Завод по производству фосфата лития-железа (ФЛЖ) использует в качестве основного сырья фосфат железа, карбонат лития и глюкозу. В качестве добавок используются фосфорная кислота и диоксид титана. Завод производит порошок ФЛЖ посредством ряда процессов, включая смешивание, грубое и тонкое измельчение, распылительную сушку, спекание, измельчение, пакетное смешивание и просеивание, а также магнитную обработку и упаковку.
Подробный производственный процесс описан ниже:
1. Дозирование и диспергирование
На этом этапе используются шесть видов сырья: источник фосфора, источник железа, источник лития, источник сахара, фосфорная кислота, полиэтиленгликоль и диоксид титана.
Электрические лебедки поднимают сырье в мешках и соединяют их с подающей станцией. Мешки открываются на подающей станции, и материалы добавляются в дозирующий резервуар в соответствии с заданным соотношением. Одновременно в резервуар добавляется отмеренное количество высокочистой воды. Сырье и вода смешиваются в пропорциональном соотношении. Под действием диспергатора материалы циркулируют и диспергируются внутри резервуара до полного перемешивания суспензии.
- Узел «Воздействие на окружающую среду / Загрязнение»: В процессе разгрузки образуется определенное количество запыленных отходящих газов (G1). Эти газы собираются и обрабатываются рукавным фильтром для соответствия стандартам сброса, а затем выводятся через 32-метровую дымовую трубу. Вся пыль, собранная рукавным фильтром, возвращается на стадию дозирования. Кроме того, в процессе образуются отходы упаковочных пакетов.
2. Грубый и Тонкое измельчение
Суспензия фосфата лития-железа (ФЛЖ) перекачивается диафрагменными насосами в закрытые шаровые мельницы грубого измельчения (8 комплектов). Грубое измельчение уменьшает размер частиц материала (D50) до менее 1–2 мкм.
После грубого измельчения суспензия прокачивается через фильтрующие картриджи для фильтрации, а затем через средства для удаления железа, чтобы устранить примеси железа. Обработанная суспензия затем поступает в закрытые шаровые мельницы тонкого измельчения (16 комплектов) для дальнейшего тонкого измельчения. Этот этап дополнительно уменьшает размер частиц (D50) до менее 0,3–0,5 мкм. Остаток после фильтрации грубой суспензии возвращается в мельницы для повторного измельчения.
Как для грубого, так и для тонкого измельчения требуется охлаждающая вода для поддержания низкой температуры в мельницах. Использованная охлаждающая вода возвращается в резервуар с охлаждающей водой. Перед повторным использованием она снова охлаждается с помощью системы охлаждения ледяной водой. Поскольку процессы грубого и тонкого измельчения полностью замкнуты, а материалы находятся во влажном состоянии, пыль не образуется. Мелкоизмельченная суспензия в конечном итоге поступает в резервуар для суспензии LFP.
- Узел «Воздействие на окружающую среду / Загрязнение»: В процессе очистки мельниц образуется определенное количество сточных вод (W1). Эти сточные воды сбрасываются после проверки на соответствие стандартам на заводской очистной станции. В процессе удаления железа (с использованием 8 комплектов электромагнитных шламоуловителей) образуется небольшое количество металлического железного лома (S1, S2), который продается на внешнем рынке.
3. Удаление мокрого железа
Измельченная суспензия поступает в электромагнитный аппарат для удаления железа из сухого порошка, где происходит удаление магнитных примесей из продукта. Аппарат для удаления железа полностью герметичен. После просеивания и удаления железа сырье поступает в распылительную сушилку.
- Узел «Воздействие на окружающую среду / Загрязнение»: В процессе удаления магнитных частиц образуется небольшое количество магнитных веществ (S2), которые представляют собой преимущественно черные металлы. Эти вещества продаются сторонними компаниями.
4. Распылительная сушка
Горячие дымовые газы, образующиеся в доменной печи, поступают в воздухораспределитель в верхней части распылительной сушильной башни (4 комплекта). Горячий воздух равномерно поступает в сушильную камеру по спирали, достигая температуры около 300 °C.
Шламовая суспензия LFP подается винтовым насосом в высокоскоростной центробежный распылитель в верхней части сушильной башни. Суспензия распыляется на чрезвычайно мелкие капли тумана. Эти капли вступают в прямой, сонаправленный контакт с горячим воздухом, смешиваются и оседают по спирали. Влага в суспензии мгновенно испаряется. В течение очень короткого времени образуется сухой порошок, состоящий из предварительно нанесенного покрытия из фосфата железа и карбоната лития. Полуфабрикат собирается рукавным фильтром в нижней части распылительной сушильной башни. Температура отходящих газов, поступающих в рукавный фильтр, остается выше точки росы водяного пара.
- Узел «Воздействие на окружающую среду / Загрязнение»: Дымовая печь, поддерживающая сушильную башню распылительного типа, использует природный газ в качестве топлива. Горячие дымовые газы от сжигания природного газа непосредственно контактируют с материалом для нагрева. Дымовые газы из дымовой печи (Г2-1) и отработанные сушильные газы (Г-2) объединяются, обрабатываются рукавными фильтрами (4 комплекта), а затем отводятся через дымовую трубу. Собранные фильтрами материалы по герметичным трубам поступают в следующий технологический процесс.
5. Спекание
Высушенный порошкообразный материал транспортируется в резервуар для хранения перед спеканием. Он автоматически загружается в саггеры, а затем подается в печь для спекания. В защищенном азотом состоянии материал внутри саггеров нагревается электрическим током до температуры более 600–700 °C. Литий-железофосфат (ЛЖФ) получают методом кальцинирования при постоянной температуре, при этом время кальцинирования за один цикл составляет 22 часа.
