權(quán)利要求
1.一種富鋰電解質(zhì)提鋰廢渣回收利用的方法，其特征在于，包括以下步驟：
S1、取富鋰電解質(zhì)提鋰廢渣并配成漿料;
S2、向S1漿料中添加酸性氯化鋁溶液，充分反應(yīng)后向反應(yīng)體系里加入
氫氧化鋁顆粒，攪拌均勻;
S3、將S2攪拌均勻后的料液過濾、洗滌，得固體組分;
S4、向S3所得固體組分中添加氫氟酸，充分反應(yīng)后過濾、洗滌、干燥，即可得到氟化鋁產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種富鋰電解質(zhì)提鋰廢渣回收利用的方法，其特征在于：所述的S1中，富鋰電解質(zhì)提鋰廢渣為富鋰電解質(zhì)與氯化鋁酸性溶液反應(yīng)溶出鋰后剩余的廢渣，廢渣中的主要成分為冰晶石。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種富鋰電解質(zhì)提鋰廢渣回收利用的方法，其特征在于：所述的S2中，酸性氯化鋁溶液的濃度為0.5～1.5mol/L，pH控制在2～4;氯化鋁溶液中氯化鋁的摩爾量與冰晶石摩爾量的比例為1～1.2:1。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種富鋰電解質(zhì)提鋰廢渣回收利用的方法，其特征在于：所述的S2中，反應(yīng)溫度為70～90℃，反應(yīng)時間為2～4h，攪拌強度為200～400r/min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種富鋰電解質(zhì)提鋰廢渣回收利用的方法，其特征在于：所述的S2中，氫氧化鋁顆粒的粒度為40～60目。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種富鋰電解質(zhì)提鋰廢渣回收利用的方法，其特征在于：所述的氫氧化鋁顆粒添加量為提鋰廢渣質(zhì)量的10～20%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種富鋰電解質(zhì)提鋰廢渣回收利用的方法，其特征在于：所述的S3中，過濾采用板框壓濾機或真空盤式
過濾機，采用板框壓濾機時，過濾的壓力為3～4MPa;采用真空盤式過濾機時，過濾的壓力為1～2MPa;過濾完成后水洗2～3次。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種富鋰電解質(zhì)提鋰廢渣回收利用的方法，其特征在于：所述的S4中，氫氟酸的質(zhì)量分數(shù)為25～30%，氫氟酸與富鋰電解質(zhì)提鋰廢渣的液固比為5～10:1。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種富鋰電解質(zhì)提鋰廢渣回收利用的方法，其特征在于：所述的S4中，反應(yīng)溫度為70～90℃，反應(yīng)時間為2～4h，攪拌強度為200～300r/min;過濾采用板框壓濾機或真空盤式過濾機，過濾完成后水洗2～3次;洗滌完畢后500～600℃保溫1～2h進行干燥。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種富鋰電解質(zhì)提鋰廢渣回收利用的方法，其特征在于：所述的氟化鋁產(chǎn)品的純度在99%以上。
說明書
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及
電解鋁冶煉渣綜合利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種富鋰電解質(zhì)提鋰廢渣回收利用的方法。
背景技術(shù)
[0002]鋁電解質(zhì)含鋰廢渣是工業(yè)上通過冰晶石-氧化鋁熔鹽電解法生產(chǎn)鋁時產(chǎn)生的。這些鋰的來源可以分為兩部分，一部分來源于原料
鋁土礦，另一部分是為了改善電解質(zhì)的性質(zhì)，添加了少量氟化鋰。隨著系統(tǒng)長期的運行，電解質(zhì)體系中的鋰鹽含量逐漸增高，會使氧化鋁溶解能力降低，電解質(zhì)過熱度升高，電解槽爐底沉淀增多，并縮短電解槽的使用壽命，影響電解鋁的經(jīng)濟效益。因此，當(dāng)電解質(zhì)中的鋰含量過高時，就需要排出一部分電解質(zhì)來控制系統(tǒng)的平衡，鋁電解質(zhì)含鋰廢渣由此產(chǎn)生。
[0003]據(jù)統(tǒng)計，電解鋁行業(yè)每年都有數(shù)以百萬噸級的鋁電解質(zhì)含鋰廢渣產(chǎn)生，為了固體廢棄物的資源化利用以及緩解我國目前對鋰鹽的需求，現(xiàn)有的人們通過一系列的方法將含鋰廢渣中的鋰進行提取并回收利用，但對剩余的提鋰廢渣卻并沒有很好的處置方式，在剩余的提鋰廢渣中仍含有45%左右的氟，20%左右的鋁，15%左右的鈉以及5%左右的鈣，如不進行合理的利用，無疑也是資源的一種浪費。
