畢業(yè)論文---年產(chǎn)2000噸電池級(jí)碳酸鋰生產(chǎn)項(xiàng)目工程設(shè)計(jì)

1、<p>　　2011 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)</p><p>　　題 目：年產(chǎn)2000噸電池級(jí)碳酸鋰生產(chǎn)項(xiàng)目工程設(shè)計(jì)</p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　學(xué)院（系）： 機(jī)電工程

2、系 專 業(yè) 班 級(jí)： 冶金 071 </p><p>　　指導(dǎo)教師： 專業(yè)技術(shù)職務(wù)： 副教授 </p><p>　　年產(chǎn)2000噸電池級(jí)碳酸鋰生產(chǎn)項(xiàng)目工程設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　碳酸鋰用途廣泛，在電池、潤(rùn)滑劑、陶瓷、玻璃、空調(diào)

3、、冶煉等重要工業(yè)領(lǐng)域都是不可或缺的原料。隨著近期全球新能源開(kāi)發(fā)的熱潮，碳酸鋰在鋰電池中的應(yīng)用越來(lái)越被大家所關(guān)注。電池級(jí)碳酸鋰目前廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥行業(yè)、電池行業(yè)和石油化工和精細(xì)化工行業(yè)。 電池級(jí)碳酸鋰是生產(chǎn)鋰電池正極材料（主要有鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰等）的關(guān)鍵原料。電動(dòng)車對(duì)鋰電池需求巨大，可以預(yù)期電動(dòng)車廣闊的發(fā)展前景也必將加大對(duì)碳酸鋰的需求。</p><p>　　設(shè)計(jì)內(nèi)容的第一部分介紹了碳酸鋰的功能用途以及現(xiàn)狀。第

4、二部分介紹了碳酸鋰的生產(chǎn)工藝及評(píng)述以及生產(chǎn)方案的選擇。第三部分介紹了原材料及動(dòng)力系統(tǒng)。第四部是根據(jù)要求完成廠房設(shè)計(jì)，完成輔助設(shè)施的設(shè)計(jì)和布置方式，設(shè)計(jì)水、熱、汽的供給。第五部分壞保設(shè)施及廠區(qū)安全管理設(shè)計(jì)，保證工作人員有一個(gè)良好的工作環(huán)境。第六部分為本項(xiàng)目的財(cái)務(wù)分析。</p><p>　　關(guān)鍵詞：電池級(jí)碳酸鋰；生產(chǎn)工藝；工程設(shè)計(jì)</p><p>　　Produces 2000 tons of

5、 battery grade lithium carbonate production project engineering design</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　In a wide range of USES, carbonic acid lithium battery, lubricants, ceramics,

6、 glass, air conditioning, smelting, and other important industrial areas are indispensable materials.With the recent upsurge of new global energy development, lithium carbonate in the application of lithium-ion batteries

7、 more and more attention by everyone.Battery grade lithium carbonate is now widely used in medicine industry, the battery industry, petrochemical and fine chemical industry.Battery grade lithium carbonat</p><p

8、>　　Design the first part introduces the content of the function of lithium carbonate USES and the status quo.The second part introduces lithium carbonate production technology and reviewed and production options.The t

9、hird part introduces the raw material and power systems.The fourth film is complete plant design according to the requirements of the design, complete auxiliary facilities and decorate manner, design water, heat, steam s

10、upply.The fifth part bad protect facilities and factory, ensure sa</p><p>　　Keywords: battery grade lithium carbonate; Production process; Engineering design</p><p><b>　　目 錄</b><

11、/p><p>　　第一章 文獻(xiàn)綜述1</p><p>　　1.1碳酸鋰簡(jiǎn)介1</p><p>　　1.2 碳酸鋰的用途及研究狀況1</p><p>　　1.3 電池級(jí)碳酸鋰制取方法與指標(biāo)2</p><p>　　1.3.1 碳酸鋰的精制方法2</p><p>　　1.3.2 產(chǎn)品質(zhì)量及其應(yīng)用

12、3</p><p>　　第二章 電池級(jí)碳酸鋰的生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)介4</p><p>　　2.1 NH4HCO3沉淀法4</p><p>　　2.1.1 LiOH 溶液 NH4HCO3沉淀法4</p><p>　　2.1.2 　Li2SO4溶液氨水NH4HCO3沉淀法4</p><p>　　2.2 LiOH溶液CO

13、2沉淀法4</p><p>　　2.2.1 CO2分步沉淀法5</p><p>　　2.2.2 LiOH重結(jié)晶法5</p><p>　　2.2.3 　LiOH 冷凍過(guò)濾法5</p><p>　　2.2.4　粗 Li2CO3苛化除雜法5</p><p><b>　　2.3 碳化法5</b>

14、;</p><p>　　2.3.1 碳化分解法5</p><p>　　2.3.2 　碳化沉淀法6</p><p>　　2.4 Li2CO3重結(jié)晶法6</p><p>　　2.5 尿素沉淀法6</p><p><b>　　2.6　氫化法6</b></p><p>

15、　　2.6.1 氫化沉淀法6</p><p>　　2.6 2 　氫化分解法7</p><p><b>　　2.7 硫酸法7</b></p><p>　　2.8 Zintl-Harder-Dauth法7</p><p><b>　　2.9　電解法7</b></p><p&

16、gt;　　2.9.1隔膜法電解碳酸氫鋰7</p><p>　　2.9.2 隔膜法電解硫酸 (或氯化) 鋰8</p><p>　　第三章 生產(chǎn)工藝技術(shù)方案10</p><p>　　3.1工藝技術(shù)方案的選擇及優(yōu)點(diǎn)10</p><p>　　3.2 工藝流程簡(jiǎn)述10</p><p>　　3.2.1 生產(chǎn)原理10

17、</p><p>　　3.2.2 工藝流程11</p><p>　　3.3自控技術(shù)方案12</p><p>　　3.3.1控制方案及自控水平12</p><p>　　3.3.2 儀表選型12</p><p>　　3.3.3 儀表供電12</p><p>　　3.4 主要設(shè)備選型

18、12</p><p>　　3.4.1 回轉(zhuǎn)窯12</p><p>　　3.4.2 帶式過(guò)濾機(jī)12</p><p>　　3.4.3 真空蒸發(fā)器13</p><p>　　第四章 原輔材料、燃料、動(dòng)力供應(yīng)14</p><p>　　4.1 主要原輔材料及來(lái)源14</p><p>　　

19、4.1.1 鋰輝石精礦（Li2O·Al2O3·4SiO2）14</p><p>　　4.1.2 純堿（Na2CO3）14</p><p>　　4.1.3 燃料14</p><p>　　4.1.4 石灰石及石灰14</p><p>　　4.1.5 其它助劑14</p><p>　　4

20、.2 消耗定額及年耗量14</p><p>　　4.3 動(dòng)力供應(yīng)15</p><p>　　4.3.1 供水15</p><p>　　4.3.2全年用水量的計(jì)算16</p><p>　　4.3.3 供汽16</p><p>　　4.3.4 供電16</p><p>　　4.3

21、.5供熱17</p><p>　　第五章 建廠條件和廠址18</p><p>　　5.1 建廠條件18</p><p>　　5.2 水文地質(zhì)條件：18</p><p>　　5.3 工程地質(zhì)條件18</p><p>　　第六章 公用工程及輔助設(shè)施方案19</p><p>　　

22、6.1 總圖運(yùn)輸19</p><p>　　6.1.1 概況19</p><p>　　6.2 給排水19</p><p>　　6.2.1 水源19</p><p>　　6.2.2 供水方案及供水系統(tǒng)19</p><p>　　6.2.3 排水系統(tǒng)20</p><p>　　6.

23、3 供電20</p><p>　　6.3.1 電源20</p><p>　　6.3.2 用電負(fù)荷及負(fù)荷計(jì)算20</p><p>　　6.3.3 供電方案21</p><p>　　6.4 通信21</p><p>　　6.5 供熱及化水處理21</p><p>　　6.5.

