提取铝电解质中锂盐的方法

1.本发明涉及铝电解质处理技术领域，尤其涉及一种提取铝电解质中锂盐的方法。

背景技术：

2.近年来，随着我国电解铝工业的迅速发展，对铝土矿资源的需求量急剧增加，因此大量中低品位铝土矿被开采并用于制备冶金级氧化铝。但是中低品位的铝土矿中含有大量的碱金属元素，特别是我国铝土矿主要产区得到铝土矿中，锂盐含量较高。这种锂盐含量较高的氧化铝用于电解铝生产时，锂盐随氧化铝一起进入到铝电解槽中，并不断在电解质中积累，随着生产的持续，锂盐在电解质中的含量增加，从而使电解质组份发生连续变化。随着电解质中锂的含量逐步升高，电解质初晶温度逐渐降低，在这样条件下，过热度有时可以升高到30℃以上。过热度过高，炉帮形成困难，已形成的炉帮变薄，影响铝电解槽的稳定运行和降低铝电解槽的寿命。随着锂含量增加，铝电解质对氧化铝溶解度降低，这样会造成电解质中氧化铝含量降低，影响铝电解。而随着工业技术的发展，锂盐的工业应用领域不断扩展，如锂电池、铝锂合金、溴化锂空调、原子能工业、有机合成等，对锂盐的需求迅猛发展。因此，通过采用合适的工艺提取回收电解质中的锂元素，不仅对于铝电解生产的影响具有重要意义，还能够将提取的锂盐用于锂电池等领域。

3.目前，从铝土矿中的提取回收锂盐的方法通常采用硫酸溶液将铝电解质中的锂盐浸出，但是这种方法不仅将锂盐浸出，还能将铝电解质中的其他组分浸出，后续锂盐与其他组分分离困难，得到的锂盐的纯度较低。现有技术中还通过采用其他的方式去除铝土矿中的锂盐，比如中国专利cn107974565a公开了一种铝电解质中锂元素选择性硝酸浸出的方法，但是这种方法锂盐的溶出率有待改善。并且，目前从铝土矿中的提取回收锂盐的方法通常聚焦于锂盐的回收，而在回收过程中废弃物还有大量的有益组分，这些有益组分不能得到很好的回收，会造成资源的浪费。此外，在从铝土矿中的提取回收锂盐过程中还存在有毒气体，如hf排放量高的缺点，存在不环保的缺陷。

技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种提取铝电解质中锂盐的方法，本发明提供的方法不仅有毒气体排放量少，而且能够从铝电解质中提取高纯度锂盐，还能够提取出高纯度冰晶石。

5.为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

6.本发明提供了一种提取铝电解质中锂盐的方法，包括以下步骤：

7.(1)将含有锂元素的铝电解质粉末与氢氧化钠溶液混合，进行碱浸后过滤，得到一次滤液和一次滤渣；

8.(2)将所述步骤(1)得到的一次滤渣与氢氧化钠溶液混合，进行碱浸后过滤，得到二次滤液和二次滤渣；将所述二次滤渣与氢氧化钠溶液混合，进行碱浸后过滤，重复将滤渣与氢氧化钠溶液混合进行碱浸后过滤的操作，至不产生滤渣为止，得到最终滤液；

9.(3)将所述步骤(1)～(2)得到的所有滤渣与酸液混合，进行酸浸后过滤，得到三次

滤液和三次滤渣；

10.(4)将所述步骤(3)得到三次滤液的ph值调节为10～12，得到碱性混合液，向所述碱性混合液中通入二氧化碳，至所述碱性混合液中的沉淀不再增加为止，进行固液分离后得到碳酸锂；

