富锂电解质提锂废渣回收利用的方法

166 编辑：中冶有色技术网来源：濮阳市睿源环保科技有限公司

2024-12-23 15:49:59

权利要求

1.一种富锂电解质提锂废渣回收利用的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、取富锂电解质提锂废渣并配成浆料;

S2、向S1浆料中添加酸性氯化铝溶液，充分反应后向反应体系里加入氢氧化铝颗粒，搅拌均匀;

S3、将S2搅拌均匀后的料液过滤、洗涤，得固体组分;

S4、向S3所得固体组分中添加氢氟酸，充分反应后过滤、洗涤、干燥，即可得到氟化铝产品。

2.根据权利要求1所述的一种富锂电解质提锂废渣回收利用的方法，其特征在于：所述的S1中，富锂电解质提锂废渣为富锂电解质与氯化铝酸性溶液反应溶出锂后剩余的废渣，废渣中的主要成分为冰晶石。

3.根据权利要求2所述的一种富锂电解质提锂废渣回收利用的方法，其特征在于：所述的S2中，酸性氯化铝溶液的浓度为0.5～1.5mol/L，pH控制在2～4;氯化铝溶液中氯化铝的摩尔量与冰晶石摩尔量的比例为1～1.2:1。

4.根据权利要求3所述的一种富锂电解质提锂废渣回收利用的方法，其特征在于：所述的S2中，反应温度为70～90℃，反应时间为2～4h，搅拌强度为200～400r/min。

5.根据权利要求1所述的一种富锂电解质提锂废渣回收利用的方法，其特征在于：所述的S2中，氢氧化铝颗粒的粒度为40～60目。

6.根据权利要求5所述的一种富锂电解质提锂废渣回收利用的方法，其特征在于：所述的氢氧化铝颗粒添加量为提锂废渣质量的10～20%。

7.根据权利要求1所述的一种富锂电解质提锂废渣回收利用的方法，其特征在于：所述的S3中，过滤采用板框压滤机或真空盘式过滤机，采用板框压滤机时，过滤的压力为3～4MPa;采用真空盘式过滤机时，过滤的压力为1～2MPa;过滤完成后水洗2～3次。

8.根据权利要求1所述的一种富锂电解质提锂废渣回收利用的方法，其特征在于：所述的S4中，氢氟酸的质量分数为25～30%，氢氟酸与富锂电解质提锂废渣的液固比为5～10:1。

9.根据权利要求8所述的一种富锂电解质提锂废渣回收利用的方法，其特征在于：所述的S4中，反应温度为70～90℃，反应时间为2～4h，搅拌强度为200～300r/min;过滤采用板框压滤机或真空盘式过滤机，过滤完成后水洗2～3次;洗涤完毕后500～600℃保温1～2h进行干燥。

10.根据权利要求1所述的一种富锂电解质提锂废渣回收利用的方法，其特征在于：所述的氟化铝产品的纯度在99%以上。

说明书

技术领域

[0001]本发明涉及电解铝冶炼渣综合利用技术领域，具体涉及一种富锂电解质提锂废渣回收利用的方法。

背景技术

[0002]铝电解质含锂废渣是工业上通过冰晶石-氧化铝熔盐电解法生产铝时产生的。这些锂的来源可以分为两部分，一部分来源于原料铝土矿，另一部分是为了改善电解质的性质，添加了少量氟化锂。随着系统长期的运行，电解质体系中的锂盐含量逐渐增高，会使氧化铝溶解能力降低，电解质过热度升高，电解槽炉底沉淀增多，并缩短电解槽的使用寿命，影响电解铝的经济效益。因此，当电解质中的锂含量过高时，就需要排出一部分电解质来控制系统的平衡，铝电解质含锂废渣由此产生。

[0003]据统计，电解铝行业每年都有数以百万吨级的铝电解质含锂废渣产生，为了固体废弃物的资源化利用以及缓解我国目前对锂盐的需求，现有的人们通过一系列的方法将含锂废渣中的锂进行提取并回收利用，但对剩余的提锂废渣却并没有很好的处置方式，在剩余的提锂废渣中仍含有45%左右的氟，20%左右的铝，15%左右的钠以及5%左右的钙，如不进行合理的利用，无疑也是资源的一种浪费。

[0004]因此，本发明提出一种对富锂电解质提锂废渣进行回收利用的方法，一方面实现对提锂废渣的处理，避免环境的污染，另一方面也实现提锂废渣的资源化利用，对环境保护以及资源节约都有着重要的意义。

