锂盐制备装置及制备方法与流程

1.本公开涉及新能源技术领域，具体而言，涉及一种锂盐制备装置及制备方法。


背景技术：

2.金属锂作为一种用于新能源领域的金属材料，其制备工艺备受关注。锂盐作为金属锂制备的上游产品，由于其制备方法易实现，且具备更广泛的用途，通常通过制备锂盐实现对金属锂的制备。
3.根据原料的不同，锂盐可以通过盐湖卤水提取法和矿石提取法制备。其中，矿石提取法采用锂辉石或锂云母等原矿进行锂盐的提取，但由于原材料晶体结构以及组分等的不同，对于应用不同原材料制备锂盐需要使用不同的方法以及设备，导致一种锂盐制备装置只能适用于单一原材料，并不具备通用性。
4.需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。


技术实现要素：

5.有鉴于此，提供一种锂盐制备装置及制备方法，该装置通过将多个机构进行结合，可以使得装置适用于多种原料以制备锂盐，该装置具备通用性，且该装置中的冷却干燥机构既可实现冷却功能，又可实现干燥功能，集合了多种功能，适用于多种原料以制备锂盐。
6.本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。
7.根据本公开的一个方面，提供了一种锂盐制备装置，该装置包括：
8.第一喂料部；
9.第一处理机构，所述第一喂料部与所述第一处理机构的入口连接，第一物料通过所述第一喂料部进入所述第一处理机构内，所述第一处理机构用于对所述第一物料进行焙烧、冷却以及研磨处理，以使所述第一物料转化为第一物质；
10.第一焙烧窑，所述第一焙烧窑的入口与所述第一处理机构的出口连接，所述第一焙烧窑用于对所述第一物质进行酸化处理；
11.冷却干燥机构，所述冷却干燥机构的入口与所述第一焙烧窑的出口连接，所述冷却干燥机构用于对所述第一物质进行冷却；
12.第二喂料部，所述第二喂料部与所述冷却干燥机构的入口连接，第二物料通过所述第二喂料部进入所述冷却干燥机构内，所述冷却干燥机构用于对所述第二物料进行干燥处理；
13.辅盐机构，所述辅盐机构的入口与所述冷却干燥机构的出口连接，所述辅盐机构用于提供辅盐，所述第二物料与所述辅盐混合，以形成混合物料，所述混合物料通过所述第一喂料部进入所述第一处理机构内进行盐化处理。
14.在本公开的一些实施例中，基于前述方案，所述冷却干燥机构包括主体部、冷却部
和干燥部，所述主体部为腔体结构，所述主体部具有入口和出口，所述冷却部环绕所述主体部的外壁设置，所述干燥部连接于所述主体部的入口，所述干燥部用于将传热介质输送至所述主体部内部。
15.在本公开的一些实施例中，基于前述方案，所述冷却部包括供应管道和回收管道，所述主体部的外壁上套设有夹套，所述夹套上设置有多个喷头，多个所述喷头连接于所述供应管道，冷却介质通过所述供应管道和多个所述喷头喷淋至所述主体部的外壁上；所述夹套连接于所述回收管道上，所述回收管道用于回收所述冷却介质。
16.在本公开的一些实施例中，基于前述方案，所述冷却干燥机构还包括净化部，所述净化部的入口连接于所述主体部的出口，所述净化部的出口与所述辅盐机构的入口连接，所述净化部用于净化所述第二物料。
17.在本公开的一些实施例中，基于前述方案，所述装置还包括水浸机构，所述水浸机构分别与所述冷却干燥机构的出口、所述第一处理机构的出口连接，所述混合物料通过所述第一处理机构进入所述水浸机构，所述第一物质通过所述冷却干燥机构进入所述水浸机构，所述水浸机构用于对所述混合物料或所述第一物质进行提纯，以形成锂盐。
18.在本公开的一些实施例中，基于前述方案，所述第一处理机构包括依次连接的第二焙烧窑、冷却机构和研磨机构，所述第二焙烧窑用于对所述第一物料或所述混合物料进行焙烧，所述冷却机构用于对所述第一物料或所述混合物料进行冷却，所述研磨机构用于对所述第一物料或所述混合物料进行研磨处理。
19.根据本公开的另一个方面，提供了一种锂盐制备方法，应用上述锂盐制备装置，该方法包括：
20.所述第一物料通过所述第一喂料部进入所述第一处理机构内，所述第一处理机构对所述第一物料进行焙烧、冷却以及研磨处理，以使所述第一物料转化为所述第一物质；
21.运用所述第一焙烧窑对所述第一物质进行酸化处理；
22.酸化后的所述第一物质进入所述冷却干燥机构，以对所述第一物质进行冷却。
23.在本公开的一些实施例中，基于前述方案，对所述第一物质进行酸化处理之后，所述方法还包括：
24.使所述第一物质进入水浸机构，通过所述水浸机构对所述第一物质进行提纯处理，以形成锂盐。
25.根据本公开的另一个方面，提供了一种锂盐制备方法，应用上述锂盐制备装置，该制备方法包括：