11.(5)将所述步骤(1)～(2)得到的所有滤液的ph值分别调节为8～10，在50～90℃下，反应12～24h，得到冰晶石。

12.优选地，所述步骤(1)和步骤(2)中的碱浸的温度为80～100℃，碱浸的时间为120～150min。

13.优选地，所述步骤(1)和步骤(2)中的氢氧化钠溶液的浓度独立地为2.5～5mol/l。

14.优选地，所述步骤(1)中的含有锂元素的铝电解质粉末与氢氧化钠溶液的液固比为4.5～30ml/g。

15.优选地，所述步骤(2)中的一次滤渣与氢氧化钠溶液的液固比以及二次滤渣与氢氧化钠溶液的液固比独立地为5～20ml/g。

16.优选地，所述步骤(3)中的酸液包括盐酸、硫酸、硝酸或高氯酸。

17.优选地，所述步骤(3)中的酸液的浓度为1～4mol/l。

18.优选地，所述步骤(3)中所有滤渣与酸液的液固比为15～45ml/g。

19.优选地，所述步骤(3)中酸浸的温度为50～90℃，酸浸的时间为12～24h。

20.优选地，所述步骤(1)和步骤(2)中的碱浸和所述步骤(3)中的酸浸在搅拌下进行。

21.本发明提供了一种提取铝电解质中锂盐的方法，包括以下步骤：将含有锂元素的铝电解质粉末与氢氧化钠溶液混合，进行碱浸后过滤，得到一次滤液和一次滤渣；将得到的一次滤渣与氢氧化钠溶液混合，进行碱浸后过滤，得到二次滤液和二次滤渣；将所述二次滤渣与氢氧化钠溶液混合，进行碱浸后过滤，重复将滤渣与氢氧化钠溶液混合进行碱浸后过滤的操作，至不产生滤渣为止，得到最终滤液；将上述步骤得到的所有滤渣与酸液混合，进行酸浸后过滤，得到三次滤液和三次滤渣；将得到三次滤液的ph值调节为10～12，得到碱性混合液，向所述碱性混合液中通入二氧化碳，至所述碱性混合液中的沉淀不再增加为止，进行固液分离后得到碳酸锂；将得到的所有滤液的ph值分别调节为8～10，在50～90℃下，反应12～24h，得到冰晶石。本发明先将含有锂元素的铝电解质粉末进行数次碱浸，碱浸过程使含有锂元素的铝电解质中的锂元素转化为lif沉淀，经酸浸将lif沉淀转化为可溶性锂盐，即三次滤液；然后调节三次滤液的ph值为10～12，此ph值范围能够使后续向三次滤液中通入二氧化碳时将可溶性锂盐转化为碳酸锂沉淀。本发明将碱浸得到滤液合并后调节ph为8～10，并控制反应的温度和时间，在此ph值、反应温度和时间的范围下能够保证冰晶石析出，得到高纯度的冰晶石。本发明提供的方法利用碱浸和酸浸提取铝电解质中锂盐，能有效提取电解质中的的锂元素，同时得到纯度很高的铝电解质冰晶石。实验结果表明，本发明提供的方法得到的碳酸锂和冰晶石的纯度都可以达到95％以上。

22.本发明提供的制备方法不仅处理了含有大量氟化物的废弃工业电解质，而且还得到了纯度很高的冰晶石和锂盐，两者都有很高的利用价值。

23.本发明提供的制备方法在碱浸过程中不会产生大量的有毒hf气体，只有在处理三次过滤物时会产生hf气体，而氟化锂的含量极少，因此产生的hf也极少，大大降低了有毒废气的排放。

附图说明

24.图1为本发明提供的提取铝电解质中锂盐的方法的流程图。

具体实施方式

25.本发明提供了一种提取铝电解质中锂盐的方法，包括以下步骤：

26.(1)将含有锂元素的铝电解质粉末与氢氧化钠溶液混合，进行碱浸后过滤，得到一次滤液和一次滤渣；

27.(2)将所述步骤(1)得到的一次滤渣与氢氧化钠溶液混合，进行碱浸后过滤，得到二次滤液和二次滤渣；将所述二次滤渣与氢氧化钠溶液混合，进行碱浸后过滤，重复将滤渣与氢氧化钠溶液混合进行碱浸后过滤的操作，至不产生滤渣为止，得到最终滤液；

