[发明专利]一种从粉煤灰中分离富集锂、铝、硅的方法

说明书

本发明公开了一种从粉煤灰中分离富集锂、铝、硅的方法，包括①将粉煤灰预处理；②将处理后的粉煤灰、助剂和氢氧化钠溶液进行低温碱浸反应并过滤；③将滤渣进行洗涤、除杂、过滤、干燥，得到硅酸钙；④调节滤液pH值至碱性，分离含锂、铝的滤液，得到偏铝酸钠的浓溶液和富锂液，将富锂液反渗透操作得到锂浓缩液，偏铝酸钠的浓溶液返回与含锂、铝的滤液混合，得到精制液；⑤偏铝酸钠精制液经沉淀、过滤，得氢氧化铝，煅烧得氧化铝成品；⑥富锂液经处理得富锂浓缩液和淡水；⑦富锂浓缩液经碳酸化沉淀，过滤，干燥得碳酸锂成品。本发明提供了短流程提取工艺，减少锂损失，分离富集提取硅酸钙、氧化铝、碳酸锂的方法。

技术领域

本发明属于固体废弃物资源化利用领域，涉及一种粉煤灰中锂、铝、硅的分离富集提取方法，涉及通过短流程提取工艺，减少锂损失，分离富集提取硅酸钙、氧化铝、碳酸锂的方法。

背景技术

我国是产煤和燃煤大国，煤炭是我国工业的主要能源，有相当一部分煤炭资源用于火力发电，由此产生大量粉煤灰，已经成为中国工业大宗固体废物的最大单一污染源，粉煤灰的堆放、淋滤、粉尘逸散等作用给生态环境带来极大潜在危害。同时，粉煤灰也是一种资源利用性很强的废弃物，其主要组成元素为Si、Al等，部分粉煤灰中硅和铝的氧化物占比达总量的80％以上，在我国部分地区，粉煤灰中锂超常富集，资源总量较大，因此，对粉煤灰中有益元素的提取综合利用，有利于减少原生资源消耗，实现资源可持续利用。

近些年来，我国经济的快速发展，消耗了大量的优质易采的铝资源，我国正面临铝土矿资源不断贫化的挑战，更多依赖国外进口来源，铝含量高的粉煤灰的非铝土矿资源是当前的资源化提铝热点。我国新能源产业的快速发展，对于锂资源的需求同样巨大，而我国锂资源相对匮乏，因此，能综合提取铝和锂意义重大。由于该资源化过程涉及冶金、环保、能源等多领域，国家在大宗固体废弃物综合利用方面，制定了相应的方案，大力推动大宗固体废物综合利用，将在电力、煤炭、矿产、冶炼、建筑、农业等多个行业探索形成“资源—产品—废弃物—再生资源”的发展模式，促进产业间的共生耦合，推动循环经济发展。

现有技术中的中国专利，专利号CN 101125656的“一种从粉煤灰中先提硅后提铝的方法”和专利号CN 101284668的“一种从高铝粉煤灰中提取二氧化硅、氧化铝及氧化镓的方法”两项发明专利均涉及从粉煤灰提取硅和铝，这两项技术采用的工艺复杂流程长，物耗较大，不利于提取锂，所用NaOH溶液仅用于预脱硅，产品为白炭黑，而且粉煤灰中的其它资源没有充分利用。专利号CN 102923743的“酸法处理粉煤灰综合提取铝和锂的工艺方法”采用酸法可有效提取氧化铝，但是酸法缺点明显，会给滤液引入大量的杂质离子，后续分离困难，同时，酸法对设备材料要求高，酸消耗大，污染严重。专利号CN 102923742的“一种从粉煤灰中综合提取铝和锂的方法”采用多次碱浸方法，工艺流程长，未将铝、锂分开进行沉铝过程，锂损失多，且没有考虑硅等回收。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是如何提供一种通过短流程提取粉煤灰中金属的工艺，减少了锂的损失，分离出富集提取硅酸钙、氧化铝、碳酸锂的方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种从粉煤灰中分离富集锂、铝、硅的方法，包括以下步骤：

①将粉煤灰的采用筛分、球磨进行预处理，得到活化后的粉煤灰；

②将活化后的粉煤灰、助剂和氢氧化钠溶液加入至高压反应釜内，进行低温碱浸反应并过滤，得到滤渣和滤液；

③将步骤②中得到的滤渣进行洗涤、除杂、过滤、干燥、回收，得到硅酸钙；

④调节步骤②中得到的滤液pH值至碱性，采用纳滤法分离含锂、铝的滤液，得到偏铝酸钠的浓溶液和富锂液，将富锂液反渗透操作得到锂浓缩液，偏铝酸钠的浓溶液返回与含锂、铝的滤液混合，循环纳滤分离，循环后，偏铝酸钠浓溶液经除杂分离得到偏铝酸钠精制液；