26.所述第二物料通过所述第二喂料部进入所述冷却干燥机构，对所述第二物料进行干燥处理；
27.所述第二物料进入所述辅盐机构内，所述第二物料与所述辅盐机构内的辅盐进行混合，以形成所述混合物料；
28.所述混合物料通过所述第一喂料部进入所述第一处理机构内，所述第一处理机构对所述混合物料进行焙烧、冷却以及研磨处理。
29.在本公开的一些实施例中，基于前述方案，对所述混合物质进行酸化处理之后，所述方法还包括：
30.使所述混合物料进入水浸机构内，通过所述水浸机构对所述混合物质进行提纯处
等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。
43.在相关技术中，金属锂冶炼方法主要分为两类：盐湖卤水提取法和矿石提取法制备。其中，从盐湖卤水提取锂盐的过程中，通过使卤水中的锂富集，可得到单水氢氧化锂、碳酸锂、硫酸锂等锂盐产品，但由于盐湖卤水中锂离子的低分布率等特点，导致盐湖卤水提取法提取锂盐的难度较大。其中，矿石提取法是通过对含锂矿石进行火法或湿法处理，以获取锂盐，锂矿石可以是锂辉石、锂云母、锂长石或锂瓷石等，对锂矿石进行处理，以破坏其原有脉石结构，使锂矿石中的氧化锂(li2o)以可溶形式溶解出来，可以提取如单水氢氧化锂、碳酸锂、硫酸锂等形式的锂盐。
44.目前，锂辉石提取锂盐主要采用硫酸法，锂辉石经过高温焙烧转型后与硫酸反应，转化为硫酸锂后进入浸出调浆工序，进一步分离得到锂盐。锂云母提锂盐主要采用硫酸盐法，锂云母烘干后与硫酸盐配合，经过高温煅烧，转化为硫酸锂后进入浸出调浆工序，进一步分离得到锂盐。由于不同的锂矿石提取锂盐的工艺步骤的不同，使得现有制备设备仅能针对单一的锂矿石进行锂盐的提取，一种装置只能对应于一种原料，装置不具备通用性，利用率低。
45.基于此，本公开实施方式提供了一种锂盐制备装置，如图1所示，该装置包括：第一喂料部101、第一处理机构200、第一焙烧窑300、冷却干燥机构400、第二喂料部102和辅盐机构500。
46.其中，第一喂料部101与第一处理机构200的入口连接，第一物料通过第一喂料部101进入第一处理机构200内，第一处理机构200用于对第一物料进行焙烧、冷却以及研磨处理，以使第一物料转化为第一物质；第一焙烧窑300的入口与第一处理机构200的出口连接，第一焙烧窑300用于对第一物质进行酸化处理；冷却干燥机构400的入口与第一焙烧窑300的出口连接，冷却干燥机构400用于对第一物质进行冷却；第二喂料部102与冷却干燥机构400的入口连接，第二物料通过第二喂料部102进入冷却干燥机构400内，冷却干燥机构400用于对第二物料进行干燥处理；辅盐机构500的入口与冷却干燥机构400的出口连接，辅盐机构500用于提供辅盐，第二物料与辅盐混合，以形成混合物料，混合物料通过第一喂料部101进入第一处理机构200内进行盐化处理。
47.本公开提供的锂盐制备装置，该装置包括第一喂料部101、第一处理机构200、第一焙烧窑300、冷却干燥机构400、第二喂料部102和辅盐机构500，通过上述多个机构之间的相互配合，可以使得该装置既适用于通过第一物料制备锂盐，又适用于通过第二物料制备锂盐，此装置适用于多种原料，具备通用性，装置里利用率高；装置中的冷却干燥机构400集合了冷却功能和干燥功能，既能对物料进行冷却，又能对物料进行干燥，进而提高的了装置的集成度。
48.下面将结合附图对本公开实施例提供的锂盐制备装置的各个部分进行详细说明：
49.本公开提供的制备装置包括第一喂料部101，如图1所示，第一喂料部101可以为喂料仓，第一物料通过第一喂料部101进入装置内部。第一喂料部101的入口可以连接有喂料器，喂料器为第一喂料部101提供锂矿石原料。当然，第一喂料部101的具体结构可以根据实际设计需求进行适用性调整，本公开不做具体限定。
50.本公开提供的制备装置包括第二喂料部102，如图1所示，第二喂料部102可以为喂料仓，第二物料通过第二喂料部102进入装置内部。第二喂料部102的入口可以连接有喂料
器，喂料器为第二喂料部102提供锂矿石原料，在本公开中，第二物料可以为锂云母，在第二物料由喂料器进入第二喂料部102后。当然，第二喂料部102的具体结构可以根据实际设计需求进行适用性调整，本公开不做具体限定。
51.需要说明的是，本公开所提供的锂矿石可以是锂辉石、锂云母、锂长石、锂瓷石等用于提取锂盐的原矿或者精矿，当然，也可以使其它含有锂元素的矿石，本公开不做具体限定。
52.本公开提供的制备装置包括第一处理机构200，如图1所示，第一处理机构200的入口与第一喂料机构连接。第一处理机构200包括依次连接的第二焙烧窑201、冷却机构202和研磨机构203。
