[发明专利]一种铝电解电解质脱钠脱锂装置与方法

说明书

本发明涉及一种铝电解质脱钠脱锂装置与方法；所述装置包括加热管、阳极导杆、保温盖板、电泳阴极和阳极、高铝耐火耐蚀浇注料、金属坩埚和提取装置；在金属坩埚的上方设有保温盖板，两者之间形成一个容纳空间，在所形成的容纳空间内部设有电泳阳极和阴极；同时在金属坩埚与保温盖板之间还设有连通外界的开口，开口处设有提取装置，通过开口提取电泳阴极周围富集的锂盐与钠盐；加热管设于金属坩埚的内部或侧壁；金属坩埚的开口处两端侧壁气固液三相界面处设有高铝耐火耐蚀浇注料。本发明提供的方法不用湿法处理方法而直接采用电泳方式从熔盐中富集提取锂盐与钠盐，简单且环保，提取出来的锂盐可以用作生产锂离子电池的原料。

技术领域

本发明属于铝电解技术领域，特别涉及铝电解质溶体中提取钠盐与锂盐。

背景技术

铝电解采用高温(800-960℃)氟化物熔盐如NaF-AlF₃或NaF-KF-AlF₃体系作为溶剂、溶解氧化铝(Al₂O₃)形成电解质，直流电通过阳极(阳极可以是消耗性碳阳极，也可以是消耗性小的非碳惰性阳极)、电解质、阴极(可以是铝液或惰性阴极)，从而在阳极形成CO₂(对碳阳极而言)或O₂(对非碳惰性阳极而言)，在阴极沉积提取铝。然而，因为氧化铝是由铝土矿经烧碱(NaOH)溶液溶出提纯精炼出来的，所以氧化铝中不可避免地含有残余的Na₂O(含量约为0.5％)，而Na₂O在电解质的累积会消耗氟盐，

3Na₂O+2AlF₃＝Al₂O₃+6NaF

因此，铝电解过程中为了保持稳定的电解质分子比(即NaF/AlF₃摩尔比)需要不断补充成本较高的氟化铝(每吨铝消耗氟化铝10-30kg)。此外，中国的河南、山西等地的铝土矿含有锂盐，造成氧化铝含有微量的Li₂O，这些锂在电解质中转化为氟化锂(LiF)而在电解质中逐渐累积，在使用河南、山西等地氧化铝的电解铝厂电解质含氟化锂最高可达6％以上，锂盐过多，一是影响氧化铝的溶解度，二是影响铝液质量；另一方面，锂盐是当今社会广泛应用的锂离子电池的重要原料，附加值很高。这样以来，对从铝电解质中经济提取Na盐与锂盐提出了需求，这正是本发明的目的。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明旨在解决所述问题之一，提供了一种铝电解电解质脱钠脱锂装置与方法，不用湿法，而直接采用电泳方式从熔盐中富集提取锂盐与钠盐，脱出铝电解质中多余的钠盐与锂盐，提取出来的锂盐可以用作生产锂离子电池的原料，脱钠脱锂后的电解质不需要额外处理而可以直接返回铝电解槽中。

为了实现以上目的，本发明首先提供一种铝电解电解质脱钠脱锂装置；

一种铝电解电解质脱钠脱锂装置，包括加热管，阳极导杆，保温盖板，电泳阴极，电泳阳极，高铝耐火耐蚀浇注料，金属坩埚和提取装置；

所述金属坩埚的内部形成一个上部开口的容纳空间，用于存放熔盐电解质；其开口处两端侧壁气固液三相界面处设有高铝耐火耐蚀浇注料，用于保护金属坩埚的材料不被空气氧化；

所述金属坩埚的上方设有保温盖板，所述金属坩埚与保温盖板之间形成一个容纳空间；在所述金属坩埚与保温盖板之间形成的容纳空间内部设有电泳阳极和电泳阴极；

在金属坩埚的内部或侧壁设有加热管；所述电泳阳极的一端连接有阳极导杆；

在所述金属坩埚与保温盖板之间还设有连通外界的开口；所述提取装置通过开口提取电泳阴极周围富集的锂盐与钠盐。

优选的，所述电泳阳极和电泳阴极平行设置且间隔5-50cm。

优选的，所述开口设在保温盖板上，记为通孔A；所述通孔A的正下方对应电泳阴极，即通孔A与电泳阴极处于同一直线。