24、1 鍋爐部分21</p><p>　　6.6 土建22</p><p>　　6.6.2 建、構(gòu)筑物方案選擇22</p><p>　　6.6.3 主要建筑物設(shè)計(jì)要求23</p><p>　　第七章 節(jié)能措施24</p><p>　　7.1節(jié)能措施24</p><p>　　第八章

25、 環(huán)境保護(hù)與安全生產(chǎn)25</p><p>　　8.1 環(huán)境保護(hù)25</p><p>　　8.2 污染物治理原則和排放標(biāo)準(zhǔn)25</p><p>　　8.3 主要污染物及治理措施25</p><p>　　8.4 環(huán)保投資估算26</p><p>　　8.5 預(yù)期效果26</p><

26、;p>　　第九章 安全、工業(yè)衛(wèi)生及消防27</p><p>　　9.1 工業(yè)衛(wèi)生與安全生產(chǎn)27</p><p>　　9.1.1 工業(yè)衛(wèi)生27</p><p>　　9.1.2 安全生產(chǎn)27</p><p>　　9.1.3 機(jī)構(gòu)設(shè)置27</p><p>　　9.2 安全和工業(yè)衛(wèi)生27</

27、p><p>　　9.2.1 安全及工業(yè)衛(wèi)生防護(hù)原則及要求27</p><p>　　9.2.2 安全及工業(yè)衛(wèi)生防護(hù)措施27</p><p>　　9.3 消防設(shè)計(jì)28</p><p>　　第十章 工廠組織勞動(dòng)定員和人員培訓(xùn)29</p><p>　　10.1 工廠體制及組織機(jī)構(gòu)29</p>&l

28、t;p>　　10.2 生產(chǎn)班制及定員29</p><p>　　10.2.1 生產(chǎn)車間的工作制度29</p><p>　　10.2.2 全廠總定員及各類人員比例29</p><p>　　10.3 人員的來(lái)源及培訓(xùn)29</p><p>　　10.3.1 人員來(lái)源及要求29</p><p>　　10

29、.3.2 人員培訓(xùn)30</p><p>　　第十一章 項(xiàng)目財(cái)務(wù)分析31</p><p>　　11.1 銷售預(yù)算31</p><p>　　11.2 銷售成本預(yù)算31</p><p>　　11.3 期間費(fèi)用31</p><p>　　11.4 利息31</p><p>　　11

30、.5 稅金31</p><p>　　11.6 利潤(rùn)表預(yù)算32</p><p>　　11.7 投資項(xiàng)目現(xiàn)金流量表32</p><p>　　11.8 靜態(tài)投資回收期32</p><p>　　11.9 內(nèi)部收益率32</p><p>　　11.10 盈虧臨界點(diǎn)分析33</p><p

31、>　　11.11 敏感分析33</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)36</b></p><p><b>　　外文文獻(xiàn)37</b></p><p><b>　　中文譯文40</b></p><p><b>　　第一章 文獻(xiàn)綜述</b><

32、;/p><p><b>　　1.1碳酸鋰簡(jiǎn)介</b></p><p>　　碳酸鋰，一種無(wú)機(jī)化合物，化學(xué)式為L(zhǎng)i2CO3，為無(wú)色單斜晶系結(jié)晶體或白色粉末。密度2.11g/cm3。熔點(diǎn)618℃。溶于稀酸。微溶于水，在冷水中溶解度較熱水下大。不溶于醇及丙酮?？捎糜谥铺沾?、藥物、催化劑等。常用的鋰離子電池原料。</p><p>　　1.2 碳酸鋰的用途及研

33、究狀況</p><p>　　我國(guó)是一個(gè)鋰資源儲(chǔ)量大國(guó)，已探明的鋰資源居世界第二，僅僅次于玻利維亞。其中鹵水鋰資源儲(chǔ)量極為豐富，占全國(guó)鋰資源儲(chǔ)量的79%，潛在的經(jīng)濟(jì)價(jià)值極大。開(kāi)發(fā)利用這些資源對(duì)于滿足國(guó)內(nèi)需求，促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。鹽湖鹽湖鹵水受自身?xiàng)l件的限制，初級(jí)鋰工業(yè)品大都是技術(shù)級(jí)Li2CO3。隨著鹵水提鋰技術(shù)的成熟，技術(shù)級(jí)Li2CO3的國(guó)際市場(chǎng)供求已趨于飽和，且由于開(kāi)發(fā)成本降低，價(jià)格大幅度下降，而

34、開(kāi)發(fā)高純Li2CO3可以增加產(chǎn)品附加值，利于鹽湖鋰產(chǎn)品系列化開(kāi)發(fā)與鋰產(chǎn)業(yè)鏈的延伸。另一方面隨著鋰產(chǎn)品在高科技領(lǐng)域的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，國(guó)內(nèi)外對(duì)鋰鹽的需求量也日益增長(zhǎng)，對(duì)產(chǎn)品的純度要求也越來(lái)越高因此開(kāi)發(fā)高附加值的高純鋰眼產(chǎn)品已經(jīng)勢(shì)在必行。</p><p>　　在陶瓷和玻璃熔煉時(shí)加碳酸鋰，可以降低加工熔點(diǎn)，降低熱膨脹系數(shù)和粘度，大大改善其性能，是目前高級(jí)陶瓷和玻璃的發(fā)展方向；在煉鋁中加入碳酸鋰，可以降低冰晶石的熔點(diǎn)30

35、0－500℃，節(jié)能三分之一，還可以降低物料的粘性，提高導(dǎo)電性，有利于提高產(chǎn)量，同時(shí)可減少有毒化合物的加入，有利于環(huán)保。</p><p>　　潤(rùn)滑脂生產(chǎn)中加入碳酸鋰的下游產(chǎn)品——?dú)溲趸嚩瞥傻匿嚮鶟?rùn)滑脂，在較大的溫度變動(dòng)范圍能保持較好的潤(rùn)滑特性，有較好的防水、防氧化、防硬化性能。是目前航空、海運(yùn)、軍事及高檔汽車等領(lǐng)域所必不可少的高級(jí)潤(rùn)滑脂。</p><p>　　鋰離子電池是近年來(lái)能源主要發(fā)

36、展方向，也是未來(lái)動(dòng)力電池的發(fā)展方向，是世界各國(guó)投入巨資發(fā)展的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。其主要原料為碳酸鋰，成為碳酸鋰新的急劇增長(zhǎng)的應(yīng)用行業(yè)。從近幾年的鋰離子電池產(chǎn)量增速看，基本維持在50%左右。由于下游應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展， 如在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用，美國(guó)宇航局（NASA）已將鋰離子電池用在火星探針上，一些國(guó)家也已經(jīng)將鋰離子電池用到衛(wèi)星上，由于鋰離子電池能量高，重量輕，其已經(jīng)成為航空航天活動(dòng)的重要組成部分。另外由于高油價(jià)和環(huán)境問(wèn)題，鋰離子電池在電動(dòng)車領(lǐng)域

37、的應(yīng)用，也正在快速增長(zhǎng)。資料顯示，在未來(lái)的幾年內(nèi)鋰離子電池將持續(xù)以30％以上的速度快速增長(zhǎng)，這是目前導(dǎo)致碳酸鋰急劇漲價(jià)的原因之一。</p><p>　　高純度Li2CO3是磁性材料行業(yè)、原子能工業(yè)、電子工業(yè)和化學(xué)儀器行業(yè)等的必需品，在光電信息方面，99.999%（5N）的高純Li2CO3是制備表面彈性波元鉭酸鋰和鈮酸鋰單品的主要原料。在電子工業(yè)方面 ,近年來(lái) ,作為鋰離子電池的在電子工業(yè)方面正極材料 (如 LiC

