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鋰輝石是目前鋰化學(xué)制品的主要工業(yè)礦物原料。溴化鋰、氯化鋰、氫氧化鋰等鋰化合物廣泛用于空調(diào)、制冷、除濕和空氣凈化;丁基鋰用作主體異性橡膠和合成橡膠的聚合催化劑;鋰基潤(rùn)滑脂用于軍事機(jī)械化裝備、石油化工設(shè)備、精密儀表等。鋰電池用于心臟起搏器、助聽(tīng)器、袖珍計(jì)算機(jī)、閃光燈、電子手表等電子器件。金屬鋰和鋰材還廣泛用于原子能、航空、航天、軍事、冶金、電子、玻璃、陶瓷、機(jī)械制造等工業(yè)部門。鋰的用途在不斷擴(kuò)大，正在開(kāi)拓的新用途是用于可控?zé)岷司圩兌押吞妓徜嚾芤喝剂想姵氐取ｄ囀俏磥?lái)的“能源”金屬，可望成為給人類長(zhǎng)期供給能源的重要燃料。
鋰輝石有三種晶型，天然的稱作α型鋰輝石;經(jīng)過(guò)加熱到1150℃～1200℃，會(huì)轉(zhuǎn)變成β型鋰輝石;在更高的溫度下β型鋰輝石會(huì)轉(zhuǎn)變成γ型的鋰輝石。α型鋰輝石為單斜晶系，結(jié)構(gòu)致密，化學(xué)惰性大，除氫氟酸外幾乎不與各種酸、堿反應(yīng)，所以不宜直接提鋰。β型鋰輝石為四方晶型，由于晶型的轉(zhuǎn)變礦物的物理化學(xué)性質(zhì)也產(chǎn)生明顯的變化，能與酸堿產(chǎn)生反應(yīng)，適于鋰的提取。因此鋰輝石的晶型轉(zhuǎn)變焙燒工藝是整個(gè)提鋰工藝的基礎(chǔ)，晶型轉(zhuǎn)換焙燒的質(zhì)量好壞直接影響鋰的回收率。
在進(jìn)行焙燒過(guò)程中，需要對(duì)回轉(zhuǎn)窯窯尾煙氣進(jìn)行處理。傳統(tǒng)的處理工藝如圖1所示，而該工藝缺陷如下：
1、該尾氣處理中沒(méi)有對(duì)氮氧化物進(jìn)行處理，必將導(dǎo)致排放不達(dá)標(biāo)，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染；
2、靜電除塵精度降低，效果不穩(wěn)定，使得氣體中粉塵含量較高，超過(guò)排放標(biāo)準(zhǔn)；
3、靜電除塵維護(hù)難，效率低；
4、煙氣中粉塵含量多，對(duì)脫硫系統(tǒng)效率和難度都大為提高。
SCR( Selective Catalytic Reduction)即為選擇性催化還原技術(shù)，目前氨催化還原法是應(yīng)用得較多的脫氨氮技術(shù)。它沒(méi)有副產(chǎn)物，不形成二次污染，裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并且脫除效率高(可達(dá)90%以上)，運(yùn)行可靠，便于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。
該類技術(shù)的選擇性是指在催化劑的作用和在氧氣存在條件下，NH3優(yōu)先和NOx發(fā)生還原脫除反應(yīng)，生成氮?dú)夂退缓蜔煔庵械难踹M(jìn)行氧化反應(yīng)，其主要反應(yīng)式為：
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O (1)
2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O (2)
在沒(méi)有催化劑的情況下，上述化學(xué)反應(yīng)只是在很窄的溫度范圍內(nèi)( 980℃左右 )進(jìn)行，采用催化劑時(shí)其反應(yīng)溫度可控制在300～400℃下進(jìn)行，相當(dāng)于鍋爐省煤器與空氣預(yù)熱器之間的煙氣溫度，使其很好的適配于電力行業(yè)的尾氣脫硝，而該技術(shù)目前也主要應(yīng)用于電力行業(yè)。
為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種鋰輝石焙燒回轉(zhuǎn)窯窯尾煙氣的處理方法及系統(tǒng)，解決鋰生產(chǎn)尾氣的整體排放問(wèn)題，利用和實(shí)現(xiàn)高溫?zé)煔獬龎m、脫硝和脫硫。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下：
一種鋰輝石焙燒回轉(zhuǎn)窯窯尾煙氣的處理方法，包括以下步驟：
1)將鋰輝石焙燒后得到的尾氣通過(guò)高溫過(guò)濾進(jìn)行過(guò)濾，得到過(guò)濾后尾氣。
具體的，步驟1 )中：通過(guò)高溫膜進(jìn)行高溫過(guò)濾，過(guò)濾后尾氣的溫度為320～360℃，過(guò)濾后尾氣的粉塵濃度小于30mg/m3。
一方面，鋰輝石焙燒通常使用回轉(zhuǎn)窯，出窯煙氣的溫度通常在360～400℃。該高溫?zé)煔饨?jīng)過(guò)高溫膜的高溫過(guò)濾，溫度仍然能維持在320～360℃。