53.其中，第二焙烧窑201的入口与第一喂料部101连接，第二焙烧窑201可以为高温焙烧窑，物料在其内部可进行加热、焙烧。第二焙烧窑201可以是内热式回转窑，其热源可以是天然气，在第二焙烧窑201的出口处可连接有热风炉或者燃烧器，通过热风炉或燃烧器产生高温烟气，使得高温烟气进入第二焙烧窑201的内部，第二焙烧窑201内部的物料通过与高温烟气进行换热，以加热物料。例如，锂辉石在第二焙烧窑201内焙烧，其由α型锂辉石转变为β型锂辉石，以对锂辉石进行预处理；混合有锂云母的混合物料在第二焙烧窑201内可进行盐化反应，以对锂云母形成锂盐进行盐化处理。
54.在本公开提供的具体实施例中，在第二焙烧窑201内，第一物料(如锂辉石)在第二焙烧窑201内进行焙烧，第一物料的温度提升至1050℃(摄氏度)～1100℃(摄氏度)，例如，可以是1050℃(摄氏度)或1100℃(摄氏度)，第一物料在第二焙烧窑201内焙烧至少30min(分钟)以上，以使第一物料进行转型，例如，可以由α型转为β型。
55.在本公开提供的具体实施例中，在第二焙烧窑201内，混合物料(如锂云母混合物)在第二焙烧窑201内进行焙烧，混合物料的温度提升至850℃(摄氏度)～950℃(摄氏度)，例如，可以是850℃(摄氏度)、870℃(摄氏度)、890℃(摄氏度)、910℃(摄氏度)、930℃(摄氏度)或950℃(摄氏度)，混合物料在第二焙烧窑201内焙烧至少30min(分钟)以上，例如，混合物料可以在第二焙烧窑201内焙烧30min(分钟)～35min(分钟)，以使混合物料进行盐化反应。
56.其中，冷却机构202的入口与第二焙烧窑201的出口连接，冷却机构202用于对从第二焙烧窑201内输出的第一物料或者混合物料进行冷却。冷却机构202可以是篦冷机或余热锅炉等用于冷却的设备。第一物料或者混合物料进入冷却机构202前，通常具有较高的温度，为了为后续处理做准备，需要对第一物料或混合物料进行冷却。以冷却机构202为篦冷机为例，当物料由第二焙烧窑201进入冷却机构202后，物料从冷却机构202的入口卸落在篦冷机的篦床上，在篦床连接有篦板，在往复推动篦板后，物料在篦床上均匀且呈一定厚度分布，冷却介质(如冷风)从篦床底部吹向篦床，渗透至物料内部，对高温物料进行降温，而冷却介质由于带有物料内部的热量而升温。
57.在本公开提供的具体实施例中，当第一物料进入冷却机构202后，第一物料具有较高温度，如900℃(摄氏度)～1100℃(摄氏度)，在冷却机构202中，需要对第一物料进行降温冷却，例如，可以将第一物料冷却至100℃(摄氏度)以下，以为后续对第一物料的处理提供温度条件。在本公开提供的具体实施例中，当混合物料进入冷却机构202后，混合物料具有较高温度，如850℃(摄氏度)～950℃(摄氏度)，在冷却机构202中，需要对第一物料进行降
温冷却，例如，可以将第一物料冷却至100℃(摄氏度)以下，以为后续对混合物料的处理提供温度条件。
58.冷却机构202还包括热量回收部，热量回收部可以回收冷却机构202中的热量。热量回收部可以连接第二焙烧窑201，由于冷却介质带走了物料内部的热量而升温，形成高温热介质(如热风)，高温介质可以通过热量回收部输送至第二焙烧窑201内，以对第二焙烧窑201内的物料进行加热。例如，热量回收部可以为管道，其一端连接冷却装置的高温热介质形成位置，其另一端连接第二焙烧窑201的出口位置处。热量回收部可实现热量的循环利用，提高了装置的热效率，从而降低了装置整体的能耗。
59.其中，研磨机构203的入口与冷却机构202的出口连接，研磨机构203用于对第一物料或混合物料进行研磨，以细化第一物料或者混合物料。研磨机构203可以是球磨机或立磨机等粉磨设备。第一物料或混合物料进入研磨机构203后，可对物料内的颗粒进行进一步粉碎及细化，例如，经过研磨机构203研磨后的物料的粒度达到200目左右，研磨机构203对物料的研磨程度可以根据实际需求以及研磨设备的实际结构确定，本公开不做具体限定，但应该理解的是，本公开所提供的研磨机构203可将物料研磨至任意粒度。
60.本公开提供的制备装置包括第一焙烧窑300，如图1所示，第一焙烧窑300的入口与第一处理机构200的出口连接，第一焙烧窑300用于对第一物质进行酸化焙烧处理。其中，第一物质为第一处理机构200处理后的第一物料，具体的，第一物质可以为β型锂辉石。第一焙烧窑300可以为酸化焙烧窑，第一物质进入第一焙烧窑300后进行酸化处理。