38、oO、LiMn2O4等) 及電解質(zhì)原料使用的高純 Li2CO3越來(lái)越受到人們的重視。另外高純 Li2CO3作為一種基礎(chǔ)鋰鹽 ,還可用來(lái)生產(chǎn)高純度的氯化鋰 、溴化鋰等高純二次鋰鹽 ,進(jìn)而電解生產(chǎn)出金屬鋰后 ,又可衍生出許多有機(jī)鋰化合物 ,如丁基鋰 、甲基鋰等 。</p><p>　　我國(guó)是一個(gè)鋰資源儲(chǔ)量大國(guó)，已探明的鋰資源居世界第二，僅僅次于玻利維亞。其中鹵水鋰資源儲(chǔ)量極為豐富，占全國(guó)鋰資源儲(chǔ)量的79%，潛在的經(jīng)濟(jì)

39、價(jià)值極大。開(kāi)發(fā)利用這些資源對(duì)于滿足國(guó)內(nèi)需求，促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。鹽湖鹽湖鹵水受自身?xiàng)l件的限制，初級(jí)鋰工業(yè)品大都是技術(shù)級(jí)Li2CO3。隨著鹵水提鋰技術(shù)的成熟，技術(shù)級(jí)Li2CO3的國(guó)際市場(chǎng)供求已趨于飽和，且由于開(kāi)發(fā)成本降低，價(jià)格大幅度下降，而開(kāi)發(fā)高純Li2CO3可以增加產(chǎn)品附加值，利于鹽湖鋰產(chǎn)品系列化開(kāi)發(fā)與鋰產(chǎn)業(yè)鏈的延伸。另一方面隨著鋰產(chǎn)品在高科技領(lǐng)域的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，國(guó)內(nèi)外對(duì)鋰鹽的需求量也日益增長(zhǎng)，對(duì)產(chǎn)品的純度要求也越來(lái)

40、越高因此開(kāi)發(fā)高附加值的高純鋰眼產(chǎn)品已經(jīng)勢(shì)在必行。高純 Li2CO3的制備研究國(guó)外起步較早 ,始于上世紀(jì) 70 年代 ,其中日本一直處于領(lǐng)先地位 。我國(guó)新疆有色金屬研究所在高純 Li2CO3的研究領(lǐng)域始終處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先地位 ,是國(guó)內(nèi)高純鋰鹽的重要研發(fā)基地 。該所早在上世紀(jì) 70 年代就開(kāi)始進(jìn)行高純 Li2CO3的研制 , 1983 ～ 1985 年間就完 成了軍用熒光粉級(jí)( 3N )高純Li2CO3的研制2002 年由該所主持</p&

41、gt;<p>　　1.3 電池級(jí)碳酸鋰制取方法與指標(biāo)</p><p>　　碳酸鋰是鋰鹽工業(yè)的基礎(chǔ)原料，不僅可以直接使用，還可以作為原料制備各種附加值高的鋰鹽及其化合物。高技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域如彩色螢光粉、藥用及鋰電池等電子材料對(duì)碳酸鋰質(zhì)量的要求很高，工業(yè)級(jí)碳酸鋰(GB/T11075-2003)必須通過(guò)精制除去其中的無(wú)機(jī)鹽類等雜質(zhì)才能達(dá)到各種不同專用品的質(zhì)量指標(biāo)要求。</p><p>

42、　　1.3.1 碳酸鋰的精制方法</p><p>　　工業(yè)級(jí)碳酸鋰的生產(chǎn)方法有兩種：一是采用傳統(tǒng)的鋰礦石，如鋰輝石、鋰云母等生產(chǎn)，二是采用含鋰鹵水，如鹽湖鹵水、地下鹵水等生產(chǎn)。產(chǎn)品中均含有一定量的水溶性雜質(zhì)和水不溶性雜質(zhì)，不能滿足電池級(jí)微粉碳酸鋰質(zhì)量要求，需要精制處理。根據(jù)原料的性質(zhì)及雜質(zhì)的種類，可采用不同的精制方法除去雜質(zhì)。</p><p>　　以工業(yè)級(jí)碳酸鋰為原料生產(chǎn)高純碳酸鋰，有苛化

43、法、電解法、氫化分解法等。苛化法是將工業(yè)碳酸鋰用石灰苛化，經(jīng)除雜處理后轉(zhuǎn)化成氫氧化鋰，再用二氧化碳碳化制取高純碳酸鋰；電解法是用鹽酸處理工業(yè)碳酸鋰，除去酸不溶物和鈣鎂等雜質(zhì)后，通過(guò)電解制得高純氫氧化鋰溶液，之后，利用二氧化碳碳化法制取高純碳酸鋰；氫化分解法是將碳酸鋰轉(zhuǎn)化成溶解度較大的碳酸氫鋰，而大部分雜質(zhì)(如Ca2+、Mg2+等)不被氫化，以不溶性碳酸鹽的形式通過(guò)過(guò)濾除去，然后加熱碳酸氫鋰溶液制得高純碳酸鋰。</p>&l

44、t;p>　　目前，我國(guó)工業(yè)級(jí)碳酸鋰主要從智利和美國(guó)進(jìn)口，且大多為鹵水法產(chǎn)品。本中心根據(jù)市場(chǎng)供應(yīng)的工業(yè)級(jí)碳酸鋰產(chǎn)品的性質(zhì)及含雜質(zhì)的種類，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室條件實(shí)驗(yàn)，確定了合適的工藝流程及工藝操作參數(shù)，并據(jù)此建成一套500t/a電池級(jí)碳酸鋰生產(chǎn)裝置。該裝置可以根據(jù)不同用戶需要，生產(chǎn)多種規(guī)格、多種粒徑的高純碳酸鋰產(chǎn)品。</p><p>　　1.3.2 產(chǎn)品質(zhì)量及其應(yīng)用</p><p>　　電池級(jí)微

45、粉碳酸鋰系白色粉末，體積質(zhì)量2.11，熔點(diǎn)618℃，沸點(diǎn)735℃，微溶于水，不溶于醇，易溶于酸，主要用于電池行業(yè)制造鈷酸鋰、鎳酸鋰、錳酸鋰等電極材料，也用于充電鋰電池中作非水溶液電解質(zhì)等，具有良好的電化學(xué)性能，應(yīng)用領(lǐng)域還在不斷擴(kuò)大。</p><p>　　電池級(jí)微粉碳酸鋰產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)見(jiàn)表。</p><p><b>　　表 產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)</b></p>

46、<p>　　第二章 電池級(jí)碳酸鋰的生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)介</p><p>　　2.1 NH4HCO3沉淀法</p><p>　　該法是用NH4HCO3與經(jīng)過(guò)純化的可溶性鋰鹽的堿性溶液反應(yīng)沉淀出高純度的 Li2CO3。但NH4HCO3的加入速度要控制好以免反應(yīng)效果不佳 。同時(shí)反應(yīng)溫度的控制也非常關(guān)鍵 ,提高反應(yīng)溫度可減少雜質(zhì)的含量,但溫度過(guò)高,會(huì)增加NH4HCO3的消耗。</p>

47、<p>　　2.1.1 LiOH 溶液 NH4HCO3沉淀法</p><p>　　將LiOH與NH4HCO3經(jīng)過(guò)精制純化達(dá)到一定的純度后即可反應(yīng)得到高純度的Li2CO3。該法引入的雜質(zhì)離子較少 ,最后產(chǎn)品中殘留的銨可在烘干或灼燒時(shí)除去 。這一方法在早期的高純NH4HCO3的制備工藝中應(yīng)用較多 。</p><p>　　2.1.2 　Li2SO4溶液氨水NH4HCO3沉淀法&l

48、t;/p><p>　　以( N H4)2CO3作沉淀劑直接從含鋰的硫酸鹽溶液中制備較純碳酸鋰 。(N H4)2CO3可由 N H4HCO3和NH3·H2O反應(yīng)制取 。該法由于反應(yīng)物雜質(zhì)較多 ,所以產(chǎn)品難以保證很高的純度。但作為一種工藝方法仍具有一定的意義和使用前景 。</p><p>　　2.2 LiOH溶液CO2沉淀法</p><p>　　將粗 Li2CO3

