جهاز تبخير MVR لاستخلاص الليثيوم بالكهرباء 3 أطنان/ساعة

أولا: نظرة عامة على المشروع

المالك: شركة مصنعة لمادة كاثود فوسفات الحديد الليثيوم بطاقة إنتاجية سنوية تبلغ 50 ألف طن

ظروف التشغيل: محلول الأم لترسيب الليثيوم Li₂CO₃ من فئة البطارية 3 طن/ساعة، Li⁺ 2.2 جم/لتر، Na⁺ 65 جم/لتر، CO₃²⁻ 45 جم/لتر، الرقم الهيدروجيني 11، يحتوي على كميات ضئيلة من الفوسفور والفلور والحديد؛ استخدم النظام الأصلي التبخر ثلاثي التأثير + أجهزة الطرد المركزي، مما أدى إلى فقدان انسياب الليثيوم >8%، واستهلاك البخار 0.42 طن/طن، وتكاليف تشغيل عالية، وضباب أبيض كبير في الموقع.

أهداف:

1. معدل استرداد الليثيوم ≥98%، المنتج الثانوي Na₂CO₃·10H₂O يصل إلى الدرجة الصناعية؛

2. استهلاك الطاقة الشامل لكل طن من الماء ≤ 28 كيلووات ساعة، تجديد البخار الحي صفر؛

3. نظام التشغيل المستمر ≥8000 ساعة/سنة، إيقاف التشغيل للتنظيف ≤4 مرات/سنة؛

4. دورة التسليم ≤4 أشهر، ضمان لمدة 3 سنوات، خدمة دورة الحياة الكاملة.

II. عملية التعاون (العقد المهمة)

1. اختبار المختبر التجريبي على نطاق واسع (7 أيام): يكمل مختبر عينات المياه الشامل التابع لشركة Conqinphi تحديد مخطط الطور الرباعي Li-Na-CO₃-H₂O، مما يؤكد أن فقدان الليثيوم في مسار فصل MVR+الملح المتجمد هو <0.5%.

2. التحقق من النطاق التجريبي (30 يومًا): اختبار النطاق التجريبي في الموقع بمعدل 5 متر مكعب/يوم على منصة، تشغيل مستمر لمدة 720 ساعة، إنتاج الليثيوم بنسبة 98.3%، إصدار المالك لتقرير القبول.

3. حزمة العملية وتوقيع العقد التجاري: تقديم مخطط المشروع، ومخطط المشروع، وقائمة المعدات، وقيم استهلاك الطاقة المضمونة؛ واستكمال الاتفاقية الفنية وتوقيع العقد في غضون 15 يومًا.

4. التصميم التفصيلي: إكمال رسومات التصميم وحسابات الإجهاد والتقارير الأخرى في غضون 30 يومًا، وتلبية معايير إنتاج سلامة بطاريات الليثيوم.

5. تصنيع المعدات: يتم تصنيع مبخرات التيتانيوم، والفواصل، والمبادلات الحرارية، ونظام تجفيف السائل الأم، ونظام التسخين المسبق، وما إلى ذلك، في المصنع في وقت واحد.

6. التركيب والتشغيل: الشحن على الزلاجة + توصيل الحافة في الموقع، والانتهاء من الأعمال الميكانيكية في غضون 15 يومًا؛ ونقل المياه والملح عبر الوسائط المتعددة وإكمال اختبار الأداء في غضون 30 يومًا.

7. اختبار الأداء: اختبار مستمر لمدة 72 ساعة: معدل استرداد الليثيوم 98.5٪، استهلاك البخار 0 طن، استهلاك الطاقة 26.8 كيلوواط ساعة / طن، اجتاز القبول في المحاولة الأولى.

8. تدريب التشغيل والصيانة: يتم توفير إجراءات التشغيل القياسية وقوائم التحقق من التفتيش ونظام تدريب الواقع الافتراضي؛ ومعدل شهادة 100% لمشغلي المالك.

III. تكوين النظام وأبرز العمليات

1. مسار العملية

تركيز غشاء السقوط MVR ← التبلور السريع بالدوران القسري ← نزع النتروجين بالتبريد العميق ← التجفيف بالطرد المركزي ← إعادة تدوير Li₂CO₃ المستخدم في البطاريات

2. المعدات الرئيسية

مبخر الفيلم المتساقط: مساحة تبادل حراري تبلغ 180 مترًا مربعًا، لوحة مركبة من التيتانيوم/التيتانيوم، مقاومة للتآكل الناتج عن إجهاد ثاني أكسيد الكربون؛

الضاغط: ارتفاع درجة الحرارة 24 درجة مئوية، كفاءة متساوية الحرارة 85%، تحويل التردد 10-100%، دورة صيانة لمدة 5 سنوات؛

جهاز التبلور بالدوران القسري: أنبوب توجيه φ2.2 متر + أرجل غسيل، حجم الجسيمات 0.4-0.8 مم >70٪؛

تجفيف السائل الأم: مجفف أشعل النار، محتوى الرطوبة المتبقية <5%، معفى من مكب النفايات وفقًا لـ HW18.

