碳酸锂（Li?CO?）是一种白色粉末，微溶于水（20℃溶解度 1.33 g/L），熔点 723℃，具有以下干燥特点：
- 粒度敏感性：
- 电池级碳酸锂（用于锂电池正极材料）要求粒度分布集中（如 D50=10-20 μm），普通工业级则允许较宽范围（D50=50-100 μm），干燥过程需精准控制颗粒分散与分级。
- 纯度要求高：
- 杂质（如 Fe、Na、Ca 等）含量需＜0.01%，设备材质需避免金属离子污染，通常选用不锈钢 316L 或内衬聚四氟乙烯。
- 热稳定性：
- 高温下（＞600℃）不分解，但干燥温度需兼顾效率与能耗，一般控制在 150-250℃。
- 吸湿性：
- 虽吸湿性较弱，但潮湿环境易结块，干燥后需快速冷却并密封储存，防止吸潮影响流动性。
针对碳酸锂设计的旋转闪蒸干燥机结合了破碎、干燥、分级一体化功能，流程如下：
- 进料与分散：
- 湿碳酸锂（如氢氧化锂碳化后的滤饼，含水率 15%-30%）由螺旋进料器送入干燥机底部高速旋转破碎区（搅拌桨转速 800-1500 r/min）。
- 物料在搅拌桨与破碎齿圈的剪切作用下被粉碎成细颗粒（粒径＜1 mm），同时与底部通入的热空气（180-260℃）充分混合，表面水分快速蒸发。
- 干燥与分级：
- 物料随热气流螺旋上升，在干燥室中部（主干燥区）完成主要干燥过程，水分由内部向表面扩散并蒸发。
- 到达顶部时，通过可调速分级叶轮（转速 1000-2000 r/min）实现粒度分选：
- 合格细颗粒（如≤50 μm）随气流进入旋风分离器和布袋除尘器收集；
- 粗颗粒因离心力较大被甩向器壁，回落至破碎区重新粉碎干燥，形成 “内循环”。
- 气固分离与余热利用：
- 干燥尾气经多级除尘后，可通过换热器回收热量（用于预热新风），降低能耗；
- 成品碳酸锂由星形卸料器排出，直接进入密闭冷却仓或包装系统。
| 参数 | 推荐范围 | 作用与控制要点 |
| 热风入口温度 | 180-260℃（电池级≤220℃） | 温度过高可能导致颗粒表面熔融结块，需通过 PLC 温控系统（精度 ±2℃）调节。 |
| 热风出口温度 | 70-90℃ | 确保物料含水率＜0.3%，避免出口管道冷凝。 |
| 进料湿度 | 含水率 15%-30% | 湿度过高需预干燥（如离心脱水至含水率＜20%），否则影响干燥效率。 |
| 搅拌桨转速 | 800-1500 r/min | 转速越高，物料分散越细，适合电池级高纯度要求；工业级可适当降低至 600-1000 r/min 以节能。 |
| 分级器转速 | 1000-2000 r/min | 转速与成品粒度成反比，例如：转速 1200 r/min 时 D50≈20 μm，转速 1800 r/min 时 D50≈10 μm。 |
| 系统负压 | -800 至 - 1200 Pa | 维持微负压防止粉尘外溢，同时避免外界湿气倒吸。 |
- 防粘与耐磨设计：
- 干燥室底部设置冷却夹套（通冷却水或空气），防止物料因局部过热粘结（尤其适用于高纯度电池级产品）；
- 搅拌桨、破碎齿圈表面喷涂碳化钨涂层（硬度 HV1200-1500），延长耐磨寿命（普通不锈钢材质磨损周期约 3 个月，涂层材质可延长至 1 年以上）。
- 材质要求：
- 接触物料部件：选用不锈钢 316L（耐腐蚀）或哈氏合金 C-276（适用于强腐蚀性工况），表面抛光至 Ra≤0.6μm，避免物料滞留与金属离子污染；
- 非接触部件：外壳采用 Q235B 碳钢，内衬 3mm 厚聚四氟乙烯板，兼顾强度与防粘性能。
- 智能化控制：
- 配置在线激光粒度仪，实时监测成品粒度并反馈调节分级器转速；
- 集成称重计量系统，根据进料量自动调整热风流量，确保干燥效率稳定。
- 主要应用领域：
- 电池行业：生产磷酸铁锂、三元材料前驱体，要求粒度均匀（D50=10-15 μm）、杂质含量低（Fe＜5ppm）；
- 陶瓷行业：用于制备锂基陶瓷釉料，允许粒度较粗（D50=50-80 μm），侧重干燥效率；
- 医药与冶金：医药级碳酸锂需符合 USP/NF 标准，设备需通过 FDA 认证。
- 选型关键参数：
| 产能（kg/h） | 设备型号 | 干燥室直径（mm） | 装机功率（kW） | 占地面积（m2） |
| 50-100 | XSG-5 | 800 | 45-55 | 6×4 |
| 200-300 | XSG-8 | 1200 | 90-110 | 8×5 |
| 500-800 | XSG-12 | 1800 | 160-200 | 12×6 |
- 开机流程优化：
- 先启动风机与搅拌桨，建立稳定负压与旋转气流，再缓慢进料（避免初始阶段物料堆积）；
- 电池级产品生产时，可通入氮气保护（氧含量＜50ppm），防止微量杂质氧化。
- 日常清洁：
- 每班结束后，用压缩空气吹扫分级器、旋风分离器内壁，每周用去离子水冲洗（干燥后需用氮气吹干）；
- 定期检查搅拌桨与干燥室间隙（正常间隙 2-3mm，磨损后需及时调整或更换）。
- 故障排查：
- 粒度波动大：可能是分级器叶轮松动或转速传感器故障，需停机校准；
- 能耗升高：检查换热器是否积灰（热效率下降＞15% 时需清理），或热风管道漏风（负压值偏离设定值＞200Pa 时需密封）。
- 粉尘控制：
- 采用布袋除尘器 + 水喷淋洗涤塔组合，粉尘排放浓度≤10 mg/m3，符合 GB 16297-1996 标准；
- 干燥机本体及管道接地（电阻≤4Ω），防止碳酸锂粉末静电积聚（爆炸极限约 100-300 g/m3）。
- 余热回收：
- 尾气余热通过板式换热器传递给新风，可降低能耗 20%-30%，例如：处理 1000 kg/h 物料时，每年可节约蒸汽约 500 吨。
通过精准匹配碳酸锂的干燥特性，旋转闪蒸干燥机可实现从湿料到合格产品的连续化生产，尤其适用于对粒度、纯度要求苛刻的电池级碳酸锂制备。设备选型时需结合产能、产品规格及环保要求综合考量，同时注重材质与智能化控制系统的配置，以确保长期稳定运行。
