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5132102A (en) * 1989-12-21 1992-07-21 Fuller Company Method for heat treatment of fines with atmosphere control
CN101224900A (en) * 2007-10-11 2008-07-23 钟辉 Novel method for spodumene calcining transformation
US20100047141A1 (en) * 2008-08-20 2010-02-25 Hnat James G Method and Apparatus for the Recovery of Molybdenum from Spent Catalysts
DE102013203058A1 (en) * 2013-02-25 2014-08-28 Siemens Aktiengesellschaft Process for the production of rare earth metals
US20170175228A1 (en) * 2015-12-22 2017-06-22 Richard Hunwick Recovery of lithium from silicate minerals

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3087782A (en) * 1959-12-23 1963-04-30 Texaco Development Corp Recovery of metal values from lithium ores

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5132102A (en) * 1989-12-21 1992-07-21 Fuller Company Method for heat treatment of fines with atmosphere control
CN101224900A (en) * 2007-10-11 2008-07-23 钟辉 Novel method for spodumene calcining transformation
US20100047141A1 (en) * 2008-08-20 2010-02-25 Hnat James G Method and Apparatus for the Recovery of Molybdenum from Spent Catalysts
DE102013203058A1 (en) * 2013-02-25 2014-08-28 Siemens Aktiengesellschaft Process for the production of rare earth metals
US20170175228A1 (en) * 2015-12-22 2017-06-22 Richard Hunwick Recovery of lithium from silicate minerals

Also Published As

Publication number Publication date
DE102017125707A1 (en) 2019-05-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102013006237B4 (en) Process for the operation of a plant for the production of cement and plant for the production of cement
DE2724654C2 (en) Method and device for burning fine-grained to powdery material, in particular raw cement meal
EP0678487B1 (en) Process and apparatus for cooling white cement clinker
EP0716052A1 (en) Process and installation for cooling and fabrication of bulk material
WO2019086511A1 (en) Method and facility for the thermal treatment of a lithium ore
EP1390316A1 (en) Plant and method for the production of cement clinker
EP1244818B1 (en) Method and installation for reducing ore fines in a multi-stage suspension gas stream using a cyclone separator
DE102012002527A1 (en) Production of cement clinker using a secondary fuel stream
EP1918015A1 (en) Flue gas equilibration in waste incineration plants
EP3244989B1 (en) Method for reducing nitrogen oxides in the exhaust gas of an entrained-flow treatment plant
EP3911615A1 (en) Method for the production of cement clinker
EP0138057A2 (en) Process and installation for the production of cement clinkers poor in toxic agents, particularly poor in alcali materials
EP3446799A1 (en) Method for recovering valuable materials from recycling objects
EP4168368B1 (en) Method and device for producing cement clinker
DE10358317A1 (en) Plant and process for the thermal treatment of raw material
DE102020204520A1 (en) Process for the production of cement clinker
EP4332483A1 (en) Device and method for the production of burnt lime or dolomite
EP4332484A1 (en) Device and method for the production of burnt lime or dolomite
WO2024061687A1 (en) Thermal treatment of mineral material, especially clays, for the cement industry, in particular for the production of artificial pozzolans
EP3155342A1 (en) Method for exhaust gas treatment, and system comprising an exhaust gas treatment device
EP3027990B1 (en) Plant and process for thermally treating a flow of material
DE102021205298A1 (en) Process and device for the production of cement clinker
WO2024046818A1 (en) Reduction of co2 emissions in the production of cement clinker
DE102020132240A1 (en) Process for the recovery of aluminum from aluminum scrap and multi-chamber melting furnace
WO2021204549A1 (en) Method and device for the production of cement clinker

Legal Events

Date Code Title Description
DPE2 Request for preliminary examination filed before expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18806978

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18806978

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1