

目前硫酸锂是新能源电池的主要电极材料,在硫酸法矿石提锂中矿石一般先经过研磨、转型焙烧、酸化、浸出、净化、过滤等工序得到较为纯净的硫酸锂稀溶液,稀的硫酸锂溶液主要作为后续生产氯化锂、氢氧化锂或者碳酸锂等产品,为了降低后续生产氯化锂、氢氧化锂或碳酸锂工序的消耗,需要先将稀硫酸锂蒸发浓缩至20%左右。

本项目硫酸锂蒸发浓缩建议采用MVR蒸发(或者三效蒸发)和连续结晶生产工艺,本成套系统设备主要处理经萃取除杂得到的纯净硫酸锂溶液,硫酸锂蒸发浓缩的目的在于通过高温蒸发脱水后使其达到过饱和状态,蒸发浓缩后的饱和溶液进入连续结晶系统产出硫酸锂结晶产品;硫酸锂蒸发浓缩系统设备均在车间内安装布置,厂房及平台采用钢结构。一、MⅤR蒸发和连续结晶工艺
1、介质参数(以进料流量5.5t/h为依据)
1)表1硫酸锂蒸发浓缩系统进料介质参数
2)表 2 硫酸锂蒸发浓缩系统出料介质要求参数
3)表3 硫酸锂在水中的溶解度
2、产能设计:硫酸锂蒸发浓缩系统进料段原液进料量7.32m³/h(不含母液返回量),装置设计蒸发能力要求不小于5.5T/h,蒸发系统可在设计蒸发量的 70%~100%负荷下正常运行。
3、详细技术要求:
1)蒸发浓缩均选择MVR蒸发(或者三效蒸发)浓缩的工艺流程,结晶均采用连续结晶工艺流程;

2)二次冷凝水要求
3)合理的设计结晶系统,能暂存不低于14h系统产出的硫酸锂晶浆,以便白班后续工序集中离心干燥;
4)除正常维修、停工或计划内维护情况外,设备能在潮湿、酸性条件下能全年每天24小时连续并稳定运转。
5)蒸发器出料到连续结晶器,结晶器到稠厚器及稠厚器到离心机过程中 防止物料在管道内堵塞的装置及相关措施,单独进行设计。
6)设备设计运行要求:
(1)要求每天24小时运行,装备具备年开工率不低于8000h运行能力,配置运行计时器;
(2)设计寿命:主体设备不低于10年(主体设备主要指蒸发器、换热器、分离器、压缩机、 结晶器、稠厚器和其间管道等);
(3)硫酸锂MVR(或者三效蒸发)蒸发浓缩系统中所有硫酸锂溶液过流部件和蒸发器壳程均采用2205材质,2205供应商为宝钢集团有限公司、太原钢铁(集团)有限公司、韩国浦项钢铁公司(下文分别简称:宝钢、太钢和浦项公司);
(4)蒸发器加热管厚度均不低于1.2mm
4、MVR设备及工艺描述:MVR是机械式蒸汽再压缩技术 (mechanical vapor recompression )的简称,是利用蒸发系统自身产生的二次蒸汽及其能量,利用高能效蒸汽压缩机压缩将低品位的蒸汽经压缩机的机械做功提升为高品位的蒸汽热源。如此循环向蒸发系统提供热能,从而减少对外界能源的需求的一项节能技术。通过PLC、工业计算机(FA)、组态等形式来控制系统温度、压力、电机转速,保持系统蒸发平衡。从理论上来看,使用MVR蒸发器比传统蒸发器节省80%以上的能源,节省90%以上的冷凝水,减少50%以上的占地面积。
1)设备的功能特点
⑴、适用于含多种杂质的固体原盐(矿盐及湖盐)的重结晶精制,可生产精制盐。
⑵、原盐中可溶性成分在蒸发制盐过程中会不断富集,需要抽排母液及回流。
⑶、本流程适合大中型企业的生产。
⑷、蒸发过程中产生的汽和冷凝水形成封闭系统达到零排放零污染。
⑸、整套系统是在真空下、低于120℃下循环运行。降低了物料对设备材质的腐蚀强度,且利于蒸发,降低能耗。
⑹、广泛应用于石油、化工、冶金、制盐、食品和其它工业部门,适合蒸发浓稠和带结晶的溶液,能显著提高生产强度和改善操作条件,在技术上有一定的优越性。
⑺、在结构上有传热系数高、降低结垢几率、不会发生堵管现象等优点,这是其它结构蒸发器不可替代的,传热系数大、抗盐析、抗结垢、适应性强、易于清洗。
⑻、自动化程度高:蒸发浓缩蒸发器配置我公司自主设计的自动控制系统,技术先进,质量可靠。整个蒸发器实现在从原液加注、预热、蒸发、清洗、保养等步骤的自动化控制。避免了人为失误,降低了人力成本,提高了产品质量。
2)设备工艺流程图


3)设备的工艺流程及描述:开启原料液进料泵,使物料经预热器后进入蒸发器,物料液位在进料泵的作用下升高;当液位升高达到设计值时的同时开启循环转料泵循环,蒸发内的物料在液位计控制;此时开启生蒸汽阀门,使生蒸汽进入压缩机做密封,开启压缩机压缩蒸汽升温给加热器里面物料进行热交换后凝结成冷凝水,物料达到沸点温度后进入蒸发器闪蒸,水份不断被汽化成水蒸汽蒸发,二次蒸汽被压缩机连续抽出压缩;液位因出料而降低,这时物料在液位计控制进料泵的作用下和相连通的物料管自行补充蒸发器内的物料,物料的补充速度由液位液位计控制,从而达到自动控制蒸发器各效液位的目的。

西安量子晶环保科技有限公司是专业从事蒸发、浓缩、结晶、精馏、化工、环保危废资源化利用等装置的研发、设计、生产、工程配套、工程施工与技术服务的专业公司。
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公司拥有强大的设计团队、成熟的设计制度以及多年的工程设计经验与施工服务体系, 从上世纪90年代起就涉足蒸发浓缩结晶领域,技术骨干均是专业设计院出身,专长于各类 高效节能蒸发浓缩与结晶系统的工程设计、设备生产、施工调试、运行维护等,尤其专长于对各类疑难问题提出系统解决方案。
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