28.(3)将所述步骤(1)～(2)得到的所有滤渣与酸液混合，进行酸浸后过滤，得到三次滤液和三次滤渣；

29.(4)将所述步骤(3)得到三次滤液的ph值调节为10～12，得到碱性混合液，向所述碱性混合液中通入二氧化碳，至所述碱性混合液中的沉淀不再增加为止，进行固液分离后得到碳酸锂；

30.(5)将所述步骤(1)～(2)得到的所有滤液的ph值分别调节为8～10，在50～90℃下，反应12～24h，得到冰晶石。

31.本发明将含有锂元素的铝电解质粉末与氢氧化钠溶液混合，进行碱浸后过滤，得到一次滤液和一次滤渣。

32.本发明优选在含有锂元素的铝电解质粉末与氢氧化钠溶液混合前对所述含有锂元素的铝电解质粉末进行煅烧。在本发明中，所述煅烧的温度优选为180～210℃，更优选为200℃；所述煅烧的时间优选为1～4h，更优选为3h。在本发明中，所述煅烧能够去除含有锂元素的铝电解质中的部分杂质，并且还能够去除水分，有利于后续对所述含有锂元素的铝电解质的破碎。

33.在本发明中，所述含有锂元素的铝电解质粉末的粒径优选为1～30mm，更优选为10～20mm。本发明对所述含有锂元素的铝电解质的来源没有特殊限定，采用本领域技术人员能够获得的含有锂元素的铝电解质即可。在本发明中，所述含有锂元素的铝电解质优选为工业铝电解质。

34.在本发明中，当所述含有锂元素的铝电解质的粒径为上述范围时，可以直接使用；当所述含有锂元素的铝电解质的粒径大于上述范围时，本发明优选对所述含有锂元素的铝电解质进行破碎，使所述含有锂元素的铝电解质的粒径为上述范围。本发明对所述破碎的装置没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的破碎装置即可。在本发明中，所述破碎的装置优选包括鄂破机、圆锥破碎机、旋回式破碎机、锤式破碎机、辊式破碎机、反击式破碎机或冲击式破碎机。在本发明中，当所述破碎装置不能将所述含有锂元素的铝电解质的粒径破碎至上述范围时，本发明优选对所述破碎后的含有锂元素的铝电解质进行研磨，使所述含有锂元素的铝电解质的粒径为上述范围。

35.在本发明中，所述氢氧化钠溶液的浓度优选为2.5～5mol/l，更优选为3～4mol/l。在本发明中，所述氢氧化钠溶液的浓度为上述范围时，有利于使含有锂元素的铝电解质中的锂元素转化为lif沉淀，使含有锂元素的铝电解质中的铝转化为可溶性铝盐。

36.在本发明中，当所述氢氧化钠溶液的浓度优选为2.5～5mol/l时，所述含有锂元素的铝电解质粉末与氢氧化钠溶液的液固比优选为4.5～30ml/g，更优选为10～25ml/g。在本发明中，所述含有锂元素的铝电解质粉末与氢氧化钠溶液的液固比为上述范围时更有利于促进氢氧化钠与含有锂元素的铝电解质的反应。

37.在本发明中，所述碱浸的温度优选为80～100℃，更优选为85～95℃；所述碱浸的时间优选为120～150min，更优选为130～140min。在本发明中，所述碱浸的温度和时间为上述范围时能够使氢氧化钠与含有锂元素的铝电解质充分反应。

38.在本发明中，所述碱浸优选在搅拌下进行。本发明对所述搅拌的速率没有特殊限定，能够使含有锂元素的铝电解质粉末在氢氧化钠溶液中分散即可。在本发明中，所述搅拌能够使含有锂元素的铝电解质与氢氧化钠溶液反应进行的更加充分。