发明内容

[0005]本发明的目的是提供一种富锂电解质提锂废渣回收利用的方法，以解决电解铝行业现有的对富锂电解质中的锂进行提取，但对剩余的提锂废渣并没有很好的处置方式，造成资源浪费的问题。

[0006]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种富锂电解质提锂废渣回收利用的方法，包括以下步骤：

[0007]S1、取富锂电解质提锂废渣并配成浆料;

[0008]S2、向S1浆料中添加酸性氯化铝溶液，充分反应后向反应体系里加入氢氧化铝颗粒，搅拌均匀;

[0009]S3、将S2搅拌均匀后的料液过滤、洗涤，得固体组分;

[0010]S4、向S3所得固体组分中添加氢氟酸，充分反应后过滤、洗涤、干燥，即可得到氟化铝产品。

[0011]进一步地，所述的S1中，富锂电解质提锂废渣为富锂电解质与氯化铝酸性溶液反应溶出锂后剩余的废渣，废渣中的主要成分为冰晶石。

[0012]进一步地，所述的S2中，酸性氯化铝溶液的浓度为0.5～1.5mol/L，pH控制在2～4;氯化铝溶液中氯化铝的摩尔量与冰晶石摩尔量的比例为1～1.2:1。

[0013]进一步地，所述的S2中，反应温度为70～90℃，反应时间为2～4h，搅拌强度为200～400r/min。

[0014]进一步地，所述的S2中，氢氧化铝颗粒的粒度为40～60目。

[0015]进一步地，所述的氢氧化铝颗粒添加量为提锂废渣质量的10～20%。

[0016]进一步地，所述的S3中，过滤采用板框压滤机或真空盘式过滤机，采用板框压滤机时，过滤的压力为3～4MPa;采用真空盘式过滤机时，过滤的压力为1～2MPa;过滤完成后水洗2～3次。

[0017]进一步地，所述的S4中，氢氟酸的质量分数为25～30%，氢氟酸与固体组分的液固比为5～10:1。

[0018]进一步地，所述的S4中，反应温度为70～90℃，反应时间为2～4h，搅拌强度为200～300r/min;过滤采用板框压滤机或真空盘式过滤机，过滤完成后水洗2～3次;洗涤完毕后500～600℃保温1～2h进行干燥。

[0019]进一步地，所述的氟化铝产品的纯度在99%以上。

[0020]本发明的有益效果：

[0021]1、直接采用氯化铝溶液对提锂废渣进行处理，避免了使用酸溶液反应，从而有效的避免反应过程中废酸的产生，有助于环境的保护;

[0022]2、向反应完毕后的反应体系中加入氢氧化铝颗粒，过程中一方面能中和反应液的pH，同时还能够起到过滤助剂的作用;由于在反应过程中氯化铝不可避免的会水解生成氢氧化铝(溶出钙会消耗酸度)，生成的氢氧化铝呈糊状并和生成的氟化铝混在一起，这就导致了难以过滤处理;本发明方法避免了因氯化铝水解导致的过滤困难的难题，给实际生产应用带来了便捷;

[0023]3、通过加入氢氧化铝颗粒在后续处理过程中通过与氢氟酸反应，还可提高产品的量并保证的纯度，不必担心资源的流失问题，便于工业生产中使用。

附图说明

[0024]图1是本发明方法工艺流程示意图。

具体实施方式

[0025]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明技术方案进行清楚、完整的描述。

[0026]实施例1

[0027]向反应釜中添加水500L并在搅拌条件下将富锂电解质提锂废渣100kg(绝干)缓慢添加到反应釜中。

[0028]搅拌均匀后，向反应釜中添加酸性氯化铝溶液，其中酸性氯化铝溶液的pH值为3，浓度为1mol/L，添加量为460L;酸性氯化铝溶液添加完毕后，在80℃，300r/min条件下反应3h，反应完毕后向反应体系中添加60目氢氧化铝颗粒15kg，氢氧化铝添加完毕后，继续搅拌均匀，而后过滤。

[0029]在本实施例中，过滤采用板框压滤机，过滤压力为3.5MPa，过滤完毕后水洗3次，所得固体组分形态松散，不板结。

[0030]向反应釜中添加氢氟酸溶液800L(液固比为8:1，为体积和质量之比，下同)，氢氟酸溶液的质量分数为26%，而后将上述过滤后的固体组分添加至反应釜中，在80℃，250r/min搅拌强度下反应3h，反应结束后排出物料。

[0031]将排出的物料通过板框压滤机进行过滤，过滤后水洗，在550℃下干燥1.5h，即可得到本发明氟化铝产品，经检测，本实施例氟化铝产品的纯度为99.37%。

[0032]对比例1