新型蒸发结晶设备在锂辉石提锂过程中应用周文龙，覃波，徐月和(中国恩菲工程技术有限公司稀有金属事业部，北京100038)［摘要］本文简述了锂辉石－硫酸法生产中蒸发结晶设备所面临的问题，提出了工程技术优化改进方案，并对未来矿石提锂设备发展动向提出了几点建议。［关键词］锂辉石;硫酸法;蒸发结晶;矿石提锂［中图分类号］TQ028．6［文献标志码］B［文章编号］1003－8884(2014)03－0051－03New-typeEvaporationandCrystallizationEquipmentApplicationinExtractionProcessofLithiuminSpodumeneZHOUWen-long，QINBo，XUYue-he(ＲareMetalsDepartment，ChinaENFIEngineeringCorporation，Beijing100038，China)Abstract:Thispaperbrieflydescribestheevaporationcrystallizationequipmentsofspodumenesulfuricacidmethod，proposesengineeringoptimizationsolutions，andputsforwardsomesuggestionsforthefu-tureequipmentsdevelopmenttrendoflithiumoreextraction．Keywords:spodumene;sulfuricacidprocess;evaporationcrystallization;lithiumextractioninore0前言硫酸法是现今以锂辉石为原料提锂的唯一方法。天然锂辉石称α-锂辉石，为了从天然锂辉石中提锂，α-锂辉石只有经过晶型转化焙烧，转变成四方晶系β-锂辉石，才能与酸碱发生各种反应。锂辉石—硫酸法工艺主体路线如下:α-锂辉石经高温焙烧后，晶型转变成β-锂辉石，并与浓硫酸混合，经酸化焙烧，生成可溶硫酸锂，通过浸出得硫酸锂溶液，经蒸发浓缩作为生产碳酸锂、氢氧化锂及氯化锂产品的中间原料—硫酸锂溶液。硫酸锂溶液通过烧碱溶液转化、低温冷冻结晶析出十水硫酸钠晶体后，晶体分离所得转化液经蒸发、结晶等工序得单水氢氧［收稿日期］2014－01－26［作者简介］周文龙(1982－)，男，山西汾阳人，工程师，硕士研究生，主要从事稀有金属咨询设计工作。覃波(1969－)，男，广西岑溪人，高级工程师，大学本科，主要从事项目管理工作，现任中国恩菲工程技术有限公司稀有金属事业部副总经理。徐月和(1962－)，男，江苏金坛人，教授级高级工程师，大学本科，主要从事项目管理工作，现任中国恩菲工程技术有限公司稀有金属事业部副总经理。化锂产品(LiOH·H2O)。锂辉石硫酸法工艺主要使用能源为煤气、蒸汽、电力，折标煤后各能源在生产总能耗中所占比例见图1。可看出蒸汽是主要消耗能源，其主要用于硫酸锂溶液蒸发、LiOH溶液蒸发浓缩结晶、粗产品精制及干燥等工序，其中:用于蒸发浓缩工序的蒸汽用量约占蒸汽总用量的65%～80%，同时在过程中还消耗大量冷量，可见，如何改进工艺及选择适宜的设备进行节能降耗是锂盐建设和生产需要考虑的课题，其中，采用何种蒸发、结晶设备，至关重要。中国恩菲工程技术有限公司近年来参与了国内众多锂盐项目的工程咨询与设计，进行了大量研究，积累了丰富经验。本文针对锂辉石硫酸法生产过程中各蒸发结晶设备改进，装备水平提高、节能降耗等问题进行了工程技术方案探讨。图1锂辉石提锂各能源与总能耗的关系有色设备2014年第3期1蒸发结晶设备1.1MVＲ蒸发器目前国内锂辉石硫酸法工艺中硫酸锂净化液蒸发浓缩生产基本采用传统多效蒸发装置(MultipleEffectEvaporator，MEE)，甚至部分企业仍使用高耗能夹套反应槽，热效率低，能耗大，不适应工业发展要求。在多效蒸发装置中，效数与单位水量蒸发所需蒸汽量成反比，但效数越多，装置投资越大。此外，效数还与物料性质、生蒸汽温度、末效出料温度和真空度等有紧密关系。以三效强制循环为例，蒸发1t水消耗蒸汽约0.45t，约90元(200元/t蒸汽)，电10～15kW·h，约5～7.5元(0.5元/kW·h)，总计蒸发1t水约需95～100元。从长远考虑，在当前世界能源危机面前，锂盐生产行业须重点关注新节能装备技术和节能降耗工艺，其中蒸发结晶工序是核心。目前蒸发设备中最为节能、效率最高的设备是机械蒸汽压缩机，俗称“热泵”(MechanicalVapourＲecompressor，MVＲ)，MVＲ简要工作原理见图2。早在20世纪60年代，该技术已成功应用于化工、制药、造纸、污水处理、海水淡化等行业。MVＲ蒸发技术由于节能效果显著，现已广泛用于工业废水处理、乳品、制糖、氧化铝、盐化工等...