39.本发明优选在搅拌的过程中向所述含有锂元素的铝电解质粉末在氢氧化钠溶液组成的反应液中加入水。本发明对所述水的量没有特殊限定，能够使所述反应液的体积维持不变即可。在本发明中，随着搅拌的进行，水蒸发的量越多，向所述反应液中加入水能够防止水被蒸发干净而导致反应无法在液体环境中进行。

40.本发明优选对所述过滤后得到的体系进行洗涤，得到一次滤渣。本发明对所述洗涤的操作方式没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的洗涤方式即可。在本发明中，所述洗涤的试剂优选为水。

41.得到一次滤渣后，本发明将所述一次滤渣与氢氧化钠溶液混合，进行碱浸后过滤，得到二次滤液和二次滤渣。

42.在本发明中，所述氢氧化钠溶液的浓度优选为2.5～5mol/l，更优选为3～4mol/l。在本发明中，所述氢氧化钠溶液的浓度为上述范围时，有利于使含有锂元素的铝电解质中的锂元素转化为lif沉淀，使含有锂元素的铝电解质中的铝转化为可溶性铝盐。

43.在本发明中，当所述氢氧化钠溶液的浓度优选为2.5～5mol/l时，所述一次滤渣与氢氧化钠溶液的液固比优选为5～20ml/g，更优选为10～15ml/g。在本发明中，一次滤渣与氢氧化钠溶液的液固比为上述范围即可实现对一次滤渣中的电解质与氢氧化钠反应。

44.在本发明中，所述一次滤渣与氢氧化钠溶液混合进行碱浸的温度和时间与所述含有锂元素的铝电解质粉末与氢氧化钠溶液混合进行碱浸的温度和时间相同，此处不再进行赘述。

45.在本发明中，所述一次滤渣与氢氧化钠溶液混合进行碱浸优选在搅拌下进行。本发明对所述搅拌的速率没有特殊限定，能够使一次滤渣在氢氧化钠溶液中分散即可。在本发明中，所述搅拌能够使一次滤渣与氢氧化钠溶液反应进行的更加充分。

46.本发明优选在搅拌的过程中向所述一次滤渣和氢氧化钠溶液组成的反应液中加入水。本发明对所述水的量没有特殊限定，能够使所述反应液的体积维持不变即可。在本发明中，随着搅拌的进行，水蒸发的量越多，向所述反应液中加入水能够防止水被蒸发干净而导致反应无法在液体环境中进行。

47.本发明优选对所述过滤后得到的体系进行洗涤，得到二次滤渣。本发明对所述洗涤的操作方式没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的洗涤方式即可。在本发明中，所述洗涤的试剂优选为水。

48.得到二次滤渣后，本发明将所述二次滤渣与氢氧化钠溶液混合，进行碱浸后过滤，

重复将滤渣与氢氧化钠溶液混合进行碱浸后过滤的操作，至不产生滤渣为止，得到最终滤液。

49.在本发明中，所述二次滤渣与氢氧化钠溶液混合，进行碱浸后过滤的操作方法与所述一次滤渣与氢氧化钠溶液混合，进行碱浸后过滤的操作方法一致，此处不再进行赘述。

50.在本发明中，所述重复将滤渣与氢氧化钠溶液混合进行碱浸后过滤的操作与所述一次滤渣与氢氧化钠溶液混合，进行碱浸后过滤的操作方法一致，在此不再进行赘述。

51.本发明对所述将滤渣与氢氧化钠溶液混合进行碱浸后过滤的重复次数没有特殊限定，至不产生滤渣为止，得到最终滤液。在本发明中，所述滤渣与氢氧化钠溶液混合进行碱浸能够将含有锂元素的铝电解质中的锂元素转化为lif沉淀，当不再产生滤渣时，所述含有锂元素的铝电解质中的锂元素全部转化为可溶性锂盐。

52.在本发明中，上述技术方案所述含有锂元素的铝电解质粉末与氢氧化钠溶液混合进行碱浸、一次滤渣与氢氧化钠溶液混合进行碱浸、二次滤渣与氢氧化钠溶液混合进行碱浸和重复将滤渣与氢氧化钠溶液混合进行碱浸的过程能够将含有锂元素的铝电解质或滤渣中的锂元素转化为锂沉淀，反应机理如式(i)～式(iv)所示：

53.na3alf6+4naoh＝naal(oh)4+6naf

????????????