49、用精制的石灰乳苛化 , 其中鈣 、鎂雜質(zhì)分別以CaCO3及 Mg (OH)2的形式沉淀出來(lái) 。過(guò)濾后 , 得到 LiOH 溶液 , 降低溫度時(shí) ,少部分 LiOH 以 LiOHH2O 的形式結(jié)晶出來(lái) 。然后在適當(dāng)?shù)臏囟群蛪毫ο孪蛏鲜龅?LiOH 溶液中通入高純 CO2氣 體 , 反 應(yīng) 生 成 Li2CO3沉淀 。過(guò)濾出沉淀 ,經(jīng)烘干后便可制得試劑級(jí)的</p><p>　　Li2CO3。其原理可表述為 :<

50、/p><p>　　Ca (OH)2+ Li2CO3=2LiOH + CaCO3↓</p><p>　　2LiOH + CO2=Li2CO3↓+ H2O</p><p>　　此方法需要精制的石灰乳 ,純度要求很高 。而且對(duì)于苛化時(shí) ,Li2CO3與石灰乳用量的比例</p><p>　　關(guān)系 、苛化時(shí)間 、溫度等都有較嚴(yán)格的要求 ,為此進(jìn)行了深入的研

51、究 ,得出苛化適合在溶液沸騰時(shí)進(jìn)行 ,苛化時(shí)間控制在 30 分鐘為宜 。對(duì)所制得的 Li2CO3中硅的污染要求</p><p>　　不太高的制藥 、添加劑行業(yè)來(lái)說(shuō) ,使用試劑級(jí)的石灰乳即可 。特別值得注意的是該方法制得的產(chǎn)品中鈣 、鎂雜質(zhì)含量能降低到 5 ×10- 3%左右。</p><p>　　日本及俄羅斯的開(kāi)發(fā)人員直接用純凈的Li2CO3。該法中的溫度控制非常重要，因?yàn)镃O2

52、的溶解度隨溫度的升高而減小，溫度太高的利用率低，溫度太低則反應(yīng)速度慢，二者均影響產(chǎn)率，一般反應(yīng)溫度在50℃左右效果較佳，研究表明CO2過(guò)量30%左右可達(dá)到無(wú)廢工藝，整個(gè)過(guò)程幾乎無(wú)雜質(zhì)離子引入，CO2氣體經(jīng)洗滌后產(chǎn)品純度取決于LiOH的純度。此法是制備高純碳酸鋰最直接的方法，應(yīng)用也最廣泛。</p><p>　　2.2.1 CO2分步沉淀法</p><p>　　實(shí)驗(yàn)證明，先將部分CO2通入Li

53、OH溶液體系中，溶液中的鈣、鎂等雜質(zhì)離子將首先以碳酸鹽的形式析出并生成的LI2CO3產(chǎn)生共沉淀效應(yīng)，從而一定程度上純化了LiOH。這樣取出上層LiOH清夜與CO2再次進(jìn)行反應(yīng)，即可得到較純的Li2CO3，但該法無(wú)法一次將鈣、鎂離子全部出去，需經(jīng)多次過(guò)濾，步驟繁瑣且產(chǎn)品收率低，故其作用范圍不大。</p><p>　　2.2.2 LiOH重結(jié)晶法</p><p>　　重結(jié)晶是提純固體化合物的常

54、用方法之一。大部分的金屬離子在 LiOH 強(qiáng)堿性溶液中都會(huì)有一定的溶解度 ,通過(guò)多次重結(jié)晶可以將雜質(zhì)離子濃縮于 LiOH 的母液中除去[12 ]。該法除雜效果明顯 ,提純后的 LiOH 溶液中通入純凈的 CO2即可反應(yīng)得到較高純度的 Li2CO3。目前該法仍應(yīng)用較多 。</p><p>　　2.2.3 　LiOH 冷凍過(guò)濾法</p><p>　　大多數(shù)雜質(zhì)離子的氫氧化物或其鹽類在較低溫度下

55、的溶解度都很小 。在盡可能低的溫度下過(guò)濾 LiOH 溶液 ,能有效地除去不溶性的雜質(zhì)離子 ,然 后 再 通 入 洗 過(guò) 的 CO2便 可 得 到 高 純Li2CO3。但該法過(guò)濾速度一定要快 ,否則溫度升高將影響除雜效果 ,從而影響產(chǎn)品的純度 。利用該法大規(guī)模生產(chǎn)高純 Li2CO3需要大型的冷凍設(shè)備 ,生產(chǎn)成本較高 ,因此該法的應(yīng)用范圍也不大。</p><p>　　2.2.4　粗 Li2CO3苛化除雜法</p

56、><p>　　純度較低的Li2CO3經(jīng)苛化除雜得到純凈LiOH,與CO2反應(yīng)既得較高純度的Li2CO3。但苛化過(guò)程一定要強(qiáng)化配料計(jì)算，提高石灰質(zhì)量，并加強(qiáng)工藝控制和PH值調(diào)整。美國(guó)BROWN等人早在上世紀(jì)80年代初就利用二級(jí)反應(yīng)器與二級(jí)固液分離器，經(jīng)除雜談話反應(yīng)制得了較高純度的Li2CO3，該方法制得的產(chǎn)品中鈣、鎂雜質(zhì)含量能降低到5×10-3%左右。該法工藝流程簡(jiǎn)單，但由于引入Ca2+較多，因此除Ca成為問(wèn)

57、題的關(guān)鍵所在。以上幾種工藝綜合使用，效果將更好，另外還可用離子交換法、膜過(guò)濾法提純LiOH。</p><p><b>　　2.3 碳化法</b></p><p>　　2.3.1 碳化分解法</p><p>　　美國(guó)Harrison，Amouzgar等，日本MITSUICHEN NIC等直接采用碳化法，用CO2將Li2CO3，再通過(guò)離子交換除雜質(zhì)

58、后加熱沉淀制得高純Li2CO3。日本IWASAKI HIRO SHI等人也是用CO2將Li2CO3碳酸化再除雜只不過(guò)在加熱沉淀過(guò)程中加入水溶性的有機(jī)溶劑沉淀出高純 Li2CO3。國(guó)內(nèi)楊卉等人專門對(duì)碳化液離子交換法提純二次鋰進(jìn)行了研究 。該法碳化物中不溶性雜質(zhì)可過(guò)濾除去 ,母液可循環(huán)使用 ,提高收率 ,流程基本全封閉 。該法只需除去難除的Ca 、Mg 、B等雜質(zhì)即可制得高純Li2CO3,其可操作性強(qiáng) ,目前應(yīng)用較多 ,使用前景廣闊 。&l

59、t;/p><p>　　2.3.2 　碳化沉淀法</p><p>　　該法中物料流通量大 ,氣液反應(yīng)與液液反應(yīng)結(jié)合易于控制產(chǎn)品的純度與粒度 , 可充分利用CO2。但反應(yīng)過(guò)程中須強(qiáng)化反應(yīng)配比并控制適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)溫度 、攪拌速度及CO2的流速 。要制得高純產(chǎn)品 ,須加入純凈的LiOH ,使生產(chǎn)成本提高 ,另外 ,該法的鋰回收率較碳化分解法要低 。</p><p>　　2.4 L

60、i2CO3重結(jié)晶法</p><p>　　Li2CO3具有負(fù)的溫度系數(shù) ,其在水中的溶解度隨溫度的升高而減小 ,其它雜質(zhì)很少有這種性質(zhì)。加熱 Li2CO3料漿 ,再冷卻結(jié)晶析出精制高純Li2CO3。Li2CO3在水中的溶解度見(jiàn)下表 。從表中可以看出 ,Li2CO3在水中的溶解度在高溫時(shí)比低溫時(shí)更小 ,而一般雜質(zhì)的溶解度隨溫度的降低而減小 。因此可以在高溫時(shí)溶解 Li2CO3, 經(jīng)冷卻析出 ,控制在適當(dāng)?shù)臏囟认逻^(guò)濾結(jié)