[0004]因此，本發(fā)明提出一種對富鋰電解質(zhì)提鋰廢渣進行回收利用的方法，一方面實現(xiàn)對提鋰廢渣的處理，避免環(huán)境的污染，另一方面也實現(xiàn)提鋰廢渣的資源化利用，對環(huán)境保護以及資源節(jié)約都有著重要的意義。
發(fā)明內(nèi)容
[0005]本發(fā)明的目的是提供一種富鋰電解質(zhì)提鋰廢渣回收利用的方法，以解決電解鋁行業(yè)現(xiàn)有的對富鋰電解質(zhì)中的鋰進行提取，但對剩余的提鋰廢渣并沒有很好的處置方式，造成資源浪費的問題。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種富鋰電解質(zhì)提鋰廢渣回收利用的方法，包括以下步驟：
[0007]S1、取富鋰電解質(zhì)提鋰廢渣并配成漿料;
[0008]S2、向S1漿料中添加酸性氯化鋁溶液，充分反應(yīng)后向反應(yīng)體系里加入氫氧化鋁顆粒，攪拌均勻;
[0009]S3、將S2攪拌均勻后的料液過濾、洗滌，得固體組分;
[0010]S4、向S3所得固體組分中添加氫氟酸，充分反應(yīng)后過濾、洗滌、干燥，即可得到氟化鋁產(chǎn)品。
[0011]進一步地，所述的S1中，富鋰電解質(zhì)提鋰廢渣為富鋰電解質(zhì)與氯化鋁酸性溶液反應(yīng)溶出鋰后剩余的廢渣，廢渣中的主要成分為冰晶石。
[0012]進一步地，所述的S2中，酸性氯化鋁溶液的濃度為0.5～1.5mol/L，pH控制在2～4;氯化鋁溶液中氯化鋁的摩爾量與冰晶石摩爾量的比例為1～1.2:1。
[0013]進一步地，所述的S2中，反應(yīng)溫度為70～90℃，反應(yīng)時間為2～4h，攪拌強度為200～400r/min。
[0014]進一步地，所述的S2中，氫氧化鋁顆粒的粒度為40～60目。
[0015]進一步地，所述的氫氧化鋁顆粒添加量為提鋰廢渣質(zhì)量的10～20%。
[0016]進一步地，所述的S3中，過濾采用板框壓濾機或真空盤式過濾機，采用板框壓濾機時，過濾的壓力為3～4MPa;采用真空盤式過濾機時，過濾的壓力為1～2MPa;過濾完成后水洗2～3次。
[0017]進一步地，所述的S4中，氫氟酸的質(zhì)量分數(shù)為25～30%，氫氟酸與固體組分的液固比為5～10:1。
[0018]進一步地，所述的S4中，反應(yīng)溫度為70～90℃，反應(yīng)時間為2～4h，攪拌強度為200～300r/min;過濾采用板框壓濾機或真空盤式過濾機，過濾完成后水洗2～3次;洗滌完畢后500～600℃保溫1～2h進行干燥。
[0019]進一步地，所述的氟化鋁產(chǎn)品的純度在99%以上。
[0020]本發(fā)明的有益效果：
[0021]1、直接采用氯化鋁溶液對提鋰廢渣進行處理，避免了使用酸溶液反應(yīng)，從而有效的避免反應(yīng)過程中廢酸的產(chǎn)生，有助于環(huán)境的保護;
[0022]2、向反應(yīng)完畢后的反應(yīng)體系中加入氫氧化鋁顆粒，過程中一方面能中和反應(yīng)液的pH，同時還能夠起到過濾助劑的作用;由于在反應(yīng)過程中氯化鋁不可避免的會水解生成氫氧化鋁(溶出鈣會消耗酸度)，生成的氫氧化鋁呈糊狀并和生成的氟化鋁混在一起，這就導(dǎo)致了難以過濾處理;本發(fā)明方法避免了因氯化鋁水解導(dǎo)致的過濾困難的難題，給實際生產(chǎn)應(yīng)用帶來了便捷;
[0023]3、通過加入氫氧化鋁顆粒在后續(xù)處理過程中通過與氫氟酸反應(yīng)，還可提高產(chǎn)品的量并保證的純度，不必擔(dān)心資源的流失問題，便于工業(yè)生產(chǎn)中使用。
附圖說明
[0024]圖1是本發(fā)明方法工藝流程示意圖。
具體實施方式
[0025]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明技術(shù)方案進行清楚、完整的描述。
[0026]實施例1
[0027]向反應(yīng)釜中添加水500L并在攪拌條件下將富鋰電解質(zhì)提鋰廢渣100kg(絕干)緩慢添加到反應(yīng)釜中。
[0028]攪拌均勻后，向反應(yīng)釜中添加酸性氯化鋁溶液，其中酸性氯化鋁溶液的pH值為3，濃度為1mol/L，添加量為460L;酸性氯化鋁溶液添加完畢后，在80℃，300r/min條件下反應(yīng)3h，反應(yīng)完畢后向反應(yīng)體系中添加60目氫氧化鋁顆粒15kg，氫氧化鋁添加完畢后，繼續(xù)攪拌均勻，而后過濾。
[0029]在本實施例中，過濾采用板框壓濾機，過濾壓力為3.5MPa，過濾完畢后水洗3次，所得固體組分形態(tài)松散，不板結(jié)。