式(i)

54.al2o3+2naoh+3h2o＝2naal(oh)4?????????????

式(ii)

55.na5al3f

14

+12naoh＝3naal(oh)4+14naf

?????????

式(iii)

56.na2lialf6+4naoh＝naal(oh)4+5naf+lif

↓??????

式(iv)

57.本发明将上述技术方案得到的所有滤渣与酸液混合，进行酸浸后过滤，得到三次滤液和三次滤渣。

58.在本发明中，所述酸液优选包括盐酸、硫酸、硝酸或高氯酸。在本发明中，所述滤渣的主要成分是lif沉淀，所述酸液能够与lif沉淀反应，使lif沉淀转化为可溶性锂盐，即三次滤液。

59.在本发明中，当所述酸液为盐酸时，所述滤渣与酸液混合，进行酸浸的反应机理如式(v)所示：

60.lif+hcl＝licl+hf

↑??????

式(v)

61.在本发明中，所述酸液的浓度优选为1～4mol/l，更优选为2～3mol/l。在本发明中，所述酸液的浓度为上述范围时，更有利于控制酸液与lif沉淀反应的过程。

62.在本发明中，当所述酸液的浓度优选为1～4mol/l时，所述滤渣与酸液的液固比优选为15～45ml/g，更优选为20～30ml/g。在本发明中，所述滤渣与所述酸液的液固比为上述范围时，更有利于促进酸液与滤渣的反应。

63.在本发明中，所述酸浸的温度优选为50～90℃，更优选为60～80℃；所述酸浸的时间优选为12～24h，更优选为15～20h。在本发明中，所述酸浸的温度和时间为上述范围时能够使酸液与滤渣充分反应。

64.在本发明中，所述酸浸优选在搅拌下进行。本发明对所述搅拌的速率没有特殊限定，能够使滤渣在酸液中分散即可。在本发明中，所述搅拌能够使酸液与滤渣充分反应。

65.得到三次滤液后，本发明将所述三次滤液的ph值调节为10～12，得到碱性混合液，向所述碱性混合液中通入二氧化碳，至所述碱性混合液中的沉淀不再增加为止，进行固液分离后得到碳酸锂。

66.在本发明中，向所述碱性混合液中通入二氧化碳的反应机理如式(vi)和式(vii)所示：

67.2oh

?

+co2＝h2o+co

32

?

????????????

式(vi)

68.2li

+

+co

32

?

＝li2co3↓?????????????

式(vii)

69.在本发明中，所述三次滤液的ph值优选调节为10～11。在本发明中，将所述三次滤液的ph值调节为上述范围时更有利于后续通入二氧化碳时碳酸锂的析出。

70.本发明对调节所述三次滤液的ph值的试剂没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的试剂，能够将所述三次滤液的ph值调节为10～12即可。在本发明中，调节所述三次滤液的ph值的试剂优选包括氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠或碳酸氢钠。

71.本发明对所述二氧化碳的通入量没有特殊限定，能够实现所述三次滤液中沉淀不再增加即可。在本发明中，向所述三次滤液中通入二氧化碳能够将可溶性锂盐转化为碳酸锂沉淀，实现铝电解质中锂盐的回收。

72.本发明对所述固液分离的操作方式没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的固液分离的操作方式即可。在本发明中，所述固液分离优选为过滤。

