Lithiumraffination mit Kristallisationssystemen

Condorchem Enviro Solutions bietet umfassende Lösungen für die Konzentration und Raffinierung von Lithium. Unsere Kristallisationssysteme sind darauf ausgelegt, die einzigartigen Verunreinigungsprofile verschiedener Lithiumquellen zu bewältigen:

• Traditionelle Soleverdunstungsbecken
• Hartgesteinsminen
• Moderne Direkt-Lithium-Extraktionsverfahren (DLE)

Wir stellen die notwendige Technologie bereit, um verdünnte Lithiumchlorid-Lösungen, die in DLE-Prozessen gewonnen werden, in hochreines Lithiumcarbonat und Lithiumhydroxid umzuwandeln.

Unsere Kristallisationsanlagen können als komplettes schlüsselfertiges System eingesetzt oder einzeln in einen bestehenden Prozess integriert werden.

DESALT MVR FCVacuum crystallizers by mechanical vapour recompression and forced circulationDESALT VRThermal vacuum crystallizersDESALT LT VRHeat pump vacuum crystallizersDESALT MFEThermal vacuum crystallizers by forced circulationDESALT LT DRYHeat pump vacuum crystallizers

Kristallisatoren sind die Kerntechnologie zur Herstellung wertvoller, batterietauglicher Lithiumprodukte. Eine gut konzipierte Kristallisationsanlage steuert die Bildung und das Wachstum der Kristalle, um Verunreinigungen effektiv zu trennen und die erforderliche Reinheit zu erreichen.

Condorchem Enviro Solutions entwirft und liefert robuste Kristallisationssysteme, die auf die Bedürfnisse unserer Kunden zugeschnitten sind. Unsere Kristallisatoren ermöglichen es den Kunden:

• Die Rückgewinnung von hochreinem, batterietauglichem Lithiumhydroxid und Lithiumcarbonat zu maximieren.
• Verunreinigungen durch präzise Prozesssteuerung effektiv zu entfernen.
• Die Gesamteffizienz des Prozesses zu verbessern, um Betriebskosten zu senken und den Umsatz zu steigern.

Die folgenden Lithiumformen können nach dem Kristallisationsprozess gewonnen werden:

• LiOH·H₂O wird typischerweise über Zwangsumlauf-(FC)-Verdampfungskristallisatoren gewonnen, die Feststoffe in Suspension halten und Ablagerungen widerstehen – ideal für gleichmäßiges, sauberes Wachstum.
• Li₂CO₃: kann mittels Draft-Tube-Baffle-(DTB)-Kristallisatoren hergestellt werden, um größere, gleichmäßigere Kristalle mit hoher Reinheit zu erzeugen, die anschließend gewaschen und zentrifugiert werden, um die Endanforderungen zu erfüllen. Labor- und Pilotversuche definieren Wasch- und Bruchgrenzen.
• Präzise Karbonatisierung und Raffinierung ermöglichen bei Bedarf >99,9 % Li₂CO₃.

Wir bieten Labor-, Pilot- und Großanlagen-Designs an, damit Ihr kommerzielles System hinsichtlich Kristallausbeute, Morphologie und Zentrifugenleistung vor dem Bau risikominimiert ist.

Mechanische Dampfverdichtung (MVR) Kristallisatoren bieten überlegene Energieeffizienz und Betriebssicherheit. MVR-Kristallisationssysteme verwenden Strom, um einen Kompressor anzutreiben, der Wärme recycelt, wodurch sie eine kosteneffiziente Wahl sind, wenn günstiger Dampf nicht verfügbar ist.

Wesentliche Merkmale unserer MVR-Kristallisatoren umfassen:

• Die Systeme sind mit intelligenten Steuerungen für Selbstreinigung, automatischen Start und Stopp sowie Kapazitätsregelung ausgestattet, was eine hohe Verfügbarkeit und einfache Bedienung gewährleistet.
• Unsere MVR-Kristallisatoren sind aus hochwertigen, korrosionsbeständigen Materialien und Tier-1-Komponenten gefertigt und auf Langlebigkeit und Zuverlässigkeit ausgelegt.
• Unsere Kristallisationssysteme können ein komplettes Paket für die Feststoffproduktion integrieren, einschließlich Dekanterzentrifugen und Schlammmanagementsystemen, um ein endgültiges, entwässertes Produkt zu liefern.
• MVR-Kristallisatoren sind entscheidend für die Erreichung von Zero Liquid Discharge (ZLD) bei Abwasserströmen, gewährleisten Umweltkonformität und fördern nachhaltige Betriebsweisen.

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1. Direkte Lithiumextraktion (DLE) und Vorbehandlung

Der Prozess beginnt mit roher Lithiumsole, die zunächst an eine Direct Lithium Extraction (DLE)-Einheit weitergeleitet wird. Das Diagramm weist darauf hin, dass dieser DLE-Prozess typischerweise von anderen spezialisierten Unternehmen durchgeführt wird.

In dieser Phase werden Eingaben wie HCl und Waschwasser verwendet, um Lithium selektiv zu extrahieren, wodurch eine anfängliche LiCl- (Lithiumchlorid-) Lösung und ein Abfallsolestrom entstehen. Jegliches Abfallwaschwasser aus dieser Phase kann mittels Umkehrosmose (XtremeRO) behandelt und zurückgewonnen werden.