61.在本公开提供的具体实施例中，在研磨机构203和第一焙烧窑300之间还可以设置有混酸机，第一物质可经由混酸机进行两级混酸处理后进入第一焙烧窑300内，例如，第一物质可与98％的浓硫酸按质量比为4:1，经过两次混合后进入第一焙烧窑300内，并将第一焙烧窑300的第一物质加热至250℃，以使得第一物质在第一焙烧窑300内发生酸化反应。其中，对第一物质进行加热可采用外热式加热方式，即热源在第一焙烧窑300的外部，以加热第一焙烧窑300以及位于第一焙烧窑300内的第一物质。上述实施例中的第一物质的酸化率可达到98.5％以上。
62.本公开提供的制备装置包括冷却干燥机构400，如图1所示，结合图2，冷却干燥机构400的入口与第一焙烧窑300的出口连接，且冷却干燥机构400的入口还连接于第二喂料部102，冷却干燥机构400可分别对第一物质进行冷却处理，或对第二物料进行干燥处理。其中，冷却干燥机构400对第一物质进行冷却处理包括：第一物质经由第一焙烧窑300酸化处理后进入冷却干燥机构400，由于第一物质具有较高的温度，为了适用于后续的处理，需要对第一物质进行冷却处理，因此，冷却干燥机构400对第一物质进行冷却降温。其中，冷却干燥机构400对第二物料进行干燥处理包括：第一物料经由第二喂料部102后进入冷却干燥机构400，由于第二物料具有一定的湿度，为了适用于后续的处理，需要对第二物料进行干燥处理，因此，冷却干燥机构400对第二物料进行干燥。
63.其中，如图2所示，冷却干燥机构400包括主体部401、冷却部402和干燥部403，主体部401为腔体结构，主体部401具有入口和出口，冷却部402环绕主体部401的外壁设置，干燥部403连接于主体部401的入口，干燥部403用于将传热介质输送至主体部401内部。
64.主体部401具有入口和出口，主体部401的入口连接于第一焙烧窑300和第二喂料部102，第一物质或第二物料可以通过主体部401的入口进入主体部401的腔体内部。冷却部
402包括供应管道4021和回收管道4022，在主体部401的外壁上设置有夹套4011，夹套4011上设置有多个喷头4012，多个喷头4012连接于供应管道4021，冷却介质通过供应管道4021和多个喷头4012喷淋至主体部401的外壁上，夹套4011连接于回收管道4022上，回收管道4022用于回收冷却介质。在本公开中，供应管道4021可通过可设置在主体部401的上方，供应管道4021可连接于夹套4011上，并将冷却介质通入夹套4011内，冷却介质通过多个喷头4012作用于主体部401的外壁上，以冷却主体部401。回收管道4022可设置在主体部401的下方，回收管道4022可连接于夹套4011上，冷却介质冷却主体部401后，通过回收管道4022将热量排出。
65.在本公开提供的具体实施例中，第一物质可以是酸化后的锂辉石，第一物质进入冷却干燥机构的主体部401内部，其温度可以为250℃，通过冷却部402对主体部401内的第一物质进行冷却，可使第一物质的温度降至60℃。当然，上述温度仅为示例性示出，在实际制备过程中，第一物质的温度可以根据实际制备需求进行设定，本公开不做具体限定。
66.冷却介质可以纯水、盐水、乙醇基冷却液、碳酸盐基冷却液等中的任一种或多种。由于纯水具有环保、经济性好且循环性的特点，通常冷却介质选用冷却水。
67.冷却干燥机构400包括干燥部403，干燥部403与主体部401的入口连接，干燥部403用于将传热介质输送至主体部401内部，且干燥部403用于对第二物料进行干燥。由于主体部401的入口连接有第二喂料部102，第二物料通过第二喂料部102进入冷却干燥机构400，由于第二物料具备一定的湿度，需要对第二物料进行干燥处理。在本公开中，第二物料进入主体部401的内部后，通过干燥部403对主体部401输送传热介质，通过传热介质对第二物料进行加热烘干。
68.干燥部403可以是热风炉，热风炉的一端连接于主体部401的入口上，另一端连接在鼓风机上，通过鼓风机将热风炉中的传热介质传输至主体部401内部，主体部401内的物料通过传热介质的加热，达到烘干的目的。其中，传热介质可以为高温烟气。
69.在本公开提供的具体实施例中，第二物料可以是锂云母，锂云母通过第二喂料部102进入冷却干燥机构400的主体部401内部，与主体部401连接的热风炉内的高温烟气输送至主体部401的内部，通过高温烟气对锂云母进行加热烘干，以降低锂云母内的水分含量。在一些实施例中，锂云母原料的水分含量可以为18％～25％，通过冷却干燥机构400干燥作用后，锂云母的水分含量可降至5％～10％，例如，其水分含量可以是5％、6％、7％、8％、9％或10％。
70.在本公开提供的具体实施例中，冷却干燥机构的主体部401可以为筒状结构，在第二物料进入主体部401内部后，第二物料在自身重力和主体部401回转的作用下，在主体部401内形成均匀的料幕，第二物料充分与传热介质接触且进行热交换，其内部的水分被加热蒸发，从而达到对第二物料烘干的目的。
