[發明專利]碳酸鋰連續碳化工藝自動化設計方法及控制方法

有效

• 申請號: 201911336904.0
• 申請日: 2019-12-23
• 公開（公告）號: CN110902702B
• 公開（公告）日: 2022-01-25
• 發明（設計）人: 杜明澤;余強;張炳元;倪鴻德;沈凱;沈連元;蔣曉輝;喬建國
• 申請（專利權）人: 天齊鋰業（江蘇）有限公司
• 主分類號: C01D15/08
• 分類號: C01D15/08
• 代理公司: 成都希盛知識產權代理有限公司 51226
• 代理人: 楊冬;武森濤

1.碳酸鋰連續碳化工藝自動化設計方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、將碳酸鋰漿料和熱析母液分別連續輸送至碳化反應容器內，得到混合漿料；混合漿料的密度按公式(1)計算：

ρ_混＝(F₁×ρ₁+F₂×ρ₂)/(F₁+F₂) (1)

其中，ρ_混為混合漿料的密度；ρ₁為碳酸鋰漿料的密度；F₁為碳酸鋰漿料的流量；ρ₂為熱析母液的密度；F₂為熱析母液的流量；

S2、將Li⁺的含量換算為鋰化合物的含量，建立鋰化合物的濃度與混合漿料的密度之間的函數關系式ρ_Li＝f(ρ_混)；其中，ρ_Li為鋰化合物的濃度；

S3、在碳酸鋰完全反應生成碳酸氫鋰的條件下，建立鋰化合物的濃度與反應溫度之間的函數關系式ρ_Li＝f(T)；其中，T為反應溫度；

S4、結合步驟S2和步驟S3中的函數關系式，得到混合漿料的密度與反應溫度之間的函數關系式ρ_混＝f(T)；

S5、結合公式(1)和步驟S4中的函數關系式，得到用于碳酸鋰連續碳化工藝自動化控制的函數關系式F₂＝f(ρ₁，F₁，ρ₂，T)；以碳酸鋰漿料的流量為自變量，以熱析母液的流量為因變量，根據函數關系式F₂＝f(ρ₁，F₁，ρ₂，T)，在自控程序中設置碳酸鋰漿料流量的控制回路與熱析母液流量的控制回路為串級控制，進而實現碳酸鋰連續碳化工藝的自動化控制。

2.根據權利要求1所述的碳酸鋰連續碳化工藝自動化設計方法，其特征在于，步驟S2中，建立鋰化合物的濃度與混合漿料的密度之間的函數關系式，包括如下步驟：

S2.1、建立碳酸鋰的固含量與混合漿料的密度之間的關系圖；

S2.2、根據步驟S2.1中的關系圖，建立鋰化合物的濃度與混合漿料的密度之間的關系圖；

S2.3、根據步驟S2.2中的關系圖，通過數據擬合得到鋰化合物的濃度與混合漿料的密度之間的函數關系式ρ_Li＝f(ρ_混)。

3.根據權利要求1所述的碳酸鋰連續碳化工藝自動化設計方法，其特征在于，步驟S3中，建立鋰化合物的濃度與反應溫度之間的函數關系式，包括如下步驟：

S3.1、通過實驗的方式建立以反應溫度為橫坐標、鋰化合物的濃度為縱坐標，包含曲線A和曲線B的關系圖；其中，曲線A為飽和碳酸氫鋰溶液的曲線，曲線B為飽和碳酸鋰溶液的曲線；在該關系圖中選定位于曲線A和曲線B之間的碳化工藝操作曲線C；

S3.2、對步驟S3.1中的碳化工藝操作曲線C進行數據擬合，得到鋰化合物的濃度與反應溫度之間的函數關系式ρ_Li＝f(T)。

4.根據權利要求1、2或3所述的碳酸鋰連續碳化工藝自動化設計方法，其特征在于，所述鋰化合物為氧化鋰。

5.根據權利要求4所述的碳酸鋰連續碳化工藝自動化設計方法，其特征在于，步驟S2.3中，氧化鋰的濃度與混合漿料的密度之間的函數關系式，按公式(2)計算：

其中，為氧化鋰的濃度，單位是g/L；ρ_混為混合漿料的密度，單位是kg/m³。

6.根據權利要求5所述的碳酸鋰連續碳化工藝自動化設計方法，其特征在于，步驟S3.2中，氧化鋰的濃度與反應溫度之間的函數關系式，按公式(3)計算：

其中，為氧化鋰的濃度，單位是g/L；T為反應溫度，單位是℃。