[发明专利]一种以铝锂共生资源碱浸液为原料制备金属锂的方法

说明书

本发明公开了一种以铝锂共生资源碱浸液为原料制备金属锂的方法，属于锂离子回收技术领域。本发明方法的主要过程为：采用吸附剂吸附含锂铝酸钠溶液中锂离子；固液分离后进行解析、浓缩；浓缩后加入沉淀剂生成铝锂复合氢氧化物沉淀；将含锂沉淀与添加剂混合焙烧制备富锂熟料；采用浓缩后的锂盐溶液与富锂熟料混合制团，团块物料烘干之后进行真空铝热还原制备金属锂。其中，还原铝酸钙渣浸出制备铝酸钠溶液和碳酸钙可分别作为沉淀剂和添加剂返回流程中，实现物料的循环利用。本发明的方法，原料来源广泛，工艺简单，环境友好，成本低，并且不影响锂铝共生资源的提铝工艺，适用于工业化推广。

技术领域

本发明属于锂离子回收技术领域，更具体地说，涉及一种以铝锂共生资源碱浸液为原料制备金属锂的方法。

背景技术

近年来，由于金属锂在航空航天、核能发电和能源电池方面的应用量持续增加，因此被称为“能源金属”。金属锂的生产方法通常包括熔盐电解法和金属热还原法，但现阶段90％以上的金属锂通常是采用氯化锂-氯化钾熔盐电解法来制备金属锂。

熔盐电解法制备金属锂的锂源是无水氯化锂，而氯化锂的制备方法包括采用盐酸和氢氧化锂或者碳酸锂和氯气反应制备得到。如，专利CN101573296A(公开日为2009年11月4日)公开了“金属锂的制备方法”。该工艺采用氯气氯化碳酸锂，以无水氯化锂为原料，通过熔盐电解法制备金属锂。又如，专利CN101760759A(申请公布日为：2010年6月30日)同样以氯化锂-氯化钾熔盐电解法制备金属锂，只是采用了自动出锂的方式。熔盐电解法制备金属锂工艺存在以下缺点，(1)电解法消耗价格昂贵的氯化锂，且对氯化锂的纯度要求高；(2)在生成过程中涉及氯气的工艺较多，对设备的耐腐蚀性要求高；(3)整个工艺包括氯化锂的制备及电解氯化锂等工序，流程长，成本高。

真空热还原法包括碳热还原法和金属热还原法，其中金属热还原法还包括硅热还原法、铁热还原法和铝热还原法。碳热还原法生产金属锂，易被二次氧化，锂的产率低，不宜操作，难以工业化推广。而铁热还原法和硅热还原法制备金属锂，无法实现物料的循环利用，且不能融合高铝粉煤灰氧化铝生产工艺，物料利用率较低。铝热真空还原法可以与氧化铝生产工艺相融合，如，Fedorov等人在压强为1.2×10^-8atm，铝酸锂和金属铝在1200℃下还原得到金属锂，其还原率为95％。Kroll等人在铝热还原过程中加入CaO，反应过程中CaO和Al₂O₃结合，使金属锂更容易挥发，在压强为1.3×10^-6atm，温度为900℃左右时反应15h，锂金属还原率大于80％。又如，专利CN102560148A(申请公布日为：2012年7月12日)中公开的“一种真空铝热还原炼锂的方法”，该工艺以氢氧化锂和碳酸锂为含锂原料，并添加氧化铝、氢氧化铝和氧化钙焙烧后制备Li₅AlO₄，焙烧料与铝粉混合制团后采用真空铝热还原的方式炼锂，但该工艺需先制备氢氧化锂和碳酸锂，成本较高。

发明内容

1.要解决的问题

本发明的目的在于克服采用传统工艺制备金属锂时，存在工序多、工艺流程长、生产成本高，且无法实现物料循环利用等不足，提供了一种以铝锂共生资源碱浸液为原料制备金属锂的方法。采用本发明的技术方案能够有效解决上述问题，优化提锂工艺，制备成本相对较低，且能够进一步提高物料利用率。

2.技术方案

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

本发明的一种以铝锂共生资源碱浸液为原料制备金属锂的方法，包括如下步骤：

(1)制备吸附剂；

(2)吸附、过滤：采用步骤(1)中所得的吸附剂吸附含锂铝酸钠溶液中的锂离子，并过滤；