鋰渣下游應用新案例|瓷磚廠利用鋰渣替代紅頁巖生產(chǎn)陶瓷瓦
桂林鴻程鋰渣干法磨粉設(shè)備廠了解到，近日，湖南某瓷磚廠利用鋰渣替代紅頁巖生產(chǎn)300 萬m2一次性燒成高檔陶瓷波形瓦，目前項目已竣工。每年陶瓷瓦的生產(chǎn)運行時間降低至原來的 60%（若鋰渣的氧化鋰含量滿足要求可直接制取陶瓷瓦，不需要對鋰渣進行預處理，本次評價按最不利原則考慮，即鋰渣氧化鋰含量不滿足制陶瓷瓦的要求需要預處理），剩余 40%的時間為陶瓷瓦原材料預處理的生產(chǎn)運行時間，預處理過程中將產(chǎn)生副產(chǎn)品鹵水（硫酸鋰溶液）。
一、鋰渣代替紅頁巖生產(chǎn)陶瓷瓦的可行性分析
桂林鴻程鋰渣專用磨粉設(shè)備廠了解到，鋰渣主要成分為 SiO2和 Al2O3，與陶瓷生產(chǎn)所需主要原料——紅頁巖（酸鹽礦物）組成接近；根據(jù)業(yè)內(nèi)專業(yè)人士對“云母浸出渣對陶瓷體白度的影響探究”中指出，直接采用鋰渣做陶瓷原料導致陶瓷燒結(jié)過程中發(fā)生顏色變化，影響陶瓷制品的力學性能。鋰渣中含有 0.3％～0.5％的氧化鋰可以大幅度提高坯料的抗熱震性和力學強度，而本項目鋰渣中氧化鋰的含量為 0.57~1.08%，必須通過預處理調(diào)整鋰渣中氧化鋰的含量，預處理過程中將產(chǎn)生副產(chǎn)品鹵水（硫酸鋰溶液）。綜上，采用鋰渣代替紅頁巖生產(chǎn)陶瓷瓦，既降高檔陶瓷波形瓦原材料技術(shù)改造項目降低原料的成本，提升產(chǎn)品的質(zhì)量（主要是硬度、韌性、致密度、強度、耐磨性），又實現(xiàn)廢棄資源循環(huán)利用，解決湖南鋰業(yè)產(chǎn)生的一次鋰渣的去向問題、節(jié)能增效，減少排放污染物。因此，利用鋰渣替代紅頁巖生產(chǎn)陶瓷瓦，可為企業(yè)解決困境，提升企業(yè)市場競爭力，順應陶瓷瓦產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢，為企業(yè)創(chuàng)造更大的價值。
二、鋰渣代替紅頁巖生產(chǎn)陶瓷瓦工藝流程
鋰渣預處理的生產(chǎn)工藝流程主要有配料、混料、烘干、壓制成型、焙燒、冷卻、破碎、浸出、過濾等工序。
1、配料與混料
上料時，將物料根據(jù)配料比例由裝載機抓取并稱重，喂入自動喂料機，再由自動喂料機下方的履帶輸送至皮帶輸送機，再由皮帶輸送機輸送至顎式破碎機。原料及其輔助配合生產(chǎn)物料的配料比例為鋰尾渣：硫酸鈉：硫酸鈣：氧化鈣=89：4：5：2（根據(jù)建設(shè)單位提供資料，配料比例是根據(jù)鋰尾渣中各元素成分和鋰的溶出率調(diào)整的），混料過程約 5min。混好的物料通過自動喂料機下方的履帶輸送至皮帶輸送機輸送至顎式破碎機粗破。
2、粗破：將已按比例配料好的物料通過喂料機下方的履帶及皮帶輸送機輸送至顎式破碎機進行粗破至 3~5cm。
3、干燥：粗破后的物料含水率較高，含水率為 10%，需烘干后才能進雷蒙機細磨，否則影響細磨的效果。
4、細磨篩分：經(jīng)烘干后的物料由雷蒙機細磨至粒徑 100 目，細磨后的物料再由密閉輸送帶輸送至振動篩篩除大于 2g 的物料后通過密閉輸送帶輸送至快速攪拌機內(nèi)。
5、攪拌：將細磨至 100 目的物料經(jīng)輸送帶輸送至快速攪拌機內(nèi)，并加水進行攪拌，使攪拌好的物料的含水率達到 8%，攪拌過程為密閉攪拌。
6、壓制成型：攪拌好暫存于料倉內(nèi)的混料通過密閉皮帶輸送至成型機壓制形成氧化鋰板坯（成型工序不需要加水），成型的氧化鋰板坯通過叉車運至輥道窯車間。
7、干燥、焙燒、冷卻工段：輥道窯總長度 150m，從長度上分不同的功能段，從前往后的分段為：干燥段（長度 50m）、焙燒段（即焙燒反應區(qū)域，長度 55m）、冷卻段（長度 45m），各段的長度比例和溫度是根據(jù)產(chǎn)品的燒成曲線而制定的。
8、培燒熟料破碎冷卻后的焙燒料被輸送至鄂式破碎機破碎，破碎過程物料較粗，破碎至10mm 左右，破碎過程物料較粗。
9、濕磨：將破碎后的物料經(jīng)密閉皮帶輸送至球磨機進行磨粉，項目采用連續(xù)濕磨工藝，球磨過程中加入水，根據(jù)企業(yè)提供資料，項目物料量與加入水量比例約為 1：0.38，磨粉至粒徑-20 目左右，盡可能降低焙燒料的粒徑，以提高后續(xù)浸出工序的浸出效果，使焙燒料溶解更充分。
10、浸出、過濾：經(jīng)過焙燒后，鋰、鉀、銣、銫等金屬元素以易溶于水的硫酸鹽式存在，磨漿后的焙燒料經(jīng)密封管道輸送至浸出池內(nèi)，以一定固液比比例加水浸出（1：1），浸出時間約 2h，鋰浸出率低于 78%，浸出過程可使鋰、鉀、銣、銫等金屬化合物充分的溶解于水中。浸出完成后采用陶瓷片固液分離機進行固液分離（負壓吸抽，陶瓷片過濾（陶瓷片只允許水分子通過而其他的粗顆粒無法通過），過濾出的浸出渣主要成分為二氧化硅、氧化鋁、硫酸鈣和氟化鈣等，浸出渣含水率約 30%。浸出渣送至渣庫回用于陶瓷瓦生產(chǎn)工序，濾液輸送至鹵水儲罐。
隨著人們對建筑材料的環(huán)保性、美觀性和耐用性的要求不斷提高，紅頁巖陶瓷瓦作為一種優(yōu)質(zhì)的綠色環(huán)保建材，受到了市場的廣泛認可。在環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的大背景下，紅頁巖陶瓷瓦產(chǎn)業(yè)將更加注重資源的合理利用和環(huán)境的保護。因為此利用鋰渣代替紅頁巖生產(chǎn)陶瓷瓦，不僅給企業(yè)降本增效還能有效的解決鋰渣去向問題，減少紅頁巖的用量，保護了礦產(chǎn)資源，實現(xiàn)固廢綜合再利用，鋰渣代替紅頁巖生產(chǎn)陶瓷瓦是當?shù)卣咧С值沫h(huán)保項目。
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