71.冷却干燥机构400还包括净化部404，如图2所示，净化部404的入口连接于主体部401的出气口，净化部404的卸灰出口与辅盐机构500的入口连接，净化部404用于净化含尘烟气。其中，净化部404可以包括分离器4041和除尘器4042，第二物料在冷却干燥机构400的主体部401内进行干燥后，从主体部401排出的烟气具有大量的第二物料粉尘，为了避免粉尘对环境的污染，以及避免原材料的浪费，在主体部401的出气口处设置有净化部404，即在主体部401的出气口位置上依次连接分离器4041和除尘器4042。混合有第二物料的烟气进
入分离器4041中，可以将第二物料与烟气进行分离，以收集第二物料，进一步的，将烟气排入至除尘器4042内，除尘器4042对烟气进一步的进行除尘，以使得烟气达到排放标准，避免烟气对环境的污染。
72.在一些实施例中，分离器4041可以是旋风分离器、重力分离器、过滤分离器、螺道式分离器或百叶窗式分离器等，优选的，可以选用旋风分离器。除尘器4042可以为布袋除尘器、静电除尘器、旋风除尘器或湿式除尘器等，优选的，可以选用布袋除尘器。
73.冷却干燥机构400还包括进料螺旋，进料螺旋设置在主体部401的入口位置处，第二喂料部102可以通过进料螺旋将第二物料输送至主体部401内部，或第一焙烧窑300可以通过进料螺旋将第一物质输送至主体部401内部。当然，冷却干燥机构400还可以包括其它未示出的结构，其对于冷却干燥机构400的工作过程可起到辅助作用，均在本公开的保护范围内。
74.本公开提供的制备装置包括辅盐机构500，如图1所示，辅盐机构500的入口与冷却干燥机构400的出口连接，辅盐机构500用于提供辅盐，第二物料与辅盐混合，以形成混合物料，混合物料通过第一喂料部101进入第一处理机构200内进行盐化处理。
75.辅盐机构500包括多个辅盐仓501和搅拌装置502。其中，冷却干燥机构400的出口与多个辅盐仓501连接，辅盐仓501可提供制备锂盐过程中所需的各种辅盐，例如，辅盐可以是硫酸钠(na2so4)、硫酸钾(k2so4)、碳酸钙(caco4)或硫酸钙(caso4)等中的一种或者多种。上述多种辅盐中的一种辅盐位于一个辅盐仓501内，或多种辅盐位于同一辅盐仓501内，辅盐仓501的结构和内容物可以根据实际设计需求进行选择，本公开不做具体限定。其中，第二物料与辅盐混合后可进入搅拌装置502中，通过搅拌装置502将第二物料与辅盐充分均匀混合，搅拌装置502的出口与第二焙烧窑201连接，混合物料可通过搅拌装置502出口进入第二焙烧窑201内进行盐化处理。
76.在本公开提供的具体实施例中，以第二物料为锂云母为例，干燥后的锂云母与辅盐机构500中的辅盐进行混合，例如，锂云母(绝干)、硫酸钙、碳酸钙、硫酸钠/硫酸钾之间的配比为1:0.3:0.1:0.2，锂云母和辅盐以上述配比进入搅拌装置502内进行混合搅拌以形成混合物料。当然，在本公开中，上述物料与辅盐的配比仅是示例性示出，在实际制备锂盐过程中，辅盐的种类和配比可以进行适应性调整。
77.本公开提供的制备装置还包括水浸机构600，如图1所示，水浸机构600分别与冷却干燥机构400的出口、第一处理机构200的出口连接，混合物料通过第一处理机构200进入水浸机构600，第一物质通过冷却干燥机构400进入水浸机构600，水浸机构600用于对混合物料或第一物质进行提纯，以形成锂盐。
78.在本公开提供的具体实施例中，在通过第一物料制备锂盐的过程中，第一物料在第一处理机构200中形成第一物质，冷却干燥机构400的出口与水浸机构600连接，第一物质进入水浸机构600进行提纯。以第一物料为锂辉石为例，酸化后的锂辉石进入水浸机构600内，通过对酸化后的锂辉石加入石灰石以控制溶液的ph值，得到初步提取的锂溶液，其中，锂含量约为10％；再加入碳酸钠用于去除锂溶液中的杂质，经过蒸发后得到净化液，其中，净化液中锂含量约为20％；进一步的，为了得到碳酸锂，可以在净化液内加入碳酸钠进行沉淀，再经过离心脱水，可以形成锂盐(碳酸锂)。
79.在本公开提供的具体实施例中，在通过第二物料制备锂盐的过程中，第二物料在
第一处理构中形成混合物料，第一处理机构200的出口与水浸机构600连接，混合物料进入水浸机构600进行提纯。以第二物料为锂云母为例，盐化后的锂云母进入水浸机构600内，通过水浸初步提取锂溶液，其中，水浸时间可以为2h(小时)～3h(小时)，水浸温度可以为80℃～100℃，初步提取的锂溶液中固液比可以为5：1，当然，固液比也可以根据实际工艺进行适应性调整；再加入碳酸钠用于去除锂溶液中的杂质，经过蒸发后得到净化液，其中，净化液中锂含量约为20％；进一步的，为了得到碳酸锂，可以在净化液内加入碳酸钠进行沉淀，再经过离心脱水，可以形成锂盐(碳酸锂)。