61、晶析出Li2CO3,從而獲得高純度的產(chǎn)品 。實(shí)際操過(guò)程中 ,Li2CO3的溶解度極低 ,而且溶解緩慢 , 高溫溶解時(shí)可均勻攪拌以加速溶解 。該法簡(jiǎn)單易行,除雜效果好 , 但Li2CO3溶解度小,物料流通量大、能耗大、生產(chǎn)周期長(zhǎng) 。</p><p>　　Li2CO3在水中的溶解度( %)</p><p>　　The solubility of Li2CO3in water ( %)</

62、p><p><b>　　2.5 尿素沉淀法</b></p><p>　　俄羅斯科研人員將尿素加入到精制的鋰化合物的堿性溶液 (如LiOH) 中 ,用均相法制備高純Li2CO3。日本專利也曾介紹利用該法制備高純Li2CO3。由于尿素易溶且隨溫度 的 升高而水解 ,加熱到高于80 ℃時(shí)尿素水解轉(zhuǎn)化成氨基甲酸銨進(jìn)而分解產(chǎn)生出 CO2,將沉淀出大粒晶型均勻的高純Li2CO3。該法

63、由于CO2釋放緩慢 ,反應(yīng)進(jìn)行的完全 ,能形成均相沉淀 ,減少了雜質(zhì)離子的包夾 ,產(chǎn)品純度高 ,且尿素易于提純 ,生產(chǎn)成本低 。</p><p><b>　　2.6　氫化法</b></p><p>　　2.6.1 氫化沉淀法</p><p>　　粗的技術(shù)級(jí)Li2CO3與去離子水混合成水溶液料漿 ,再向其中通入高純的CO2氣體。在攪拌的情況下 ,

64、控制適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)溫度 、攪拌速度及CO2的通入速度 。一定的反應(yīng)時(shí)間 ,經(jīng)過(guò)濾 ,取濾液 。將濾液依次通過(guò)陰 、陽(yáng)離子交換樹(shù)脂以除出雜質(zhì)離子 。然后在另一個(gè)反應(yīng)器中與高純的LiOH反應(yīng)得沉淀物 ,烘干后即為高純的Li2CO3產(chǎn)品 。其原理可表述為 :</p><p>　　Li2CO3+ CO2+ H2O=2LiHCO3</p><p>　　LiHCO3+ LiOH=Li2CO3↓+ H2O&

65、lt;/p><p>　　該方法制得的產(chǎn)品純度較高 ,但第二步反應(yīng)進(jìn)行的程度難于控制,而且制備過(guò)程中使用的高純LiOH的成本較高 。這些都是該方法的缺陷 。</p><p>　　2.6 2 　氫化分解法</p><p>　　技術(shù)級(jí)Li2CO3與去離子水混合成水溶液料漿 ,在攪拌的情況下 ,向其中通入高純 CO2的氣體 。控制適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)溫度 、攪拌速度及 CO的通入速度 ,

66、控制適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)時(shí)間 ,經(jīng)過(guò)濾 ,取濾液 。將濾液依次通過(guò)陰 、陽(yáng)離子交換樹(shù)脂以除去其中可溶性的二價(jià) 、三價(jià)陽(yáng)離子 ,如鈣 、鎂 、鐵等雜質(zhì)離子 。在另一個(gè)反應(yīng)器中將除去雜質(zhì)后的濾液加熱 ,恒溫?cái)嚢璩?CO2氣體 。再經(jīng)降溫 ,過(guò)濾出沉淀 ,然后在適當(dāng)?shù)臏囟认潞娓傻?lt;/p><p>　　到高純度的 Li2CO3產(chǎn)品 。其原理可表述為 :</p><p>　　Li2CO3+ CO2+ H2O

67、=2LiHCO3</p><p>　　2LiHCO3=Li2CO3↓+ CO2+ H2O</p><p>　　此方法具較高的操作可行性,制得的Li2CO3粒徑大 ,不發(fā)生二次聚集 ,回收率也大大高于上述的氫化沉淀法 , 可用于制作鉭酸鋰( TL) 、鈮酸鋰 (NL) 等聲學(xué) 、光學(xué)單晶的材料。楊卉等采用這種方法 ,利用 QEP —A 型交換樹(shù)脂除鈣離子 ,得到的產(chǎn)品質(zhì)量與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)比較 。美

68、國(guó) 、日本的專利記載最終 Li2CO3產(chǎn)品的純度可達(dá) 99.99%,回收率在90%以上，其中鈣含量低于113×10-3%,鎂含量在4×10-5%以下。</p><p><b>　　2.7 硫酸法</b></p><p>　　國(guó)內(nèi)徐龍泉等人將鋰精礦轉(zhuǎn)型焙燒 ,然后依次經(jīng)過(guò)硫酸酸化、浸取 、凈化 、濃縮處理 ,最后加入沉淀劑沉淀出鋰 ,再經(jīng)過(guò)清洗、干燥

69、 、粉碎處理得到電池級(jí) Li2CO3。</p><p>　　2.8 Zintl-Harder-Dauth法</p><p>　　將粗Li2CO3 溶入HAC中，向混合液中加入(NH4)2C2O4,以CaC2O4的形式沉淀Ca2+,再加入Ba(OH)2來(lái)沉淀Mg2+,最后用H2SO4除去Ba2+。過(guò)濾出沉淀,將濾液蒸干、灼熱可除去銨鹽。將蒸干后得到的固體溶于HCl中,加入精制的HN4HCO3

70、可沉淀出純度較高的Li2CO3產(chǎn)品。其化學(xué)反應(yīng)原理可表述為:</p><p>　　Li2CO3+ 2CH3COOH=2CH3COOLi</p><p>　　CH3COOLi + HCl=LiCl</p><p>　　LiCl + (NH4) HCO3 =Li2CO3</p><p>　　盡管該方法步驟繁瑣 ,但其中幾種去除雜質(zhì)離子的工藝現(xiàn)今

71、仍廣泛應(yīng)用 。由于該方法引</p><p>　　入的試劑較多 ,產(chǎn)品達(dá)到的純度不太高 ,但在生產(chǎn)工業(yè)用Li2CO3產(chǎn)品時(shí) ,這種方法還是有著重要地位。</p><p><b>　　2.9　電解法</b></p><p>　　2.9.1隔膜法電解碳酸氫鋰</p><p>　　在耐高壓的反應(yīng)槽中用水將粗Li2CO3分散成料漿

72、 ,充分?jǐn)嚢璧耐瑫r(shí)通入高壓的 CO2氣體 ,使其與 Li2CO3反應(yīng) , 生成LiHCO3。Li HCO3在水溶液中的濃度隨著CO2壓力的增高而變大 ,直到Li2CO3完全溶解。將所得的Li HCO3水溶液經(jīng)過(guò)除雜 、凈化以除去水溶性的腐殖質(zhì)、碳酸鹽 。以除雜后的LiHCO3溶液為陽(yáng)極 ,以水或稀的LiOH水溶液為陰極 。中間的隔膜由含磺酸基或羧酸基等陽(yáng)離子交換基與四氟乙烯二者共聚合而構(gòu)成的陽(yáng)離子交換膜 。電解時(shí) ,陽(yáng)極側(cè)的Li+通過(guò)陽(yáng)

73、離子交換膜到達(dá)陰極側(cè) , HCO3-和其它雜質(zhì)酸根離子不能通過(guò)隔膜而殘留在陽(yáng)極側(cè) 。Li+通過(guò)隔膜在陰極側(cè)電解得到LiOH :</p><p>　　4Li++ 4H2O + 4e-=4LiOH + 2H2↑</p><p>　　陽(yáng)極側(cè)的HCO3-電解得CO2、O2和H2O :</p><p>　　4HCO3-=4CO2 ↑+ O2↑+ 2H2O + 4e-</

