[发明专利]一种铝电解质废渣中锂元素的硫酸铝直接浸出回收方法

说明书

本发明公开了一种铝电解质废渣中锂元素的硫酸铝直接浸出回收方法,包括以下步骤：(1)将含锂铝电解质废渣研磨筛分后与硫酸铝、水混合反应，过滤得到滤液A和滤渣B；(2)在滤液A中加入碳酸钠进行反应，过滤后得到滤液C和滤渣D；(3)在滤渣D中加入水，然后通入CO₂，过滤后得到滤液E和滤渣F；(4)滤液E经过热分解、过滤及干燥后得到碳酸锂；(5)滤液C通过蒸发浓缩得到副产品硫酸钠，蒸发浓缩母液循环回步骤(2)。(6)滤渣F与硫酸反应得到硫酸铝，循环回步骤(1)。该方法使铝电解质废渣中的锂得到有效利用,成本低，步骤简单，锂浸出过程中没有使用强酸，不仅有利于环境保护和后续除杂，也对资源进行有效的回收利用。

技术领域

本发明属于利用硫酸铝直接浸出法回收铝电解质废渣，属于回收锂元素技术领域。

背景技术

锂资源在电池、陶瓷、炼铝工业等领域都有极高的价值。随着手机、电脑等移动设备的消费数量的增加，锂离子电池会有更大的市场。我国也是锂资源较为丰富的国家之一，我国的锂资源约占全球锂资源储量的13%。我国锂资源主要分为锂云母、锂辉石和盐湖卤水。世界锂资源的消费也是逐年增高，因此碳酸锂的需求也是逐年增高。

由于电解铝原料中含有一定量的氧化锂，以及氟化锂作为铝电解质的添加剂之一，在电解铝过程中，锂产生富集。因此，在电解铝废渣中含有1~7%的锂。随着电解铝厂的产能增大，每年过剩的工业电解质的量也在增大，比如年产20万吨的电解铝厂，一年的电解质过剩量可以达到2800t，可见每年都会产出大量的固体废弃物。含锂铝电解质废渣不能得到有效的处理，造成工厂的场地资源被占用。因为在电解过程中含锂铝电解质废渣的产生，所以需要将生产过程中产生的含锂废铝电解质从电解槽中取出，再添加新的添加剂或补充电解质来调节电解槽中的电解质成分，就会造成成本增大，同时也会间接造成经济损失。铝电解质废渣中含有大量的氟，是一种危险废弃物。因此，铝电解质废渣会对环境造成很大污染。

在现有的技术中，CN105293536A公开了一种电解铝废渣提锂方法。其方法是将电解铝废渣与浓硫酸反应，加水浸取，然后通过碱解反应、苛化反应及碳化反应得到碳酸锂。该方法使用浓硫酸高温焙烧，对设备要求高。CN105925819A公开了一种利用酸化焙烧浸出法综合回收铝电解质中锂元素的方法。其方法是将铝电解质与酸式盐混合后酸化焙烧，加水调节pH后过滤，再加入碳酸盐，最后得到碳酸锂。该方法的焙烧温度最高可达800℃，对设备要求极高。CN108569711 A公开了一种从铝电解高锂电解质废弃物中提取锂盐制备碳酸锂的方法。该方法是将电解质废弃物制备硫酸锂溶液，过滤后滤液经过除杂、沉锂和二次过滤得到粗碳酸锂，然后经过水洗、干燥得到碳酸锂成品。该方法使用稀硫酸反应，易与电解质中其他氟化物反应，制备硫酸锂溶液含氟高，不利于环保，并且除杂过程使用EDTA络合剂，成本太高。CN105349786 A公开了一种含锂铝电解质综合回收利用的方法。其方法是将含锂铝电解质与水混合，用无机酸调节pH小于2，再加入铝盐，得到冰晶石。该方法使用酸浸路线，不利于环保，并且除杂使用阳离子交换树脂，成本太高。

发明内容

本发明是一种硫酸铝直接浸出提取铝电解质废渣中锂元素的方法。

为了实现目的，本发明所采取的技术方案是：

一种铝电解质废渣中锂元素的硫酸铝直接浸出回收方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将铝电解质废渣研磨后与硫酸铝、水按照一定比例混合反应，过滤后得到滤液A和滤渣B，其中滤液A为硫酸盐溶液，电解质废渣中的含氟锂盐转化为氟化铝进入滤渣B；

2)在步骤1)中所得的滤液A中加入碳酸钠反应，过滤后得到滤液C和滤渣D，其中滤液为C为硫酸钠溶液，滤渣D为碳酸锂和氢氧化铝；

3)将步骤2)中得到的滤渣D中加入水配成浆料，然后通入CO₂进行碳化反应，过滤后得到滤液E和滤渣F，其中滤液E为碳酸氢锂溶液，滤渣F为氢氧化铝；

4)在步骤3)中所得的滤液E进行热分解，过滤干燥后得到碳酸锂。