73.本发明将上述技术方案所述的所有滤液的ph值分别调节为8～10，在50～90℃下，反应12～24h，得到冰晶石。

74.本发明优选将所述的所有滤液的ph值分别调节为9～10。在本发明中，将所述滤液的ph值调节为上述范围时有利于冰晶石析出。

75.本发明对调节所述滤液的ph值的试剂没有特殊限定，能够将所述滤液的ph值调节为上述范围即可。在本发明中，调节所述滤液的ph值的试剂优选包括硫酸、硝酸或高氯酸。

76.所有滤液的ph值分别调节为8～10后，本发明将所述滤液的调节ph至值后的体系在50～90℃下进行反应，所述反应的温度优选为60～85℃，更优选为70～75℃；所述反应的时间优选为15～20h。在本发明中，所述反应的温度和时间为上述范围时能够促进冰晶石充分析出。

77.本发明优选对所述体系在50～90℃下进行反应后得到的体系进行固液分离，得到冰晶石。本发明对所述固液分离的操作方式没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的固液分离的操作方式即可。在本发明中，所述固液分离优选为过滤。

78.本发明提供的提取铝电解质中锂盐的方法的流程图优选如图1所示。从图1可以看出，本发明先将含有锂元素的铝电解质粉末进行数次碱浸、洗涤和过滤，得到滤渣，然后将得到的滤渣进行酸浸、过滤和洗涤后向得到的滤液中通入二氧化碳后得到锂盐。本发明将碱浸得到的滤液分别调节ph值后进行反应得到冰晶石。本发明提供的方法利用碱浸和酸浸提取铝电解质中锂盐，能有效提取电解质中的的锂元素，同时得到纯度很高的铝电解质冰晶石。

79.下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

80.实施例1

81.(1)将5g工业铝电解质(含有锂元素的铝电解质)在200℃下保温3h；降至室温后，

破碎至400目以下，将破碎后的含有锂元素的铝电解质粉末与浓度为3mol/l的氢氧化钠溶液按照液固比为15ml/g进行混合，在90℃下搅拌(搅拌速率为100r/min)150min进行碱浸，在搅拌过程中，向反应液中加入水以保持反应液的体积不变；碱浸完成后过滤，得到一次滤液和一次滤渣；

82.(2)将所述步骤(1)得到的一次滤渣与浓度为3mol/l的氢氧化钠溶液按照液固比为15ml/g进行混合，在90℃下搅拌(搅拌速率为100r/min)150min进行碱浸，在搅拌过程中，向反应液中加入水以保持反应液的体积不变；碱浸完成后过滤，得到二次滤液和二次滤渣；将所述二次滤渣与与浓度为3mol/l的氢氧化钠溶液按照液固比为15ml/g进行混合，在90℃下搅拌(搅拌速率为100r/min)150min进行碱浸，在搅拌过程中，向反应液中加入水以保持反应液的体积不变；碱浸完成后过滤，得到最终滤液；

83.(3)将所述步骤(1)～(2)得到的所有滤渣与4mol/l的盐酸按照液固比为20ml/g混合，在90℃下搅拌(搅拌速率为100r/min)150min进行酸浸，在搅拌过程中，向反应液中加入水以保持反应液的体积不变；进行酸浸后过滤，得到三次滤液和三次滤渣；

84.(4)将所述步骤(3)得到三次滤液的ph值调节为10，得到碱性混合液，向所述碱性混合液中通入二氧化碳，至所述碱性混合液中的沉淀不再增加为止，进行过滤后得到碳酸锂，经盐酸滴定法得到碳酸锂的纯度可达95～98％；

85.其中，盐酸滴定法为本领域常规的测试方法，以甲基红

?

