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1、碳化法年产2500吨电池级碳酸锂和300吨氟化锂物料流通量计算和设备能力测算一、测算依据1.生产工艺以锂精矿碳酸氢化工艺为准，附产LiF2.锂回收率以95.4%计3.工业碳酸锂主含Li2CO3为99.3%计算4.以LiHCO3溶解度为81.6g/L计算,即Li2O浓度18g/L计算5.碳化率以95%计二、物料流通量计算1.每天产Li2CO3量计算:计算时,以全年运行300天计算,则每天产Li2CO3量为: 250030=8.33吨/天2.粗Li2CO3量计算:以粗Li2CO3主含量99.7%,含水8%; 干燥、包装、机械损失2.5%;产品主含量99.7%；产品水份0.4%计设粗Li2CO3量为
2、X吨则:X(1-8%)99.7%(1-2.5%)=8.3399.7%99.6%经计算得:X=9.25吨3.热析母液和LiHCO3净化液量计算及热析蒸发量计算:以LiHCO3净化液中LiHCO3浓度为81.6 g/L计算;热析母液中Li2O浓度5.5g/L计算,在热析过程中以水份蒸发10%计算,机械损失0.5%;粗Li2CO3条件同前, Li2CO3真比重2.11。设LiHCO3净化液为X(m3)热析母液量为Y=X-9.25(1-8%)99.7%2.11(1-10%) m3则:X81.6741361000(1-0.5%)=9.25(1-8%)99.7%X9.25(1-8%)99.7%2.11(1
3、-10%)5.574301000计算得: X=263.87m3 Y=233.864 m3热析蒸发量为:X-9.25（1-8%）99.7%/2.1110%=25.985 m34.碳化母液的走向和液量分配 按工业碳酸锂中CaO 0.04%; MgO 0.065%计,离子交换水中CaO 0.012g/L; MgO 0.006g/L计,经计算可知,母液循环3.5次左右,其中的MgCO3就会接近饱和。 根据计算结果,考虑在实际生产过程中, 2/3的碳化母液返回循环调浆; 1/3的碳化母液去LiF工段生产LiF。5工业碳酸锂调浆投料量和投料液固比计算:工业 Li2CO3的化学成分: Li2CO3 99.3
4、%, CaO 0.04%, MgO 0.065%, H2O 0.5%; 碳化率按95%计。 .设工业Li2CO3量为X吨/天,则:(1-0.5%)X99.3%95%233.8642/35.574(301000)=263.871824/301000 X=10.228吨/天 .投料液固比计算:设粗Li2CO3的真比重为2.11投料液固比为(263.87-10.2282.11)10.228=25.32 .新水添加量:263.87-10.2282.11-233.8642/3=103.11 m3/ d6.过滤渣量计算:.由于工业Li2CO3 中的酸不溶物很少, CaO、MgO又是按其溶解度考虑，故该部分
5、可忽略不计。 .由于碳化率按95%考虑的，也就是说有5%的工业碳酸锂未被碳化，则渣为量：10.2285%=0.5114吨/天（干渣）7. CO2需求量计算：考虑液化CO2进入碳化塔为三塔串联，尾气经压缩机回收利用，热析CO2气50%经压缩机回收利用，液化CO2气主含量99.5%Li2CO3CO2 2LiHCO344 136X199.5% 263.8781.61000X1=7.001吨/天 X=X150%=3.5 吨/天8 LiF生产线的氢氟酸消耗，LiF 产量及锂损 . LiF生产的原料： a. 1/3的热析母液和碳化残渣b. HF的浓度按48%计,过量5% . LiF生产后的母液以Li2O浓
6、度0.86g/L计，该母液按体积不变排放到地沟。LiF按主含量99%计Li2O 2HF 2LiF30 40 52A X48% B Y0.99%A=233.8645.51/30.511410003074=636.07kgB=233.869（5.5-0.86）1/30.511410003074=569.03kgX=1855.2kg/天 222.71kg/吨Li2CO3Y=996.28kg/天 119.6kgLiF/吨Li2CO3 锂损：（636.07-596.03）7430100010.25=0.0169蒸发量和蒸汽耗量和原煤消耗计算: 根据3项的计算可知日蒸发量大致为: 25.985 m3/天
7、由于该蒸发量均属夹套反应类蒸发,按1.5吨蒸汽蒸发1吨水计:则蒸汽需用量为:25.9851.5=39吨/天 1.856 T/h按原煤热量55006000千卡计,吨原煤可产蒸汽7吨计,则原煤消耗为: 397=5.57吨/天 5.578.333=0.67吨/吨产品三、主要设备能力测算1、电动葫芦: CD5-18D 1台2、工业Li2CO3调浆槽 不锈钢平底搅拌2台 32003450该工序日处理料量为：263.87 m 调浆用热析母液233.8642/3=155.91 m3/d, 去离子水103.11 m3/d, 工业Li2CO3 10.25 T/d, 从运行可靠性考虑，调浆槽全容积按碳化塔全容积考
