【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂辉石提锂，具体涉及一种高效节能的锂辉石焙烧转型系统及方法。
技术介绍
1、锂作为一种新型能源和战略性资源，是现代工业发展不可或缺的原材料，被广泛用于新能源汽车的动力电池、航空航天、核工业等领域。
2、锂主要从锂辉石、锂云母以及盐湖中提取，但相较于锂辉石，锂云母的品位较低，提取成本较高，以及我国盐湖中镁锂比高、镁锂离子半径接近、不易分离等因素，导致我国主要从锂辉石中提锂。
3、锂辉石有α、β及γ三种晶型，天然的α型锂辉石加热至950-1150℃，会转变成β型锂辉石，在更高的温度下β型锂辉石会转变成γ型锂辉石。α型锂辉石为单斜晶系，结构致密，化学惰性大，除氢氟酸外几乎不与各种酸、碱反应，所以不宜直接提锂；β型锂辉石为四方晶型，结构疏松，能与酸碱反应，适于锂的提取。
4、基于锂辉石的特性，el lestad等提出了硫酸焙烧法提锂工艺，即α型锂辉石经950-1150℃高温焙烧转型，β型锂辉石与硫酸混合后在250-300℃下焙烧，以使β型锂辉石与硫酸发生置换反应，生成可溶性硫酸锂，焙砂经水浸出获得硫酸锂溶液，该溶液经除杂+蒸发浓缩+沉锂工艺可得到碳酸锂产品。
5、因此，α型锂辉石锂辉石的晶型转变焙烧工艺是整个提锂工艺的基础，晶型转换焙烧的质量好坏直接影响锂的回收率，同时锂辉石转型焙烧的能耗占整个提锂工艺的比值最大，是降低生产成本的关键。
6、目前，工业上普遍采用回转窑进行锂辉石转型焙烧，该焙烧工艺主要存在如下缺点：
7、(1)回转窑采用煤粉、天然气作能
8、(2)回转窑内传热性差(辐射传热)，焙烧时间长，温控难度大，生产能力低，成品能耗高，设备占地大、设备投资高，生产成本高。
9、(3)由于回转窑高温焙烧传热性差，焙烧转型物料会出现局部的硬性烧结块，易结窑皮或生产大块，增加后续粉磨系统电耗。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术旨在提供一种高效节能的锂辉石焙烧转型系统及方法，降低锂辉石回转窑焙烧转型时天然气、煤炭或电等能源的消耗量，同时加快反应速率，提升产能。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种高效节能的锂辉石焙烧转型系统，包括悬浮焙烧炉；
4、所述悬浮焙烧炉包括锂辉石喷管、硫磺粉喷管、风帽、布风室和炉壳；所述锂辉石喷管和硫磺粉喷管的一端均连通于所述炉壳的内部；所述布风室设于所述炉壳的内部的下部，所述布风室内部中空，其底部设有与布风室外部连通的进风口，其顶部均匀设有多个风帽；所述锂辉石喷管和硫磺粉喷管的一端的位置高于所述布风室的位置。
5、进一步地，上述系统还包括有预热器一和预热器二，所述预热器一的出料口连通于所述预热器二的进料口，所述预热器二的出料口连通于所述锂辉石喷管的另一端。
6、进一步地，上述系统还还包括有球磨机，所述球磨机连通于所述预热器一的进料口。
7、更进一步地，所述炉壳的焙烧烟气出口连接于预热器二的换热气入口，预热器二的换热气出口连接于预热器一的换热气入口，预热器一的换热气出口连接于所述布袋收尘器的进气口，布袋收尘器的出尘口连通于所述布袋收尘料仓，布袋收尘器的出气口连接于高温风机。
8、进一步地，上述系统还包括有冷却器一和冷却器二，所述炉壳的出料口连通于所述冷却器一的入料口，所述冷却一的出料口连通于所述冷却器二的入料口。
9、更进一步地，所述冷却器二的换热气入口连接于所述压缩风机，所述冷却器二的换热气出口连接于所述冷却器一的换热气入口，所述冷却器一的换热气出口连接于布风室的进风口。
10、本专利技术还提供一种利用上述系统的锂辉石焙烧转型方法，具体过程如下：
11、α型锂辉石通过锂辉石喷管射流喷入悬浮焙烧炉的炉壳中，同时由硫磺粉喷管喷入硫磺粉，并向布风室的进风口通入压缩空气、压缩富氧空气或压缩氧气，压缩空气、压缩富氧空气或压缩氧气由布风室经风帽喷出，使α型锂辉石和硫磺粉混匀，并呈流化态焙烧，转型焙烧得到β型锂辉石；
12、焙烧温度为950-1150℃，所述焙烧温度通过α型锂辉石与硫磺粉的重量比进行控制，α型锂辉石与硫磺粉的重量比为1:0.7-2；焙烧时间为10-600s。
13、进一步地，α型锂辉石进入悬浮焙烧炉前，先经球磨机球磨至-74μm粒级占比≧85％，然后依次经过预热器一和预热器二进行干燥及预热；焙烧烟气依次经过预热器二和预热器一，与预热器一和预热器二中的α型锂辉石进行热交换，实现α型锂辉石的预热，完成热交换后的烟气在高温风机的作用下进入布袋除尘器回收烟尘，收尘后的烟气送往制酸工序，以回收so2，制得的浓硫酸用于硫酸焙烧法提锂和/或外售。
14、进一步地，转型焙烧得到的β型锂辉石依次经过冷却器一和冷却器二与压缩空气、压缩富氧空气或压缩氧气进行换热冷却，而压缩空气、压缩富氧空气或压缩氧气与β型锂辉石换热后升温，从布风室的进风口进入悬浮焙烧炉中焙烧；冷却后的β型锂辉石用于硫酸焙烧法提锂。
15、进一步地，α型锂辉石的含水率≤5％。
16、本专利技术的有益效果在于：