74、p><p>　　然后 ,電解得到的LiOH水溶液通過(guò)陽(yáng)離子交換樹(shù)脂除掉鈣 、鎂 、鐵等高價(jià)金屬陽(yáng)離子。在另一個(gè)反應(yīng)器中讓LiOH水溶液與CO2反應(yīng)轉(zhuǎn)化成Li2CO3,所得的Li2CO3經(jīng)回收 、洗凈 、干燥可制得精制的Li2CO3。下表為利用兩種不同的陽(yáng)離子交換膜制得的Li2CO3產(chǎn) 品中的雜質(zhì)含量 。此方法中由于陽(yáng)極側(cè)生成毒性 、腐蝕性小的CO2氣體 ,因而裝置不需要高價(jià)的耐腐蝕材料 。制得的高純 Li2CO3中硅

75、雜質(zhì)控制在1 ×10- 4%以下 , 其他陰離子雜質(zhì)控制在1 ×10- 4%以下,堿金屬的污染可消除 ,制得的產(chǎn)品能應(yīng)用于電子、光電子領(lǐng)域 。該法同樣對(duì)膜的要求較高 ,且成本偏高 ,不利于高純Li2CO3的大規(guī)模生產(chǎn) 。</p><p>　　Li2CO3產(chǎn)品中雜質(zhì)的含量</p><p>　　Table 4　Amount of impurity in the Li2CO3

76、product</p><p>　　2.9.2 　隔膜法電解硫酸 (或氯化) 鋰</p><p>　　以電解Li2SO4為例 ,LiCl的電解大致相似 。將粗 Li2CO3與H2SO4反應(yīng)生成Li2SO4,經(jīng)過(guò)離子交換處理 ,在陽(yáng)離子交換樹(shù)脂或鰲合樹(shù)脂中通過(guò)Li2SO4溶液 ,在接觸過(guò)程將Li2SO4溶液中的鈣、鎂、鐵等多價(jià)陽(yáng)離子吸附除去 ,得到高純度的Li2SO4溶液。以高純的Li2SO

77、4溶液作為陽(yáng)極液 ,以LiOH溶液作為陰極液 ,兩者間用離子選擇透過(guò)膜隔開(kāi)。裝置如圖所示。電解過(guò)程中 ,如圖所示 ,鋰離子通過(guò)陽(yáng)離子選擇滲透膜 (如全弗磺酸Rf2SO3H、全弗羧酸膜Rf2COOH等進(jìn)入陰極液中,而SO42-離子則不能通過(guò)隔膜進(jìn)入陰極液。該電解過(guò)程能很完全的進(jìn)行,陰極側(cè)得到高純度的LiOH,陽(yáng)極側(cè)生成H2SO4,H2SO4可循環(huán)使用。得到的高純度的LiOH溶液經(jīng)CO2碳化后得到Li2CO3,再經(jīng)除雜、烘干即可制得精制的L

78、i2CO3產(chǎn)品。其機(jī)理為:</p><p>　　陰極:4Li++4H2O+4e-=4LiOH+2H2↑</p><p>　　陽(yáng)極:2H2O=O2↑+4H+4e-</p><p>　　此方法制得的Li2CO3產(chǎn)品純度較高 ,而且可將其它方法難于處理的鈣 、鎂雜質(zhì)降到更低的范圍 。但是 , 此法中難溶于水的Li2CO3與H2SO4這種強(qiáng)酸反應(yīng)致使陽(yáng)極液中存在大量的SO4

79、2 -陰離子 ,即使用陽(yáng)離子透過(guò)性高的陽(yáng)離子交換膜 ,陰極側(cè)得到的 LiOH 溶液中也會(huì)混入大量的SO42 -陰離子 ,再以此LiOH水溶液為原料制備Li2CO3, 則不可避免的存在 SO42-的污染。同時(shí)陽(yáng)極側(cè)生成腐蝕性極強(qiáng)的高濃度Li2SO4,導(dǎo)致電解槽需要高價(jià)耐腐蝕材料 ,而且電解的電耗大 ,對(duì)膜的要求也很高 。這些都制約了該方法的產(chǎn)業(yè)化。</p><p>　　第三章 生產(chǎn)工藝技術(shù)方案</p>

80、<p>　　3.1工藝技術(shù)方案的選擇及優(yōu)點(diǎn)</p><p>　　采用硫酸法工藝：焙燒——浸出——沉淀制Li2CO3工藝，該工藝要求鋰輝石精礦品位Li2O≥5.5%（wt），針對(duì)鋰輝石精礦品位較低（Li2O≈5.2%）的特點(diǎn)，采用循環(huán)浸出新工藝，以實(shí)現(xiàn)對(duì)該礦的最為經(jīng)濟(jì)的利用。</p><p>　　與傳統(tǒng)的焙燒——浸出——沉淀工藝相比，本工藝的優(yōu)點(diǎn)是：</p><

81、;p>　?、趴衫玫推肺讳囕x石精礦（Li2O：5.0%～5.3%）制取Li2CO3；</p><p>　?、普舭l(fā)量減少10～20%，節(jié)能20%左右。</p><p>　　由于采用多級(jí)循環(huán)浸出和特殊的凈化分離技術(shù)，減少了水的用量，選用板式蒸發(fā)器，大大降低了水的蒸發(fā)量，比傳統(tǒng)工藝節(jié)能20%左右；</p><p>　?、枪に嚭?jiǎn)化，投資減少，操作費(fèi)用降低，提高了經(jīng)濟(jì)效

82、益。</p><p>　　3.2 工藝流程簡(jiǎn)述</p><p>　　3.2.1 生產(chǎn)原理</p><p><b>　　① 焙燒轉(zhuǎn)型：</b></p><p>　　Li2O·Al2O3·4SiO2（α型） Li2O·Al2O3·4SiO2（β型）</p

83、><p>　　通過(guò)高溫焙燒，使無(wú)活性的α型鋰輝石轉(zhuǎn)型為活性較高、可溶性β型鋰輝石。將此焙燒物料于球磨機(jī)中球磨至粒徑為1～3mm，然后進(jìn)入下段工序。</p><p><b>　?、?酸化焙燒：</b></p><p>　　將上述球磨物料按精礦:硫酸＝1:0.25～0.3（wt%）比例與98％工業(yè)硫酸混合、攪拌，再通過(guò)300～350℃酸化焙燒，發(fā)生下列

84、反應(yīng)：</p><p>　　Li2O·Al2O3·4SiO2 + H2SO4 Al2O3·4SiO2 + Li2SO4 + H2O</p><p>　?、?多級(jí)循環(huán)浸出與除雜：</p><p>　　趁熱將該酸化焙燒物料用水二級(jí)循環(huán)浸出，攪拌，同時(shí)加入CaO、CaCO3及助劑，并調(diào)節(jié)PH至中性，用帶式過(guò)濾機(jī)過(guò)濾，過(guò)濾母液

85、送下一工藝，渣排放，可用作建筑材料。</p><p><b>　　④ 沉鋰：</b></p><p>　　將上述浸出母液用工業(yè)一級(jí)Na2CO3進(jìn)行沉鋰，反應(yīng)如下：</p><p>　　Li2SO4 + Na2CO3 Li2CO3 + Na2SO4</p><p>　　上述沉淀物經(jīng)洗滌、過(guò)濾、干燥、包裝

86、，即得到產(chǎn)品Li2CO3；過(guò)濾母液再經(jīng)蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾，得到Na2SO4副產(chǎn)品。</p><p>　　3.2.2 工藝流程</p><p><b>　　圖 6 工藝流程圖</b></p><p><b>　　3.3自控技術(shù)方案</b></p><p>　　3.3.1控制方案及自控水平<

87、/p><p>　　依據(jù)工藝條件各裝置的特點(diǎn)，本方案擬對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的溫度、壓力、流量、物位及介質(zhì)成份等參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)指示、記錄、調(diào)節(jié)。生產(chǎn)車間設(shè)控制室，以集中控制為主，就地指示輔助的形式。對(duì)越限參數(shù)設(shè)置聲光報(bào)警系統(tǒng)，以確保工藝生產(chǎn)的穩(wěn)定、安全。</p><p>　　3.3.2 儀表選型</p><p>　　1、儀表選型為自動(dòng)儀表S系列信號(hào)制為4—20mA.D.C。因未設(shè)氣