另一方面，過(guò)濾后尾氣可通入催化脫硝( SCR )系統(tǒng)進(jìn)行脫硝。如前文所述，該類反應(yīng)的催化溫度可控制在300～400℃，而通過(guò)前述高溫過(guò)濾后320～360℃的尾氣，剛好與催化脫硝的溫度適配，從而在基本上不需要做升溫或降溫處理、甚至溫度控制的情況下，即可將過(guò)濾后尾氣直接進(jìn)行脫硝。
再一方面，經(jīng)過(guò)高溫過(guò)濾，過(guò)濾后尾氣中粉塵大大減少，從而保證催化脫硝系統(tǒng)中催化劑的使用壽命。
2)將步驟1)得到的過(guò)濾后尾氣通過(guò)催化脫硝進(jìn)行脫硝，得到脫硝后尾氣。
具體的，步驟2)中：脫硝后尾氣的溫度為300～330℃;脫硝效率大于等于90%。
3)將步驟2)得到的脫硝后尾氣進(jìn)行降溫，得到降溫后尾氣。
具體的，步驟3)中：降溫后尾氣的溫度為120～150℃，降溫方式為空冷。
4)將步驟3)得到的降溫后尾氣進(jìn)行脫硫，得到脫硫后尾氣。
5)排放。
本發(fā)明還提供了一種鋰輝石焙燒回轉(zhuǎn)窯窯尾煙氣的處理系統(tǒng)，沿物料流向，包括依次串聯(lián)的回轉(zhuǎn)窯、高溫膜過(guò)濾裝置、催化脫硝裝置、空冷器、脫硫裝置以及排放裝置。
煙氣進(jìn)入高溫膜過(guò)濾裝置，粉塵經(jīng)高溫過(guò)濾膜攔截，攔截效率可達(dá)99 .99%以上，凈氣進(jìn)入SCR系統(tǒng)進(jìn)行脫硝，脫硝后氣體經(jīng)空冷器后進(jìn)入脫硫系統(tǒng)，脫硫煙氣可直接進(jìn)行排放。
具體的，所述高溫膜過(guò)濾裝置至少包括進(jìn)氣口、出氣口以及設(shè)置在所述進(jìn)氣口和所述出氣口之間的垂直于物料流向的高溫膜。
具體的，所述高溫膜為金屬間化合物膜、陶瓷膜、金屬膜或金屬燒結(jié)膜。工作溫度可在320～360℃，從而適用于鋰輝石焙燒尾氣的過(guò)濾。
具體的，所述高溫膜的孔徑為5～20μm，孔隙率為30～45%。
金屬間化合物膜：由金屬間化合物形成的膜。金屬間化合物( intermetalliccompound )是指金屬與金屬、金屬與類金屬之間以金屬鍵或共價(jià)鍵形式結(jié)合而成的化合物。
在金屬間化合物中的原子遵循著某種有序化的排列。例如，Cu6Sn15、Cu3Sn、CuZn、InSb、GaAs、CdSe等都是金屬間化合物。該類膜材料可來(lái)自于現(xiàn)有技術(shù)，例如通過(guò)購(gòu)買的方式得到，例如：成都易態(tài)科技有限公司生產(chǎn)的鋁系金屬間化合物膜(FeAl、TiAl、NiAl等)。
陶瓷膜：陶瓷膜( ceramic membrane )又稱無(wú)機(jī)陶瓷膜，是以無(wú)機(jī)陶瓷材料經(jīng)特殊工藝制備而形成的非對(duì)稱膜。該類膜材料可來(lái)自于現(xiàn)有技術(shù)，例如通過(guò)購(gòu)買的方式得到，例如：波爾公司生產(chǎn)的飛灰過(guò)濾器用的高溫陶瓷濾芯等。
金屬膜：以多孔不銹鋼為基體、TiO2陶瓷為膜層材料的金屬-陶瓷復(fù)合型的無(wú)機(jī)膜。該類膜材料可來(lái)自于現(xiàn)有技術(shù)，例如通過(guò)購(gòu)買的方式得到，例如：西安寶德生產(chǎn)的鈦、不銹鋼多孔材料，等。
金屬燒結(jié)膜：由金屬燒結(jié)材料(又稱燒結(jié)金屬材料 )料形成。該類膜材料可來(lái)自于
現(xiàn)有技術(shù)，例如通過(guò)購(gòu)買的方式得到，例如：西安寶德的燒結(jié)金屬絲網(wǎng)多孔材料，等。
總體上，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案基于金屬間化合物過(guò)濾材料及其他高溫過(guò)濾材料(如陶瓷、金屬燒結(jié)材料等)的特點(diǎn)以及高溫?zé)煔膺^(guò)濾技術(shù)的應(yīng)用，將原有SCR的應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，在煙氣高溫階段進(jìn)行煙氣凈化，凈化后的煙氣進(jìn)行SCR催化反應(yīng)實(shí)現(xiàn)脫硝，而后氣體進(jìn)行脫硫處理，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
技術(shù)方案優(yōu)點(diǎn)：
1、對(duì)回轉(zhuǎn)窯窯尾煙氣進(jìn)行過(guò)濾，將煙氣中的粉塵進(jìn)行攔截，潔凈氣體進(jìn)行SCR系統(tǒng)進(jìn)行催化脫硝，而后進(jìn)行后續(xù)系統(tǒng)進(jìn)行脫硫，直至后面達(dá)標(biāo)排放；
2、進(jìn)行了高溫除塵凈化，催化劑減少了磨損，有效提高了催化劑的使用壽命；
3、降低催化劑活性劣化速率，提高脫硝效率；
4、充分利用了高溫?zé)煔獾臒崃浚诟邷仉A段進(jìn)行除塵，無(wú)需對(duì)煙氣進(jìn)行再加熱，降低了系統(tǒng)運(yùn)行成本。