80.需要说明的是，上述锂盐制备装置适用于单独利用第一物料或者单独利用第二物料制备锂盐的工艺过程。
81.本公开提偶供的锂盐制备装置，该装置包括第一喂料部101、第一处理机构200、第一焙烧窑300、冷却干燥机构400、第二喂料部102和辅盐机构500，通过上述多个机构之间的相互配合，可以使得该装置既适用于通过第一物料制备锂盐，又适用于通过第二物料制备锂盐，此装置适用于多种原料，具备通用性，装置里利用率高；装置中的冷却干燥机构400集合了冷却功能和干燥功能，既能对物料进行冷却，又能对物料进行干燥，进而提高的了装置的集成度。
82.本公开实施方式提供了一种锂盐制备方法，应用上述锂盐制备装置，如图3所示，结合图1至图2，该制备方法包括：步骤s201～步骤s203。
83.其中，步骤s201：第一物料通过第一喂料部101进入第一处理机构200内，第一处理机构200对第一物料进行焙烧、冷却以及研磨处理，以使第一物料转化为第一物质；
84.步骤s202：运用第一焙烧窑300对第一物质进行酸化处理；
85.步骤s203：酸化后的第一物质进入冷却干燥机构400，以对第一物质进行冷却。
86.该制备方法还包括：步骤s204。
87.其中，步骤s204：使第一物质进入水浸机构600，通过水浸机构600对第一物质进行提纯处理，以形成锂盐。
88.上述制备方法适用于第一物料制备锂盐，其中，第一物料可以是锂辉石。上述制备方法的具体过程如上述制备装置中所阐述，此处不再赘述。
89.本公开实施方式还提供了一种锂盐制备方法，应用上述锂盐制备装置，如图4所示，结合图1至图2，该制备方法包括：步骤s301～步骤s303。
90.其中，步骤s301：第二物料通过第二喂料部102进入冷却干燥机构400，对第二物料进行干燥处理；
91.步骤s302：第二物料进入辅盐机构500内，第二物料与辅盐机构500内的辅盐进行混合，以形成混合物料；
92.步骤s303：混合物料通过第一喂料部101进入第一处理机构200内，第一处理机构200对混合物料进行焙烧、冷却以及研磨处理。
93.该制备方法还包括：步骤s304。
94.其中，步骤s304：使混合物料进入水浸机构600内，水浸机构600对混合物质进行提纯处理，以形成锂盐。
95.上述制备方法适用于第二物料制备锂盐，其中，第二物料可以是锂云母。上述制备方法的具体过程如上述制备装置中所阐述，此处不再赘述。
96.需要说明的是，上述两种锂盐的制备方法可以单独实施用以制备锂盐，并不适应于两种方法混合制备锂盐的情形。
97.本公开提供的锂盐制备方法，通过锂盐制备装置是实现，可以提高装置的利用率以及制作锂盐的效率。
98.需要说明的是，尽管在附图中以特定顺序描述了本公开中锂盐制备方法的各个步骤，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些步骤，或是必须执行全部所示的步骤才能实现期望的结果。附加的或备选的，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，以及/或者将一个步骤分解为多个步骤执行等。
99.实施例一
100.以锂辉石制备硫酸锂，锂辉石原料可以通过浮选或重选来自不同矿区的锂辉石精矿，其具体的化学成分如表一所示：
[0101][0102]
表一
[0103]
上述锂辉石制备硫酸锂的过程如下：
[0104]
锂辉石精矿(α型锂辉石)通过第一喂料部101进入第二焙烧窑201内；α型锂辉石在第二焙烧窑201中以1100℃的温度焙烧30min转化为β型锂辉石；β型锂辉石被输送至冷却机构202内，β型锂辉石在冷却机构202内通过冷风降温至100℃以下，同时，冷却β型锂辉石所产生的高温热风可作为进行循环利用；冷却后的β型锂辉石进入研磨机构203，经过研磨机构203的磨粉后，其粒度可达到200目左右；研磨后的β型锂辉石与98％的浓硫酸经过混酸机混合均匀后进入第一焙烧窑300内，β型锂辉石在第一焙烧窑300内进行酸化处理，其酸化温度约为250℃，酸化时间为1h～2h，其酸化率可达到98.5％以上；酸化后的β型锂辉石进入冷却干燥机构400内进行冷却，使其温度冷却至60℃～65℃，其中，冷却介质可为水，供应管道4021内的水温约为28℃，回收管道4022内的水温约为33℃；冷却后的酸化β型锂辉石输送至水浸机构600，在水浸机构600内，先加石灰石用以控制其ph值，得到含量约为10％的粗锂溶液，再加碳酸钠(na2co3)去除溶液中的钙、镁、铁、铝等杂质，进行蒸发后得到含量约为20％的硫酸锂溶液。