溴甲酚绿作为指示剂，碳酸锂溶液经稀盐酸滴定，形成氯化锂，通过测量稀盐酸的用量，计算待测样品中的碳酸锂含量。

86.(5)将所述步骤(1)～(2)得到的所有滤液混合得到混合液，将所述混合液的ph值调节为9，在70℃下，反应24小时，过滤后得到冰晶石，经icp法测定可知得到的冰晶石的纯度可达95～98％。

87.实施例2

88.(1)将5g工业铝电解质(含有锂元素的铝电解质)在200℃下保温3h；降至室温后，破碎至400目以下，将破碎后的含有锂元素的铝电解质粉末与浓度为3mol/l的氢氧化钠溶液按照液固比为20ml/g进行混合，在90℃下搅拌(搅拌速率为100r/min)150min进行碱浸，在搅拌过程中，向反应液中加入水以保持反应液的体积不变；碱浸完成后过滤，得到一次滤液和一次滤渣；

89.(2)将所述步骤(1)得到的一次滤渣与浓度为3mol/l的氢氧化钠溶液按照液固比为20ml/g进行混合，在90℃下搅拌(搅拌速率为100r/min)150min进行碱浸，在搅拌过程中，向反应液中加入水以保持反应液的体积不变；碱浸完成后过滤，得到二次滤液和二次滤渣；将所述二次滤渣与与浓度为3mol/l的氢氧化钠溶液按照液固比为20ml/g进行混合，在90℃下搅拌(搅拌速率为100r/min)150min进行碱浸，在搅拌过程中，向反应液中加入水以保持反应液的体积不变；碱浸完成后过滤，得到最终滤液；

90.(3)将所述步骤(1)～(2)得到的所有滤渣与3mol/l的盐酸按照液固比为20ml/g混合，在90℃下搅拌(搅拌速率为100r/min)150min进行酸浸，在搅拌过程中，向反应液中加入水以保持反应液的体积不变；进行酸浸后过滤，得到三次滤液和三次滤渣；

91.(4)将所述步骤(3)得到三次滤液的ph值调节为10，得到碱性混合液，向所述碱性混合液中通入二氧化碳，至所述碱性混合液中的沉淀不再增加为止，进行过滤后得到碳酸

锂，经盐酸滴定法得到碳酸锂的纯度可达95％以上；

92.(5)将所述步骤(1)～(2)得到的所有滤液混合得到混合液，将所述混合液的ph值调节为9，在70℃下，反应24小时，过滤后得到冰晶石，经icp法测定可知得到的冰晶石的纯度可达95％以上。

93.实施例3

94.(1)将5g工业铝电解质(含有锂元素的铝电解质)在200℃下保温3h；降至室温后，破碎至400目以下，将破碎后的含有锂元素的铝电解质粉末与浓度为4mol/l的氢氧化钠溶液按照液固比为15ml/g进行混合，在90℃下搅拌(搅拌速率为100r/min)150min进行碱浸，在搅拌过程中，向反应液中加入水以保持反应液的体积不变；碱浸完成后过滤，得到一次滤液和一次滤渣；

95.(2)将所述步骤(1)得到的一次滤渣与浓度为4mol/l的氢氧化钠溶液按照液固比为15ml/g进行混合，在90℃下搅拌(搅拌速率为100r/min)180min进行碱浸，在搅拌过程中，向反应液中加入水以保持反应液的体积不变；碱浸完成后过滤，得到二次滤液和二次滤渣；将所述二次滤渣与与浓度为4mol/l的氢氧化钠溶液按照液固比为15ml/g进行混合，在90℃下搅拌(搅拌速率为100r/min)180min进行碱浸，在搅拌过程中，向反应液中加入水以保持反应液的体积不变；碱浸完成后过滤，得到最终滤液；

96.(3)将所述步骤(1)～(2)得到的所有滤渣与4mol/l的盐酸按照液固比为20ml/g混合，在90℃下搅拌(搅拌速率为100r/min)180min进行酸浸，在搅拌过程中，向反应液中加入水以保持反应液的体积不变；进行酸浸后过滤，得到三次滤液和三次滤渣；

97.(4)将所述步骤(3)得到三次滤液的ph值调节为10，得到碱性混合液，向所述碱性混合液中通入二氧化碳，至所述碱性混合液中的沉淀不再增加为止，进行过滤后得到碳酸锂，经盐酸滴定法得到碳酸锂的纯度可达95％以上；