В ходе этого процесса печь для спекания заполняется азотом в качестве защитной атмосферы. Это предотвращает окисление восстановленного двухвалентного железа (Fe²⁺) до трехвалентного железа (Fe³⁺). Печь для спекания имеет полностью герметичную конструкцию, предотвращающую попадание наружного воздуха.
Основные химические реакции в процессе спекания следующие:
- Карбонат лития разлагается с выделением диоксида углерода и образованием оксида лития: Li2CO3→Li2O+CO2
- Глюкоза разлагается на углерод и воду в инертной атмосфере: C6H12O6 → 6C + 6H2O
- Фосфат железа и оксид лития синтезируют LFP в процессе восстановления углеродом. Общая формула реакции: 2FePO4 + Li2CO3 + C6H12O6 → 2LiFePO4 + 5C + CO2 ↑ + CO ↑ + 6H2O.
- В процессе спекания также происходят побочные реакции разложения глюкозы: C6H12O6→6C+6H2O,C+CO2→2CO
- Уравнение реакции горения CO выглядит следующим образом: 2CO + O2 → 2CO2
В процессе спекания образуется большое количество водяного пара, CO, CO2, углерода и низкомолекулярных летучих органических соединений (ЛОС) в результате разложения глюкозы. Путем регулирования скорости нагрева и температуры прокаливания (выше 600–700 °C) продукты неполного разложения глюкозы преобразуются в летучие газы. Эти газы сжигаются перед утилизацией.
После завершения спекания материал выгружается в конце печи. Секция выгрузки оборудована устройством циркуляционного водяного охлаждения для снижения температуры продукта. В процессе высокотемпературного обжига происходит реструктуризация молекул каждого исходного материала.
После спекания материал через разгрузочный бункер подается в бункер для хранения после спекания. Затем он просеивается прямолинейным ситом и под избыточным давлением направляется в процесс струйного измельчения. Единственная цель прямолинейного сита — предотвратить повреждение оборудования крупными комками, поэтому отсеянные отходы не образуются.
Узел «Воздействие на окружающую среду / Загрязнение»:
Отработанные газы (G3-1), образующиеся в процессе спекания, проходят через печь для сжигания (работающую на природном газе и генерирующую отработанные газы G3-2) и рукавный фильтр, после чего выводятся через дымовую трубу (DA006). Каждая печь с вальцовым подом оборудована одним устройством для сжигания, всего 8 комплектов печей. Отработанные газы из зоны загрузки и зоны разгрузки собираются в герметичной системе, обрабатываются рукавными фильтрами (по четыре комплекта для каждой зоны), а затем выводятся через дымовую трубу (DA006).
6. Струйное фрезерование (Измельчение с помощью воздуха)
Спеченный материал поступает на стадию механического измельчения и временно хранится в предварительном бункере для измельчения. Порошкообразный материал на выходе из бункера равномерно подается в струйную мельницу через поворотный клапан.
После измельчения материал подается в зону классификации восходящим потоком воздуха. Классификационное колесо вращается с высокой скоростью. Полученный мелкодисперсный порошок вместе с потоком воздуха поступает в рукавный фильтр для сбора. Крупнозернистый порошок, не соответствующий требованиям тонкости помола, возвращается в зону измельчения для дальнейшего помола. После фильтрации в пылесборнике газ возвращается в компрессор для рециркуляции и не выбрасывается наружу. Для сбора отработанного продукта используется рукавный фильтр, а собранный продукт направляется в смесительный резервуар.
- Узел «Воздействие на окружающую среду / Загрязнение»: Отработанные газы струйной мельницы (G4) обрабатываются рукавным фильтром (на каждые 8 комплектов струйных мельниц устанавливается одна система пылеудаления), а затем отводятся через дымоход (DA007). Собранные рукавным фильтром материалы по герметичным трубам поступают в следующий технологический процесс.
7. Партионное смешивание, просеивание и удаление железа.
Материал, собранный с помощью струйного измельчительного рукавного фильтра, по пневматической системе поступает в силос с готовым материалом из фосфата лития-железа (LFP). После равномерного перемешивания он проходит через ультразвуковые вибрационные сита (32 комплекта). Затем просеянный LFP поступает в электромагнитные устройства для удаления сухого порошка железа (32 комплекта) для удаления магнитных примесей. Устройства для удаления железа полностью герметичны.
- Узел «Воздействие на окружающую среду / Загрязнение»: Ультразвуковое вибрационное сито представляет собой высокоэффективное закрытое сортировочное устройство. В процессе просеивания пылевые отходящие газы обрабатываются рукавным фильтром (установлен один комплект рукавных фильтров), а затем отводятся через дымоход (DA007). Крупногабаритный материал (S3), образующийся после просеивания, состоит в основном из черных металлов и продается на внешнем рынке.
8. Упаковка
После просеивания и удаления железа готовый продукт поступает в буферные силосы (8 комплектов) вакуумных упаковочных машин. Затем вакуумные упаковочные машины (8 комплектов) осуществляют упаковку.
- Узел «Воздействие на окружающую среду / Загрязнение»: Запыленные отработанные газы (G6), образующиеся в процессе упаковки, обрабатываются рукавными фильтрами (8 комплектов пылеулавливающих устройств). Затем они отводятся через единую общую дымовую трубу (DA007) для всех 8 систем пылеудаления.
“Спасибо за прочтение. Надеюсь, моя статья вам поможет. Пожалуйста, оставьте комментарий ниже. Вы также можете связаться со службой поддержки Zelda Online по любым дополнительным вопросам”.”
— Опубликовано Эмили Чен