[0030]向反應(yīng)釜中添加氫氟酸溶液800L(液固比為8:1，為體積和質(zhì)量之比，下同)，氫氟酸溶液的質(zhì)量分數(shù)為26%，而后將上述過濾后的固體組分添加至反應(yīng)釜中，在80℃，250r/min攪拌強度下反應(yīng)3h，反應(yīng)結(jié)束后排出物料。
[0031]將排出的物料通過板框壓濾機進行過濾，過濾后水洗，在550℃下干燥1.5h，即可得到本發(fā)明氟化鋁產(chǎn)品，經(jīng)檢測，本實施例氟化鋁產(chǎn)品的純度為99.37%。
[0032]對比例1
[0033]在本對比例中，省去了添加氫氧化鋁顆粒的步驟，其它同實施例1。
[0034]最終在過濾時設(shè)備壓力不斷升高，為了保證生產(chǎn)安全，終止過濾。
[0035]經(jīng)探究發(fā)現(xiàn)，在氯化鋁溶液與提鋰廢渣反應(yīng)的過程中，出現(xiàn)了氯化鋁溶液的水解，氯化鋁溶液水解生成了糊狀的氫氧化鋁，糊狀的氫氧化鋁和生成的氟化鋁混合在一起，使得物料的黏性大，從而嚴重了影響了后續(xù)的過濾過程。
[0036]對比例2
[0037]在本對比例中，添加氫氧化鋁的粒度為100目，其它同實施例1。
[0038]最終在過濾時設(shè)備壓力不斷升高，為了保證生產(chǎn)安全，終止過濾。
[0039]本對比例原因同對比例1，說明氫氧化鋁粒度過小并不能夠起到助濾的作用。
[0040]對比例3
[0041]在本對比例中，添加氫氧化鋁顆粒的粒度為20目，其它同實施例1。
[0042]添加氫氧化鋁顆粒后溶液過濾效果良好，對所得氟化鋁進行檢測，氟化鋁的純度為96.31%。
[0043]概因氫氧化鋁的粒徑過大，導(dǎo)致了后續(xù)反應(yīng)過程中反應(yīng)不徹底所致。
[0044]對比例4
[0045]在本對比例中不加入氫氧化鋁顆粒，為了控制氯化鋁的水解，在反應(yīng)過程中持續(xù)補加鹽酸溶液，維持反應(yīng)液pH的穩(wěn)定，其它條件同實施例1。
[0046]在氯化鋁與提鋰廢渣反應(yīng)完畢后，對反應(yīng)液進行過濾，過程中過濾壓力持續(xù)上升，最終在8MPa左右完成過濾，所得濾餅黏性較大，相互黏結(jié)成塊，分離困難。
[0047]分離后水洗得到固體組分，對得到的固體組分加入氫氟酸繼續(xù)反應(yīng)，反應(yīng)條件同實施例1，得到氟化鋁產(chǎn)品。
[0048]對氟化鋁產(chǎn)品進行檢測，其純度為98.13%。
[0049]可以看出，所得產(chǎn)品純度明顯不及實施例1，生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)，即使及時的補充鹽酸，盡管可以抑制氯化鋁的水解，但在高溫的條件下，也很難徹底避免氯化鋁的水解;在實際作業(yè)中，仍會產(chǎn)生部分的水解并影響到后續(xù)的過濾分離。
[0050]此外，即使加入氫氟酸繼續(xù)反應(yīng)，但在實際中發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)釜中的物料出現(xiàn)結(jié)塊的現(xiàn)象，這與過濾過程中的高壓壓結(jié)密切相關(guān)，在后續(xù)的反應(yīng)中很難混合均勻并充分反應(yīng)，這也是導(dǎo)致產(chǎn)品純度低的一個重要因素。
[0051]雖然可以預(yù)期，在氯化鋁與提鋰廢渣反應(yīng)階段不斷地增加鹽酸的量，以及在后續(xù)氫氟酸反應(yīng)階段不斷地增加攪拌強度，最終結(jié)果可能會得到與實施例1較為接近的效果，但過程中的原料消耗以及能耗均會幾何倍增，完全不利于實際生產(chǎn)中使用。
[0052]本發(fā)明不局限于上述最佳實施方式，任何人在本發(fā)明的啟示下都可得出其它各種形式的產(chǎn)品，但不論在其形狀或結(jié)構(gòu)上作任何變化，凡是具有與本申請相同或相近似的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
說明書附圖(1)
聲明：
“富鋰電解質(zhì)提鋰廢渣回收利用的方法” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究，如用于商業(yè)用途，請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)
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編輯：中冶有色技術(shù)網(wǎng)
來源：濮陽市睿源環(huán)保科技有限公司
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2024年12月27日 ~ 29日 