8、虑,32003450槽的全容积27.73，有效容积：27.730.8=22.18 m，则日处理槽数应为：263.8722.18=11.9（槽），该处考虑加Li2CO3时间45分钟，加热析母液和去离子水50分钟，浆化时间25分钟，出料时间60分钟，一个操作循环周期为3小时，考虑日工作21小时：则每个槽可处理7槽,需设备台数为11.97=1.7（台）取2台3、浆料中转泵1台, 大流量渣浆泵或盐浆泵。4、碳化塔1.613.8m/m 3台,衬316不锈钢。考虑三塔分别进出料。CO3气体按三塔串流运行,三塔进料时间均为30分钟，出料时间均为2h,碳酸氢化时间一塔1.5h、二塔2h、三塔2.5h，即三塔的
9、平均循环周期为5h，按日工作4个循环考虑，装料容积系数按0.8考虑，则单塔有效容积为：263.8734=21.989 m单塔全容积为21.9890.8=27.486 m，按碳化塔直径1.6 m计，高度应为：27.4863.140.80.8=13.677 m。，取碳化塔高度为13.8 m，则碳化塔为1.613.8m/m 三台, 衬316不锈钢，。5、碳化液压滤机泵2台。（注意流量不能大）6、管式过滤机40 2台。7、渣浆槽1台，25002500带搅拌, 螺杆泵2台。8、板框压滤机40 两台9、LiHCO3净化液贮槽32003450衬不锈钢搅拌槽2台。10、LiHCO3净化液输送泵，盐浆泵2台。1
10、1、热分解槽，全容积为10m的5台, 夹套不锈钢搅拌。日处理量263.87 m。按日工作21小时，按每个槽全容积10 m，有效容积8 m考虑，考虑每个槽进料30分钟，升温沸腾1h，离心分离1.5小时，操作周期3h，则所需设备台数应为：263.878（213）=4.712台，取5台热分解槽。12、离心机，SGZ1250离心机3台.考虑一台离心负责两台热析槽，热析需3台。13、热析母液贮槽25002500衬316不锈钢平底搅拌槽1台。热析液槽843混凝土贮槽1台。14、热析母液高位槽25002500衬不锈钢平底槽2台。15、离子交换水贮槽：25002500衬不锈钢平底搅拌槽1台。16、冷凝水贮槽：
11、25002500碳钢平底槽。17、冷凝水输送泵：热水泵2台。18、离子交换水高位槽：25002500衬不锈钢平底槽1台。19、离子交换水输送泵2台。20、离子交换器2台。21、冷却水槽44002500150022、气水分离器1台。23、冷却干燥机2台。24、回收CO2气量： 考虑碳化塔CO2利用率为60 %，则其排出的CO2气为：7.00.6-7.0=4.67 T/d 考虑热析回收 CO2 50%，则回收热析CO2气3.5 T/d，考虑到热析槽的密封存在一定问题，热析回收的CO2 气浓度30%计。 按日工作21小时计，则回收CO2 0.389 T/h，考虑每小时回收CO2 0.389吨，回收的
12、CO2气体温度在6570，浓度为30%，则：CO2 常压下气体体积：Pv=mRT=m(848/M)TV=(m848T)/(MP)=0.38910m848(70273)/（44104）=4.286 m/min其中: V1=2.45 m3/min (碳化塔尾气) V2=1.836 m3/min (热析槽排气)热析CO2浓度30%, 温度在6570时体积：V3=V2（10/3）=6.12 m/min V总=V1V3=8.57 m/min 即压缩机入口流量为8.57m/mm,鉴于6570进气温度太高，故需增设前冷却器，冷却至40时，经气液分离器，使气体冷干再进入压缩机，这样在40状态下气体量为7.82
13、 m/mm。采用无油润滑，水冷往复活塞式压缩机：DW-8/7 2台。25、离心机下料斗3台。26、远红外干燥机1台、 F=18。27、冷却机1台。28、台称1台。29、封包机2台。30、4吨快装锅炉一套。31、气流粉碎机4套。32、配电站一套。33、仪表。34、管道阀门。35、化验室 36、LiF沉锂槽 V全 =10 2台37、离心机 SGZ1250 1台38、干燥机 1台罗源碳酸氢化法年产2500吨电池级Li2CO3固定资产投资测算以年产2500吨电池给Li2CO3所需工艺设备和办公设施计：一、 工艺设备投资1、 主体设备：710.20万元（含4吨快装锅炉一套）2、 管道阀门：180万元3、
14、 仪表：50万4、 分析仪器：60万元5、 电器：100万元6、 公用工程：150万元（含给排水、照明、消防、办公、绿化等 ）小计：1330.20万元二、 土建工程投资：1、 厂房：38880.12=466.56万元2、 办公楼：200万元3、 库房：100万元4、 宿舍：200万元5、 土地：200万元小计：1166.56万元三、 设备运费： 按设备总价的3%计：35.40万元四、 设备安装费： 按设备总价的10%计：118.00万元五、 设计费：按土建和设备总价的10%计：74.90万元六、 工程管理费：按总投资的10%计：320.59万元七、 不可预见费：按总投资的5%计：160.30万元八、 合计： 3205.95万元罗源碳酸氢化法年产2500吨电池级Li2CO3和300吨LiF原料消耗和能源消耗