[0105]
实施例二
[0106]
以锂云母制备硫酸锂，锂云母原料可以为锂云母精矿，其具体的化学成分如表二所示：
[0107]
成分氧化锂(li2o)氟(f)水分含量1.50％4-5％18％-25％
[0108]
表二
[0109]
锂云母精矿(湿锂云母)通过第二喂料部102进入冷却干燥机构400内，其通过冷却干燥机构400的干燥部进行加热烘干，使湿锂云母的水分含量降至7％以下，烟气进入净化部404，通过净化部404内的分离器4041和除尘器4042对烟气除尘，回收锂云母粉尘。干燥后的锂云母进入辅盐机构500内；锂云母与辅盐机构500所提供的辅盐按照锂云母(绝干)、硫
酸钙、碳酸钙、硫酸钠/硫酸钾之间的配比为1:0.3:0.1:0.2进行混合搅拌形成混合物料；混合物料通过第一喂料部101进入第二焙烧窑201内，在第二焙烧窑201内加热至850℃～950℃，并在第二焙烧窑201内停留30min～35min，以使得锂云母发生盐化反应；第二焙烧窑201出口焙烧料进入冷却机构202内冷却至100℃以下，同时冷却机构202还可以进行热量的回收；冷却后的焙烧料进入研磨机构203内，使其粒度研磨至200目左右；将研磨后的焙烧料输送至水浸机构600内，得到粗锂溶液，再加碳酸钠(na2co3)去除溶液中的钙、镁、铁、铝等杂质，进行蒸发后得到含量约为20％的硫酸锂溶液，其中，水浸温度约为90℃，水浸时间约为3h，固液比约为5:1，锂的提取率为80％以上。
[0110]
实施例三
[0111]
产能为1100t/d(吨/天)的锂辉石制备硫酸锂，锂辉石原料可以通过浮选或重选来自不同矿区的锂辉石精矿，其具体的化学成分如表三所示：
[0112][0113]
表三
[0114]
45.8t/h(吨/小时)α型锂辉石在第二焙烧窑201中以1100℃的温度焙烧30min转化为β型锂辉石；β型锂辉石被输送至冷却机构202内，冷却机构202可以为固体余热锅炉，1100℃β型锂辉石由一级余热锅炉物料入口进入，进入量约41.25t/h，利用自身重力向下缓慢流动，用水通过余热锅炉将β型锂辉石颗粒降温，冷却过程中释放的热量转变成蒸汽，每小时产0.8mpa(兆帕)蒸汽量约9t/h，β型锂辉石在一级余热锅炉出口处的温度降低至400℃，β型锂辉石进入二级余热锅炉，二级余热锅炉可将400℃β型锂辉石降低至100℃以下，在冷却机构202的回收部内，上述热量可以将冷水预热，可以产生100℃热水，约33t/h。上述冷却机构所具备的回收部用于回收热量，达到了节约能源、改善环境的目的，进而降低装置整体的能耗。本实施例中其余步骤与实施例一相同或相似，此处不再赘述。
[0115]
实施例四
[0116]
产能1125t/d(吨/天)的锂云母制备硫酸锂，锂云母原料可以为锂云母精矿，其具体的化学成分如表四所示：
[0117]
成分氧化锂(li2o)氟(f)水分含量1.50％4-5％20％
[0118]
表四
[0119]
干燥后的锂云母进入辅盐机构500内，按照锂云母(绝干)、硫酸钙、碳酸钙、硫酸钠/硫酸钾之间的配比为1:0.3:0.1:0.2进行混合，其中，锂云母(绝干)可以为37.5t/h，硫酸钙可以为11.25t/h，碳酸钙可以为3.75t/h，硫酸钠/硫酸钾可以为7.5t/h，经混合形成混合物料；混合物料进入第二焙烧窑201内，第二焙烧窑201处理混合物料的处理量可以为60t/h，混合物料在第二焙烧窑201内发生盐化反应；盐化后的锂云母进入冷却机构202，且进入冷却机构202的初始温度为850℃～950℃，冷却机构202可以为固体余热锅炉，上述盐化后的锂云母以60t/h的量进入一级余热锅炉，利用物料自身重力向下缓慢流动，用水通过余热锅炉对高温物料颗粒进行降温，降温过程中释放的热量转变成蒸汽，每小时产0.8mpa
(兆帕)蒸汽量约9t/h，盐化后的锂云母在一级余热锅炉出口处的温度降低至400℃，盐化后的锂云母进入二级余热锅炉，二级余热锅炉可将400℃盐化后的锂云母降低至100℃以下，在冷却机构的回收部内，上述热量可以将冷水预热，可以产生100℃热水约45t/h。上述冷却机构所具备的回收部用于回收热量，达到了节约能源、改善环境的目的，进而降低装置整体的能耗。本实施例中其余步骤与实施例二相同或相似，此处不再赘述。
[0120]
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本技术旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

技术特征：