88、源站，執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用電動(dòng)執(zhí)行器。</p><p>　　2、溫度儀表：集中測(cè)量采用熱電阻、熱電偶、配數(shù)字顯示儀，就地測(cè)量采用雙金屬溫度計(jì)，對(duì)腐蝕介質(zhì)采用相應(yīng)的耐蝕材質(zhì)。</p><p>　　3、壓力儀表：集中測(cè)量采用電動(dòng)變送器配數(shù)字顯示儀。就地測(cè)量采用彈簧壓力表，對(duì)腐蝕介質(zhì)采用防腐的膜片及隔膜式壓力表。</p><p>　　4、流量?jī)x表：集中測(cè)量采用孔板，均速管配差壓變

89、送器流量計(jì)、配智能流量計(jì)、記錄儀、腐蝕介質(zhì)測(cè)量采用電磁流量計(jì)。固體物料采用沖板流量計(jì)，核子皮帶稱秤。就地測(cè)量采用浮子流量計(jì)、水表等。</p><p>　　5、物位儀表：采用差壓變送器，沉入或液位計(jì)、浮球液位計(jì)或閃爍式料位計(jì)，二次儀表采用光柱式指示儀。</p><p>　　6、分析儀表：介質(zhì)成份采用取樣手動(dòng)分析及在線式自動(dòng)分析儀。</p><p>　　7、調(diào)節(jié)儀表：采

90、用可編程調(diào)節(jié)器，并配記錄儀。</p><p>　　3.3.3 儀表供電</p><p>　　儀表供電負(fù)荷類別與生產(chǎn)主機(jī)相同。電源要求：220±10%，頻率50Hz±1Hz。</p><p>　　3.4 主要設(shè)備選型</p><p>　　本生產(chǎn)裝置各類設(shè)備均按國(guó)內(nèi)訂貨式用戶自制的原則，定型設(shè)備的購(gòu)置立足于國(guó)內(nèi)現(xiàn)有可靠的通用

91、產(chǎn)品或?qū)＠a(chǎn)品，優(yōu)選用成熟的高效節(jié)能設(shè)備；并采用易得可行的耐腐蝕材料。詳見(jiàn)主要工藝設(shè)備一覽表。</p><p>　　主要工藝設(shè)備選擇如下：</p><p>　　3.4.1 回轉(zhuǎn)窯</p><p>　　本設(shè)備是鋰輝石制Li2CO3十分關(guān)鍵而投資最大的設(shè)備。其結(jié)構(gòu)為鋼制筒體，內(nèi)襯耐火材料。</p><p>　　回轉(zhuǎn)窯筒體直徑及長(zhǎng)度：φ2200&

92、#215;3200</p><p>　　工作壓力：常壓或微負(fù)壓</p><p>　　工作溫度：＜1300℃</p><p>　　筒體安裝傾角：3～5°</p><p>　　抽風(fēng)機(jī)功率：215KW</p><p>　　主要材質(zhì)：A3鋼，高鋁耐火磚</p><p>　　3.4.2 帶式過(guò)

93、濾機(jī)</p><p>　　該帶式過(guò)濾機(jī)為真空過(guò)濾， 采用射流泵作為動(dòng)力。</p><p>　　型號(hào)：12000×2500mm</p><p><b>　　過(guò)濾面積：30㎡</b></p><p>　　工作真空度：0.5Mpa</p><p>　　3.4.3 真空蒸發(fā)器</p>

94、;<p>　　該蒸發(fā)器為板式蒸發(fā)設(shè)備，分別由加熱室、蒸發(fā)室和循環(huán)泵集合而成的二效蒸發(fā)濃縮設(shè)備，為本工藝的關(guān)鍵設(shè)備；其主要技術(shù)特性：</p><p>　　蒸發(fā)室：設(shè)計(jì)溫度：105℃（Ⅰ效）；81℃（Ⅱ效）</p><p>　　設(shè)計(jì)壓力：0.3MPa（Ⅰ效）；0.2MPa（Ⅱ效）</p><p>　　操作方法：逆流加料 </p>

95、<p>　　設(shè)計(jì)壓力：0.400MPa 設(shè)計(jì)溫度：144℃</p><p>　　加熱面積：80m2 </p><p>　　冷凝器 設(shè)計(jì)壓力：20KPa</p><p>　　主要材質(zhì)：A3　　　循環(huán)泵電機(jī)功率：35kw</p><p>　　第四章 原輔材料、燃料、動(dòng)力

96、供應(yīng)</p><p>　　4.1 主要原輔材料及來(lái)源</p><p>　　4.1.1 鋰輝石精礦（Li2O·Al2O3·4SiO2）</p><p>　　鋰輝石精礦是本項(xiàng)目的主要原料，我國(guó)江西、四川等地均蘊(yùn)藏有較為豐富的鋰輝石石。江西寧都縣河源鋰輝石礦山，其鋰輝石礦石儲(chǔ)量C+D級(jí)159.3萬(wàn)噸，其中C級(jí)31.3萬(wàn)噸。Li2O金屬量C+D級(jí)179

97、75噸，C級(jí)3731噸。以年產(chǎn)鋰輝石精礦10萬(wàn)噸，可連續(xù)開(kāi)采100年以上。同時(shí)，四川馬爾康、金川、康定也建有生產(chǎn)能力大于3.0萬(wàn)噸/年鋰輝石精礦的礦山，澳大利亞每年也出口到我國(guó)5.0萬(wàn)噸/年的鋰輝石精礦（品位Li2O均大于5.5%）。因此，本項(xiàng)目具有較為豐富的鋰礦資源和供應(yīng)。</p><p>　　4.1.2 純堿（Na2CO3）</p><p>　　工業(yè)級(jí)純堿（Na2CO3）是本項(xiàng)目生產(chǎn)

98、的另一個(gè)主要原料，也是一種常見(jiàn)的化工基本原料。我國(guó)上海、山東、江蘇、江西、四川、吉林等地均建有眾多的純堿廠，全國(guó)年生產(chǎn)能力在500萬(wàn)噸以上。本項(xiàng)目年僅需幾千噸，其供應(yīng)十分豐富。</p><p><b>　　4.1.3 燃料</b></p><p>　　本項(xiàng)目所需燃料為煤，一種為較高品質(zhì)的轉(zhuǎn)型用精煤，另一種為普通的供鍋爐使用的燃煤。前者要求煤的發(fā)熱值為6000～700

99、0kcal/kg，后者為4000～6000kcal/kg。江西省屬產(chǎn)煤大省，鄰近的湖南省煤資源也極為豐富，可完全滿足本項(xiàng)目對(duì)煤的供應(yīng)。</p><p>　　4.1.4 石灰石及石灰</p><p>　　本項(xiàng)目需用一定量的石灰石（CaCO3）和石灰（CaO），這是一種極為普遍的化工原料.江西本地均有大量的石灰廠，可完全滿足本項(xiàng)目的需要。</p><p>　　4.1.

