[发明专利]一种铝电解难处理电解质的分离回收方法

摘要

一种铝电解难处理电解质的分离回收方法，按以下步骤进行：(1)将铝电解难处理电解质磨细并分析成分；(2)准备硫酸溶液；(3)粉料和硫酸溶液在100～300℃反应，气体排出剩余固相物料；(4)固相物料降温用水溶解；(5)过滤；(6)当不含LiF和KF时，加入NaOH析出的Al(OH)₃；(7)加入Ca(OH)₂和Na₂SO₄反应后过滤；(8)含有LiF和KF时，加入NaOH使pH值达到7～8；再加入Na₂CO₃溶液反应后过滤；或加入NaOH反应后过滤；(9)混合滤液蒸发浓缩过滤，余液蒸发脱水。本发明的方法操作简便，能够使各有用组分分别分离，使资源达到充分回收利用。

主权项

1.一种铝电解难处理电解质的分离回收方法，其特征在于按以下步骤进行：(1)将铝电解难处理电解质磨细至粒径≤0.075mm，获得难处理电解质粉料，分析其中NaF、AlF₃、LiF、KF、CaF₂、Al₂O₃和炭的质量百分比；所述的铝电解难处理电解质为阳极炭渣或无炭的高锂高钾电解质；(2)准备质量浓度≥98％的硫酸溶液；硫酸溶液的量按其中的H₂SO₄与难处理电解质粉料中NaF、AlF₃、LiF、KF、CaF₂和Al₂O₃完全反应为准，所依据的反应式为：2NaF+H₂SO₄＝Na₂SO₄+2HF    (1)、2AlF₃+3H₂SO₄＝Al₂(SO₄)₃+6HF     (2)、2LiF+H₂SO₄＝Li₂SO₄+2HF     (3)、2KF+H₂SO₄＝K₂SO₄+2HF       (4)、CaF₂+H₂SO₄＝CaSO₄+2HF        (5)和Al₂O₃+3H₂SO₄＝Al₂(SO₄)₃+3H₂O       (6)；(3)将难处理电解质粉料和准备好的硫酸溶液在反应器内混合后，在100～300℃条件下进行反应，反应生成的气体HF及水蒸气从反应器中排出，反应后反应器内剩余物为固相物料；(4)将固相物料降温度<100℃后，用水溶解，水的用量以完全溶解固相物料中的Na₂SO₄、Al₂(SO₄)₃、Li₂SO₄和K₂SO₄为准，获得含水混合物料；(5)将含水混合物料过滤，分离出一次滤液和一次滤渣；(6)当铝电解难处理电解质不含LiF和KF时，一次滤液为有Na₂SO₄和Al₂(SO₄)₃两种溶质的水溶液；向一次滤液中加入NaOH，加入量以NaOH和Al₂(SO₄)₃完全反应为准，所依据的反应式为：Al₂(SO₄)₃+6NaOH＝3Na₂SO₄+2Al(OH)₃↓    (7)；NaOH与Al₂(SO₄)₃反应完全后，将析出的Al(OH)₃过滤，获得二次滤液和二次滤渣，其中二次滤液为Na₂SO₄溶液，二次滤渣为Al(OH)₃产品；(7)向二次滤液中加入Ca(OH)₂，加入量以Ca(OH)₂和Na₂SO₄完全反应为准，所依据的反应式为：Na₂SO₄+Ca(OH)₂＝CaSO₄↓+2NaOH   (8)；将二次滤液中的SO₄^2‑离子转变为CaSO₄沉淀；将CaSO₄沉淀过滤，获得CaSO₄滤渣和NaOH溶液产品；(8)当铝电解难处理电解质含有LiF和KF时，一次滤液为含有Li₂SO₄、K₂SO₄、Na₂SO₄和Al₂(SO₄)₃四种溶质的水溶液；向一次滤液中加入NaOH并进行搅拌形成混合溶液，NaOH的加入量以混合溶液的pH值达到7～8为准；再加入质量浓度20～35％的Na₂CO₃溶液，加入量以Na₂CO₃和Li₂SO₄完全反应为准，所依据的反应式为：Li₂SO₄+Na₂CO₃＝Na₂SO₄+Li₂CO₃↓ (9)；然后过滤分离出混合滤渣和混合滤液；其中混合滤液为以K₂SO₄和Na₂SO₄两种溶质为主要成分的水溶液，混合滤渣烘干去除水分后，成为以Li₂CO₃和Al(OH)₃为主要成分的混合物；或者向一次滤液中加入NaOH，加入量以NaOH和Al₂(SO₄)₃以及Li₂SO₄完全反应为准；NaOH和Al₂(SO₄)₃的反应式同反应式(7)；NaOH和Li₂SO₄的反应式为：Li₂SO₄+2NaOH＝Na₂SO₄+2LiOH↓ (10)；然后过滤分离出混合滤渣和混合滤液；其中混合滤液为以K₂SO₄和Na₂SO₄两种溶质为主要成分的水溶液，混合滤渣烘干去除水分后，成为以Li₂CO₃和Al(OH)₃为主要成分的混合物；(9)将混合滤液蒸发浓缩，至浓缩余液中的K₂SO₄达到饱和浓度，此时大部分Na₂SO₄结晶析出；过滤分离出余液和Na₂SO₄结晶，对余液进行蒸发脱水，获得以K₂SO₄和Na₂SO₄为主要成分的混合物。