98.(5)将所述步骤(1)～(2)得到的所有滤液混合得到混合液，将所述混合液的ph值调节为9，在70℃下，反应24小时，过滤后得到冰晶石，经icp法测定可知得到的冰晶石的纯度可达95％以上。

99.从上述实施例的结果可以看出，本发明提供的方法能够得到高纯度的冰晶石和碳酸锂，不仅处理了含有大量氟化物的废弃工业电解质，而且还得到了纯度很高的冰晶石和锂盐，两者都有很高的利用价值。

100.本发明提供的制备方法在碱浸过程中不会产生大量的有毒hf气体，只有在处理三次过滤物时会产生hf气体，而氟化锂的含量极少，因此产生的hf也极少，大大降低了有毒废气的排放。

101.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。技术特征：

1.一种提取铝电解质中锂盐的方法，包括以下步骤：(1)将含有锂元素的铝电解质粉末与氢氧化钠溶液混合，进行碱浸后过滤，得到一次滤液和一次滤渣；(2)将所述步骤(1)得到的一次滤渣与氢氧化钠溶液混合，进行碱浸后过滤，得到二次滤液和二次滤渣；将所述二次滤渣与氢氧化钠溶液混合，进行碱浸后过滤，重复将滤渣与氢氧化钠溶液混合进行碱浸后过滤的操作，至不产生滤渣为止，得到最终滤液；(3)将所述步骤(1)～(2)得到的所有滤渣与酸液混合，进行酸浸后过滤，得到三次滤液和三次滤渣；(4)将所述步骤(3)得到三次滤液的ph值调节为10～12，得到碱性混合液，向所述碱性混合液中通入二氧化碳，至所述碱性混合液中的沉淀不再增加为止，进行固液分离后得到碳酸锂；(5)将所述步骤(1)～(2)得到的所有滤液的ph值分别调节为8～10，在50～90℃下，反应12～24h，得到冰晶石。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)和步骤(2)中的碱浸的温度为80～100℃，碱浸的时间为120～150min。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)和步骤(2)中的氢氧化钠溶液的浓度独立地为2.5～5mol/l。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中的含有锂元素的铝电解质粉末与氢氧化钠溶液的液固比为4.5～30ml/g。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中的一次滤渣与氢氧化钠溶液的液固比以及二次滤渣与氢氧化钠溶液的液固比独立地为5～20ml/g。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中的酸液包括盐酸、硫酸、硝酸或高氯酸。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中的酸液的浓度为1～4mol/l。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中所有滤渣与酸液的液固比为15～45ml/g。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中酸浸的温度为50～90℃，酸浸的时间为12～24h。10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)和步骤(2)中的碱浸和所述步骤(3)中的酸浸在搅拌下进行。

技术总结

本发明涉及铝电解质处理技术领域，提供了一种提取铝电解质中锂盐的方法，本发明先将含有锂元素的铝电解质粉末进行数次碱浸，碱浸过程使含有锂元素的铝电解质中的锂元素转化为LiF沉淀，经酸浸将LiF沉淀转化为可溶性锂盐；然后调节可溶性锂盐的pH值为10～12，此pH值范围能够使后续向三次滤液中通入二氧化碳时将可溶性锂盐转化为碳酸锂沉淀。本发明将碱浸得到滤液合并后调节pH为8～10，并控制反应的温度和时间，在此pH值、反应温度和时间的范围下能够保证冰晶石析出，得到高纯度的冰晶石。本发明提供的方法利用碱浸和酸浸提取铝电解质中锂盐，能有效提取电解质中的的锂元素，同时得到纯度很高的铝电解质冰晶石。得到纯度很高的铝电解质冰晶石。得到纯度很高的铝电解质冰晶石。

技术研发人员：杨文杰 肖宇 陈昱冉 李盼 王立强 韩道洋 孔亚鹏

受保护的技术使用者：郑州大学

技术研发日：2021.01.21

技术公布日：2021/6/7