Die LiCl-Lösung durchläuft anschließend eine Fällung & Vorbehandlung zur Entfernung von Verunreinigungen. Dies umfasst:

• Optionale chemische Fällung (BrineRefine): Dieser Schritt zielt darauf ab, Skalierungsionen zu entfernen, die nachgelagerte Anlagen verunreinigen könnten.
• Ultrafiltration (XtremeUF): Die Lösung wird anschließend filtriert, um suspendierte Feststoffe zu entfernen, was zu einer sauberen, „verarbeiteten LiCl-Lösung“ führt, die für die nächste Stufe bereit ist.

2. Konzentration der LiCl-Lösung

Nach der Vorbehandlung wird die verarbeitete LiCl-Lösung konzentriert, um den Lithiumgehalt zu erhöhen. Die primäre Methode ist die Umkehrosmose (XtremeRO/IARO), die effizient Wasser entfernt.

Als alternative oder ergänzende Maßnahme kann ein Verdampfer (SaltMaker MVR) für eine weitere Konzentration eingesetzt werden. Das Ergebnis ist eine hochkonzentrierte „LiCl-Lösung“.

3. Umwandlung zum finalen Batterie-Qualitätsprodukt

Aus der konzentrierten LiCl-Lösung kann der Prozess in drei unterschiedliche Wege aufgeteilt werden, um entweder Lithiumhydroxid oder Lithiumcarbonat herzustellen.

Weg A: LiOH Elektrochemischer Prozess

Dies ist ein direkter Prozess zur Herstellung von Lithiumhydroxid.

1. Elektrochemische Umwandlung: Die konzentrierte LiCl-Lösung wird elektrochemisch zu LiOH umgewandelt, ein Prozess, der auch einen Hoch-TDS-Ionenaustausch beinhaltet. Dabei entstehen Wasserstoff (H₂) und Chlor (Cl₂) als Nebenprodukte.
2. Kristallisation: Die resultierende LiOH-Lösung wird einem thermischen 2-Stufen-Kristallisationsprozess mit einem MVR-System (Kristallisator + Zentrifuge) zugeführt, um feste Kristalle zu erzeugen.
3. Das Endprodukt ist Batterie-Qualitäts Lithiumhydroxid-Monohydrat (LiOH.H₂O).

Weg B: LiOH Kalkprozess

Dieser Prozess verwendet traditionellere chemische Fällungsmethoden.

1. Erstkonversion zu Carbonat: Natriumcarbonat (Na₂CO₃) wird der konzentrierten LiCl-Lösung in einem chemischen Fällungsschritt zugegeben, um festes Lithiumcarbonat (Li₂CO₃) zu erzeugen.
2. Umwandlung zu Hydroxid: Kalkmilch wird anschließend dem Li₂CO₃ in einem zweiten chemischen Fällungsschritt zugegeben, wodurch es zu LiOH umgewandelt wird und Calciumcarbonat (CaCO₃) als Feststoff ausfällt.
3. Reinigung und Kristallisation: Die LiOH-Lösung wird mit Hoch-TDS-Ionenaustausch weiter gereinigt, bevor sie im MVR-Kristallisationssystem kristallisiert wird.
4. Dieser Prozess erzeugt ebenfalls Batterie-Qualitäts Lithiumhydroxid-Monohydrat (LiOH.H₂O).

Weg C: Li₂CO₃ Prozess

Dies ist der dedizierte Weg zur Herstellung von Lithiumcarbonat.

1. Umwandlung und Fällung: Die konzentrierte Lösung wird zu Li₂CO₃ umgewandelt, indem sie zuerst eine Hoch-TDS-Ionenaustauscheinheit durchläuft und anschließend in einen chemischen Fällungsreaktor gelangt, in dem Natriumcarbonat (Na₂CO₃) zugegeben wird.
2. Nach diesem Schritt ist es möglich, technisches Li₂CO₃ als Zwischenprodukt zu extrahieren.
3. Der Hauptstrom wird einem Aufbereitungsprozess unterzogen, um eine höhere Reinheit zu erreichen.
4. Das Endprodukt ist Batterie-Qualitäts Lithiumcarbonat (Li₂CO₃).

Das Team von Condorchem Enviro Solutions verfügt über umfangreiche Erfahrung im Design von Lithium-Kristallisationssystemen, die den einzigartigen Anforderungen jeder Lithiumquelle gerecht werden und die vom Kunden geforderten Reinheitsziele erreichen.

• Unser Prozess beginnt mit einer gründlichen Analyse und Prüfung, die es uns ermöglicht, die für ein erfolgreiches kommerzielles Anlagendesign erforderlichen Daten zu sammeln.
• Unsere Systeme können als vormontierte, werkgetestete Module geliefert werden, wodurch die Bauzeit und -kosten vor Ort reduziert, Risiken minimiert und eine schnelle, skalierbare Implementierung ermöglicht wird.
• Unsere Lithium-Raffinationssysteme sind darauf ausgelegt, die Umweltbelastung zu minimieren, mit Fokus auf Wassergewinnung durch Membranfiltration und Zero Liquid Discharge mit effizienten Kristallisatoren.

Egal, ob Sie eine komplette Sole-zu-Batterie-Chemieanlage oder eine einzelne Hochleistungsprozessstufe benötigen, Condorchem Enviro Solutions liefert die Technologie und Expertise, um Ihr Projekt vom Konzept bis zur Produktion zu beschleunigen.

Kontaktieren Sie noch heute unsere Experten, um Ihre Anforderungen an die Lithium-Raffination zu besprechen und zu erfahren, wie unsere intelligenten Lösungen die Leistung und Rentabilität Ihres Projekts maximieren können.