3. استراتيجية التحكم

نظام التحكم التلقائي PLC: كثافة نقطة نهاية التبخر ±0.002 جم/سم³، هامش زيادة الضاغط >15%؛

محلل الليثيوم والصوديوم عبر الإنترنت (ICP-OES) + التنظيف التنبئي بالذكاء الاصطناعي، ودقة الإنذار المبكر تصل إلى 96٪؛

التكامل السلس لنظام التحكم الموزع (DCS) الخاص بالمصنع بأكمله مع نظام تنفيذ التصنيع (MES) الخاص بالمالك، وتفاصيل البيانات في ثانية واحدة، ودعم التشغيل والصيانة عن بعد عبر الويب/التطبيق.

رابعًا: بيانات التشغيل (تقييم الأداء - مايو ٢٠٢٥)

1. سعة المعالجة: 3.0 طن/ساعة (قيمة التصميم 100%)

2. معدل استرداد الليثيوم: 98.5% (> الهدف التعاقدي 98%)

3. استهلاك الطاقة: 26.8 كيلوواط ساعة/طن (بما في ذلك التبريد والتجفيف)

4. البخار المباشر: 0 طن (إيقاف التشغيل بعد أقل من 30 دقيقة من التسخين المسبق)

5. المنتج الثانوي Na₂CO₃·10H₂O: 0.9 طن/يوم، نقاء 99.1%، يُباع لمصانع الزجاج مقابل 400 يوان صيني/طن

6. معدل تشغيل النظام: 8,300 ساعة/سنة (السنة الأولى من التقييم)

7. دورة التنظيف: 90 يومًا (حمض الأكساليك + الموجات فوق الصوتية مجتمعة، تكتمل في 6 ساعات)

V. ملخص المزايا التقنية

١. معدل استرداد ليثيوم رائد في الصناعة: تحكم دقيق في مخطط الطور + نزع النتروجين بالتبريد العميق، محلول الأم Li⁺ <0.04 جم/لتر، الفاقد <0.5%. ٢. توفير فائق للطاقة: معدل استرداد الليثيوم + غشاء ساقط + رفع مغناطيسي، مما يوفر 65% من الكهرباء مقارنةً بأنظمة التأثير الثلاثي التقليدية، مما يؤدي إلى توفير سنوي في تكاليف الكهرباء بقيمة 3.2 مليون يوان.

3. الاستقرار طويل الأمد: مواد التيتانيوم + الفولاذ المزدوج، مقاومة للتآكل CO₃²⁻/F⁻/P⁻، عمر المعدات >12 سنة.

4. التسليم المعياري: معدل تصنيع مسبق في المصنع بنسبة 90%، مما يقلل التثبيت في الموقع بنسبة 70% ويقصر فترة البناء بنسبة 30%.

5. صفر بخار، صفر ضباب أبيض: نظام مغلق بالكامل، 100% بخار ثانوي مضغوط ومعاد استخدامه، لا يوجد تلوث بصري في الموقع.

VI.خدمة دورة الحياة الكاملة:

1. فترة الضمان: سنة واحدة، الضاغط خالي من الإصلاحات الكبرى لمدة 5 سنوات؛

2. مستودع قطع الغيار: تصل قطع الغيار الرئيسية إلى الموقع خلال 48 ساعة؛

3. التشغيل والصيانة عن بعد: مراقبة سحابية على مدار 24 ساعة، ومهندس خدمة مخصص للدعم الفردي؛

٤. خدمة الترقية: توفر واجهات توسعة لزيادة الإنتاج اللاحقة إلى ٥ أطنان/ساعة (مع قاعدة ضاغط مخصصة ووصلات أنابيب). ٥. نظام التدريب: زيارتان فنيتان للمتابعة سنويًا؛ وتظل شهادة مهارة المشغل سارية المفعول.

٧. قيمة العميل

بعد تشغيل المشروع، سيعيد المالك تدوير 180 طنًا من بطاريات الليثيوم (Li₂CO₃) سنويًا، بقيمة 14.4 مليون يوان صيني؛ ويوفر 38 ألف طن من البخار، أي ما يعادل 7.6 مليون يوان صيني؛ ويحقق إيرادات بقيمة 1.3 مليون يوان صيني من مُنتج ثاني أكسيد الصوديوم (Na₂CO₃) الثانوي؛ بإجمالي فوائد اقتصادية سنوية تبلغ 23.3 مليون يوان صيني. وفي الوقت نفسه، يُحقق المشروع عدم انبعاث أي مياه صرف صحي تحتوي على الليثيوم، مما يُرسي أساسًا بيئيًا للتوسع اللاحق لمشروع فوسفات حديد الليثيوم الذي تبلغ طاقته الإنتاجية 100 ألف طن.