1.一种锂盐制备装置，其特征在于，包括：第一喂料部；第一处理机构，所述第一喂料部与所述第一处理机构的入口连接，第一物料通过所述第一喂料部进入所述第一处理机构内，所述第一处理机构用于对所述第一物料进行焙烧、冷却以及研磨处理，以使所述第一物料转化为第一物质；第一焙烧窑，所述第一焙烧窑的入口与所述第一处理机构的出口连接，所述第一焙烧窑用于对所述第一物质进行酸化处理；冷却干燥机构，所述冷却干燥机构的入口与所述第一焙烧窑的出口连接，所述冷却干燥机构用于对所述第一物质进行冷却；第二喂料部，所述第二喂料部与所述冷却干燥机构的入口连接，第二物料通过所述第二喂料部进入所述冷却干燥机构内，所述冷却干燥机构用于对所述第二物料进行干燥处理；辅盐机构，所述辅盐机构的入口与所述冷却干燥机构的出口连接，所述辅盐机构用于提供辅盐，所述第二物料与所述辅盐混合，以形成混合物料，所述混合物料通过所述第一喂料部进入所述第一处理机构内进行盐化处理。2.根据权利要求1所述的锂盐制备装置，其特征在于，所述冷却干燥机构包括主体部、冷却部和干燥部，所述主体部为腔体结构，所述主体部具有入口和出口，所述冷却部环绕所述主体部的外壁设置，所述干燥部连接于所述主体部的入口，所述干燥部用于将传热介质输送至所述主体部内部。3.根据权利要求2所述的锂盐制备装置，其特征在于，所述冷却部包括供应管道和回收管道，所述主体部的外壁上套设有夹套，所述夹套上设置有多个喷头，多个所述喷头连接于所述供应管道，冷却介质通过所述供应管道和多个所述喷头喷淋至所述主体部的外壁上；所述夹套连接于所述回收管道上，所述回收管道用于回收所述冷却介质。4.根据权利要求2所述的锂盐制备装置，其特征在于，所述冷却干燥机构还包括净化部，所述净化部的入口连接于所述主体部的出口，所述净化部的出口与所述辅盐机构的入口连接，所述净化部用于净化所述第二物料。5.根据权利要求1所述的锂盐制备装置，其特征在于，所述装置还包括水浸机构，所述水浸机构分别与所述冷却干燥机构的出口、所述第一处理机构的出口连接，所述混合物料通过所述第一处理机构进入所述水浸机构，所述第一物质通过所述冷却干燥机构进入所述水浸机构，所述水浸机构用于对所述混合物料或所述第一物质进行提纯，以形成锂盐。6.根据权利要求1所述的锂盐制备装置，其特征在于，所述第一处理机构包括依次连接的第二焙烧窑、冷却机构和研磨机构，所述第二焙烧窑用于对所述第一物料或所述混合物料进行焙烧，所述冷却机构用于对所述第一物料或所述混合物料进行冷却，所述研磨机构用于对所述第一物料或所述混合物料进行研磨处理。7.一种锂盐制备方法，应用如权利要求1-6任一项所述的锂盐制备装置，其特征在于，包括：所述第一物料通过所述第一喂料部进入所述第一处理机构内，所述第一处理机构对所述第一物料进行焙烧、冷却以及研磨处理，以使所述第一物料转化为所述第一物质；运用所述第一焙烧窑对所述第一物质进行酸化处理；
酸化后的所述第一物质进入所述冷却干燥机构，以对所述第一物质进行冷却。8.根据权利要求7所述的锂盐制备方法，其特征在于，对所述第一物质进行酸化处理之后，所述方法还包括：使所述第一物质进入水浸机构，通过所述水浸机构对所述第一物质进行提纯处理，以形成锂盐。9.一种锂盐制备方法，应用如权利要求1-6任一项所述的锂盐制备装置，其特征在于，包括：所述第二物料通过所述第二喂料部进入所述冷却干燥机构，对所述第二物料进行干燥处理；所述第二物料进入所述辅盐机构内，所述第二物料与所述辅盐机构内的辅盐进行混合，以形成所述混合物料；所述混合物料通过所述第一喂料部进入所述第一处理机构内，所述第一处理机构对所述混合物料进行焙烧、冷却以及研磨处理。10.根据权利要求9所述的锂盐制备方法，其特征在于，对所述混合物质进行酸化处理之后，所述方法还包括：使所述混合物料进入水浸机构内，通过所述水浸机构对所述混合物质进行提纯处理，以形成锂盐。

技术总结
本公开提供了一种锂盐制备装置及制备方法，涉及新能源技术领域。该锂盐制备装置包括：第一喂料部、第一处理机构、第一焙烧窑、冷却干燥机构、第二喂料部和辅盐机构；第一喂料部与第一处理机构的入口连接，第一物料通过第一喂料部进入第一处理机构内，第一焙烧窑的入口与第一处理机构的出口连接，冷却干燥机构的入口与第一焙烧窑的出口连接，第二喂料部与冷却干燥机构的入口连接，第二物料通过第二喂料部进入冷却干燥机构内，辅盐机构的入口与冷却干燥机构的出口连接。本公开所提供的装置既可以用于使第一物料形成锂盐，又可以使得第二物料形成锂盐，在锂盐制备工艺中，该装置适用于多种原料，提高了装置的通用性。提高了装置的通用性。提高了装置的通用性。


技术研发人员：齐涛 张庆 张程 冯小六 吕一帆
受保护的技术使用者：西安三瑞超鼎新能源科技有限公司
技术研发日：2023.06.16
技术公布日：2023/9/7