[发明专利]一种废置含锂铝电解质的综合回收方法

说明书

本发明公开了一种废置含锂铝电解质的综合回收方法。首先将废置含锂铝电解质破碎、细磨成电解质粉；配制酸液，并加入浸出强化剂；然后将电解质粉加入酸液中浸出、过滤，得到滤渣A和滤液A；滤渣A洗涤、烘干，得到亚冰晶石产品；滤液A中加入碱液调整，产生结晶沉淀，过滤得到滤渣B和滤液B；滤渣B烘干、煅烧，得到氟化铝产品；滤液B加入硫酸盐反应、产生沉淀，过滤得到滤液C；滤液C蒸发浓缩析出固体物质，经过滤得到钠盐和浓缩液D，浓缩液D加入碳酸盐反应，反应后过滤、干燥，得到碳酸锂产品。本发明能够有效解决废弃铝电解质的堆存问题，实现了废电解质的无害化、资源化，有利于环保。因此，具有显著的经济效益和社会效益。

一、技术领域：

本发明涉及铝电解质有价元素综合提取回收技术领域，具体涉及一种废置含锂铝电解质的综合回收方法。

二、背景技术：

近年来，我国电解铝工业发展迅速，电解铝产能和产量连续多年居世界第一位。但是我国铝土矿品位相对较低，且伴有少量的锂、钾等碱金属元素，其中的锂、钾元素在氧化铝生产过程中不易去除，随着氧化铝进入到铝电解槽中，并在铝电解质中逐渐富集，造成我国部分电解铝企业电解质中锂盐含量过高(大部分企业电解槽的电解质中氟化锂含量大于3％，有的甚至高达10％)。锂盐在电解质中含量过高导致电解质初晶温度降低，电解质过热度过高，炉帮形成困难，影响电解槽的正常运行、降低电流效率。同时，氧化铝在电解质中的溶解速度和溶解度也随着锂盐含量的升高而降低，造成炉底沉淀增多、电流效率进一步降低、能耗增大。

根据我国冶金级氧化铝行业标准，铝电解使用的氧化铝原料中含有一定量的氧化钠杂质(≤0.45％～0.65％)，在电解铝生产过程中，氧化钠会与电解质中的氟化铝反应生成氟化钠，氟化铝减少而氟化钠增加，造成电解质分子比逐渐升高。为了保持电解质分子比稳定，电解铝生产过程中需要不断添加氟化铝以平衡电解质系统中新生成的氟化钠。因此，正常电解铝生产过程中的电解质总量不断增加，需要定期从电解槽中取出，以控制电解质水平。据测算，一个年产20万吨的电解铝厂每年产生的过量铝电解质大约为2800吨(未计入因电解槽生产不稳定、大修、阳极更换等原因所产出的电解质数量)。在前几年国内电解铝产能逐年增加时，该部分电解质尚可用于新建电解铝厂初期启动电解槽使用，可以消化一部分，存储的问题显现不出来。当前，国家对电解铝产能严格控制，对不合规的新建电解铝项目不再批复，国内总体电解铝产能不再增加，依靠电解铝建成初期启动槽子来消化该部分电解质已不太可能。该部分高分子比电解质逐渐增多，无法直接返回到电解槽进行使用，只能在厂内堆存，形成了新的环境隐患，问题日益凸显。但该部分电解质含有丰富的氟元素，部分电解质还含有丰富的锂元素，如果不加以利用，就造成了资源的浪费。因此，亟需开发一种从含锂电解质中回收氟、锂资源的方法，以满足环保要求，实现资源的高效循环利用。

现有技术中，发明专利CN107915238A公开了一种采用无机酸选择性浸出铝电解质中锂元素的方法，可实现锂盐与电解质主体的分离，从而提取铝电解质中的锂元素，同时获得冰晶石产品。中南大学吕晓军等在发明专利CN110240182A中提出：将电解质焙烧改性后，以水溶性无机盐为浸出剂直接浸出，滤液经净化后加入碳酸盐，沉淀得到碳酸锂产品，滤渣为冰晶石产品。

总体来说，通过无机酸浸出和电解质预焙烧改性强化浸出时，电解质中锂元素的浸出率普遍较低，并且值得注意的是现有技术产出的主产品为冰晶石，正常的电解铝生产中对冰晶石的需求量低，现有技术均无法生产需求量更大的氟化铝产品。

三、发明内容：

本发明要解决的技术难问题是：为了达到上述目的，本发明提供一种将废置含锂铝电解质资源化处理的方法，即本发明提供一种废置含锂铝电解质的综合回收方法。本发明技术方案中，采用浸出强化剂的酸性溶液作为浸出剂，将铝电解质在常压下高温浸出后进行固液分离，获得亚冰晶石滤渣，进一步通过调节滤液pH值、控制反应温度，诱发水合羟基氟化铝结晶沉淀，经过滤、烘干、煅烧后得到高纯氟化铝产品，所得滤液经除杂、蒸发浓缩、碳酸盐沉锂工艺，生成碳酸锂产品。

为了解决上述问题，本发明采取的技术方案是：