17、(1)本专利技术提出α型锂辉石配入硫磺进行悬浮焙烧的转型方案，利用硫磺氧化放热实现α型锂辉石的高温转型，避免天然气、煤炭、电等燃料的消耗。
18、(2)本专利技术的锂辉石悬浮焙烧转型系统中，通过改进的悬浮焙烧炉进行α型锂辉石的转型焙烧，具有反应时间短、处理量大等优点。
19、(3)本专利技术的锂辉石悬浮焙烧转型系统，可充分利用焙砂(β型锂辉石)和烟气所携带的热量，分别实现压缩空气/富氧空气/氧气及α型锂辉石的预热。
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1.一种高效节能的锂辉石焙烧转型系统，其特征在于，包括悬浮焙烧炉；
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括有预热器一和预热器二，所述预热器一的出料口连通于所述预热器二的进料口，所述预热器二的出料口连通于所述锂辉石喷管的另一端。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，还包括有球磨机，所述球磨机连通于所述预热器一的进料口。
4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述炉壳的焙烧烟气出口连接于预热器二的换热气入口，预热器二的换热气出口连接于预热器一的换热气入口，预热器一的换热气出口连接于所述布袋收尘器的进气口，布袋收尘器的出尘口连通于所述布袋收尘料仓，布袋收尘器的出气口连接于高温风机。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括有冷却器一和冷却器二，所述炉壳的出料口连通于所述冷却器一的入料口，所述冷却一的出料口连通于所述冷却器二的入料口。
6.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述冷却器二的换热气入口连接于所述压缩风机，所述冷却器二的换热气出口连接于所述冷却器一的换热气入口，所述冷却器一的换热气出口连
7.一种利用实施例1-6任一所述系统的锂辉石焙烧转型方法，其特征在于，具体过程如下：
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，α型锂辉石进入悬浮焙烧炉前，先经球磨机球磨至-74μm粒级占比≧85％，然后依次经过预热器一和预热器二进行干燥及预热；焙烧烟气依次经过预热器二和预热器一，与预热器一和预热器二中的α型锂辉石进行热交换，实现α型锂辉石的预热，完成热交换后的烟气在高温风机的作用下进入布袋除尘器回收烟尘，收尘后的烟气送往制酸工序，以回收SO2，制得的浓硫酸用于硫酸焙烧法提锂和/或外售。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，转型焙烧得到的β型锂辉石依次经过冷却器一和冷却器二与压缩空气、压缩富氧空气或压缩氧气进行换热冷却，而压缩空气、压缩富氧空气或压缩氧气与β型锂辉石换热后升温，从布风室的进风口进入悬浮焙烧炉中焙烧；冷却后的β型锂辉石用于硫酸焙烧法提锂。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，α型锂辉石的含水率≤5％。
...【技术特征摘要】
1.一种高效节能的锂辉石焙烧转型系统，其特征在于，包括悬浮焙烧炉；
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括有预热器一和预热器二，所述预热器一的出料口连通于所述预热器二的进料口，所述预热器二的出料口连通于所述锂辉石喷管的另一端。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，还包括有球磨机，所述球磨机连通于所述预热器一的进料口。
4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述炉壳的焙烧烟气出口连接于预热器二的换热气入口，预热器二的换热气出口连接于预热器一的换热气入口，预热器一的换热气出口连接于所述布袋收尘器的进气口，布袋收尘器的出尘口连通于所述布袋收尘料仓，布袋收尘器的出气口连接于高温风机。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括有冷却器一和冷却器二，所述炉壳的出料口连通于所述冷却器一的入料口，所述冷却一的出料口连通于所述冷却器二的入料口。
6.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述冷却器二的换热气入口连接于所述压缩风机，所述冷却器二的换热气出口连接于所述冷却器...
【专利技术属性】
技术研发人员：王乾坤，吴星琳，谢洪珍，石瑀，王俊娥，薛祥，
申请(专利权)人：紫金矿业集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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