100、5 其它助劑</p><p>　　本項(xiàng)目使用少量的助劑、混凝等，屬有機(jī)精細(xì)化工產(chǎn)品。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠家眾多，江西、湖南等化工市場(chǎng)俱有銷售，可直接購(gòu)買。</p><p>　　4.2 消耗定額及年耗量</p><p>　　表 5 原輔材料、燃料消耗定額及年耗量</p><p><b>　　4.3 動(dòng)力供應(yīng)</b></

101、p><p><b>　　4.3.1 供水</b></p><p><b>　　Ⅰ 用水的種類</b></p><p>　　用水系統(tǒng)大致可以分為：直流用水系統(tǒng)與循環(huán)用水系統(tǒng)，以及連續(xù)用水系統(tǒng)等。本工程采用的是循環(huán)用水系統(tǒng)。</p><p>　　水的性質(zhì)，依照夾雜物質(zhì)的特點(diǎn)不同而改變。</p>

102、<p>　　水的物理性質(zhì)：混濁度、色度以及溫度。</p><p>　　水的化學(xué)性質(zhì)：硬度、所溶解鹽類的種類和數(shù)量。</p><p>　　工業(yè)用水的分類：（1）新水：溫度不超過(guò)20～26℃，硬度不超過(guò)8～10°，壓力為0.25～0.3MPa；（2）凈環(huán)水：水溫為30～33℃，常用壓力為0.25～0.3MPa；（3）濁環(huán)水：水溫為33～35℃，常用壓力為0.25～0.3

103、MPa；（4）軟水：硬度小于8°的水；（5）軟化水：指將水中的硬度降到一定程度的水，一般為 0.1°～5°;(6)除鹽水：將水中容易去除的強(qiáng)點(diǎn)介質(zhì)降低到一定程度的水，其含鹽量一般為1～5mg/l，電阻率0.1～1.0×104Ω·m(25℃)；（7）純水：又稱去離子水，含鹽量1mg/l；（8）高純水：含鹽量0.1mg/l。</p><p>　　水的硬度分類：8

104、76;以下的水為軟水；8°～16°為稍硬水；16°～18°為硬水，工廠一般都用軟水。</p><p>　　車間用水壓力：一般槽內(nèi)清洗時(shí)要求水壓不低于0.02MPa；噴洗為0.1MPa～0.3MPa；設(shè)備冷卻水壓為0.2MPa左右。</p><p>　　車間用水溫度：冷水清洗無(wú)特殊要求，常溫即可。熱水清洗一般要求50℃～90℃。</p>

105、<p><b>　?、?用水管網(wǎng)</b></p><p><b>　　1．給水管材 </b></p><p>　　應(yīng)根據(jù)各工段對(duì)管段的腐蝕程度來(lái)選用不同的給水管材。在電鍍工段內(nèi)常用的給水管材有鍍鋅鋼管和鑄鐵管；而酸洗工段內(nèi)的給水管宜采用塑料管；除鹽水的輸送管亦應(yīng)采用塑料管。車間給水的進(jìn)戶管道通常采用給水鑄鐵管。 </p>

106、<p><b>　　2．給水管道的布置</b></p><p>　　給水管應(yīng)沿墻、柱、槽或槽后明設(shè)。一般與動(dòng)力管道統(tǒng)一敷設(shè)，放在排水管、冷凍管的上面，蒸汽管的下面。管道穿地坪時(shí)應(yīng)設(shè)導(dǎo)管。在車間給水引入管上應(yīng)裝設(shè)水表，必要時(shí)，也可按工段或處理生產(chǎn)線分段安裝水表，以利管理和節(jié)約用水。鍍槽夾套冷卻給水管上應(yīng)裝絕緣接頭，以防漏電。 </p><p><b>

107、;　　3．管道防腐 </b></p><p>　　給水埋地管道的外壁，應(yīng)采取防腐蝕措施，如刷瀝青、防腐漆等。含有腐蝕性氣體房間內(nèi)的給水管道及其配件，應(yīng)在管道外壁刷防腐漆(酚醛樹(shù)脂漆、環(huán)氧樹(shù)脂漆或過(guò)氯乙烯防腐漆)或采用其他防腐措施。由于電鍍車間環(huán)境溫度變化大、濕度高，一般防腐層易脫落，故須在管外包幾層玻璃布、塑料布或其他物質(zhì)，不僅延長(zhǎng)了防腐層壽命，且起到絕緣、隔熱和防結(jié)露滴水的作用。</p>

108、<p>　　水源一般分為地下水和露天水源。</p><p><b>　　地下水</b></p><p>　　采用地下水可設(shè)置鉆井，用水泵將水抽出，供工廠用水。</p><p><b>　　露天水源</b></p><p>　　露天水源指江、河、湖、海、水庫(kù)而言，對(duì)含有夾雜物質(zhì)的水，要加

109、以凈化，沉淀，過(guò)濾或化學(xué)處理。</p><p>　　選擇水源時(shí)，要做周密的調(diào)查研究，并且詳細(xì)比較各種水源在技術(shù)要求上的可能性及經(jīng)濟(jì)上的合理性。</p><p>　　地下水一般具有水質(zhì)好、水溫低、投資少、建設(shè)快，供水安全的優(yōu)點(diǎn)，所以考慮采用。</p><p>　　4.3.2全年用水量的計(jì)算</p><p>　　按設(shè)備的用水量，分別算出車間的平均

110、總耗水量和最大總耗水量：</p><p>　　式中：Q平均為車間小時(shí)平均總耗水量(m3／h)；Q最大為車間小時(shí)最大總耗水量(m3／h)；K1為設(shè)備同時(shí)使用系數(shù)，一般采用0．7～0．9；K2為設(shè)備同時(shí)換水系數(shù)，一般采用0．8～0．9；Q1為各用水設(shè)備小時(shí)平均耗水量之和(m3／h)；Q2為各用水設(shè)備小時(shí)最大耗水量之和(m3／h)。</p><p>　　由車間的小時(shí)平均總耗水量，根據(jù)生產(chǎn)班次算出

111、車間的晝夜耗水量；而小時(shí)最大耗水量則作為車間管道計(jì)算的依據(jù)。 </p><p>　　由小時(shí)最大耗水量確定系統(tǒng)中各管段的管徑時(shí)，其在管道中的流速不宜大于2.0m／s，一般采用1.0m／s左右；同時(shí)應(yīng)該核算通過(guò)各段的設(shè)計(jì)秒流量所造成的水頭損失值；一般選擇管網(wǎng)中若干最不利處的用水點(diǎn)進(jìn)行核算，以保證最不利點(diǎn)所需之水壓。 </p><p>　　單位長(zhǎng)度水頭損失計(jì)算公式如下： </p>

112、<p>　　當(dāng)V<1.2m／s時(shí)：</p><p>　　當(dāng)V≥1.2m／s時(shí)：</p><p>　　式中：i為管道單位長(zhǎng)度的水頭損失(kPa／m)；v為管道內(nèi)的平均水流速度(m／s)；dj為管道計(jì)算內(nèi)徑(m)。</p><p>　　本工程采用一次水和循環(huán)用水相結(jié)合方案，水源來(lái)自工業(yè)園的自來(lái)水管網(wǎng)。</p><p>　　一次水：

113、設(shè)計(jì)水溫18℃，平均供水量170m3/h，最大供水量377 m3/h。</p><p>　　循環(huán)水：設(shè)計(jì)水溫≤32℃，水量500m3/h</p><p>　　水壓：0.2—0.3Mpa</p><p>　　水質(zhì)：濁度≤20mg/l</p><p><b>　　4.3.3 供汽</b></p><p&

114、gt;　　廠區(qū)用汽由鍋爐房供給，其蒸發(fā)量6t/h，蒸汽壓力1.25Mpa，蒸汽溫度170℃。鍋爐房按設(shè)備對(duì)蒸汽的要求，可降壓運(yùn)行送至各車間使用。</p><p><b>　　4.3.4 供電</b></p><p>　　電源由工業(yè)園高壓線供給，電壓10KV，直接到廠。</p><p><b>　　4.3.5供熱</b>&

115、lt;/p><p>　　生產(chǎn)和生活的供熱包括采暖和熱水供應(yīng)兩個(gè)方面，根據(jù)地區(qū)氣象條件，生產(chǎn)工藝的特點(diǎn)以及建筑等級(jí)等因素決定。</p><p>　　采暖系統(tǒng)由產(chǎn)熱設(shè)備、輸熱設(shè)備和散熱設(shè)備組成。采暖系統(tǒng)主要分為兩大類：局部采暖系統(tǒng)和集中采暖系統(tǒng)。</p><p>　　一般采用集中采暖系統(tǒng)。集中采暖系統(tǒng)按帶熱體的性質(zhì)可分為：熱水采暖系統(tǒng)、蒸氣采暖系統(tǒng)和熱風(fēng)采暖系統(tǒng)。</