【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及電解鋁含鋰廢料提取利用，具體涉及一種電解鋁廢料選擇性提鋰的方法。
技術介紹
1、近年來新能源行業發展迅猛，鋰離子電池及儲能領域對鋰的需求持續增長，國內眾多公司布局鋰資源提鋰技術開發，致力于碳酸鋰的生產，以滿足鋰持續增長的需求。目前，我國生產力水平持續發展，人民生活水平逐步提高，汽車等產業發展帶動電解鋁行業規模不斷增長，電解鋁廢渣產量不斷增加，電解鋁廢渣中含一定的鋰，但含有大量的鋁，將其中的鋰和鋁等有價金屬提取加以利用可大量節約鋰資源和鋁資源。該物料提取和利用技術近年來得到快速開發和發展。
2、例如申請號為201310147358.2的中國專利技術公開了一種電解鋁廢渣同時回收冰晶石和碳粉的方法，該專利技術將電解鋁廢渣粉碎成粉料，拌入煤油、乙醇和水配制成的漿料，將漿料加入到含硅酸鈉和鋁酸鈉的水溶液中，經攪拌靜置分上中下三層，取上層離心脫水洗滌干燥得碳粉，取下層沉淀過濾洗滌干燥得冰晶石，中層為含硅酸鈉和鋁酸鈉的水溶液，該專利技術由于加入煤油和乙醇等有機物，會造成環保壓力，且只對電解鋁廢渣的的冰晶石和碳粉進行了回收，鋰并沒有得到合理利用。
3、申請號202310704041.8的中國專利技術公開了一種提高難浸鋁電解廢渣中鋰浸出率的工藝方法，該方法包括以下步驟：配制5％的三氯化鋁溶液10l，按每100ml三氯化鋁溶液中加入10g廢渣，共加入廢渣1kg控制終點ph值為3，室溫浸出時間2小時，過濾并洗滌濾渣，濾渣主要為碳等雜質，濾液進入除雜富集提純工藝。本專利技術通過采用鋁鹽溶液溶解難浸電解鋁廢渣中的鋰鈉
4、公開號cn116005006a的中國專利技術公開了一種電解鋁廢渣提取鋰的方法，電解鋁廢渣烘干研磨除雜加入碳酸鈣、水、濃硫酸在80-100℃下反應，分離得浸出液；加入氧化鈣，調節ph＝10-11，分離得過濾液；過濾液降溫結晶，分離后濃縮，得濃縮液；濃縮液中加入碳酸鈉、絮凝劑，攪拌靜置分離，得硫酸鋰溶液；硫酸鋰溶液中加入碳酸鈉溶液反應后分離，得粗碳酸鋰和母液，將母液和上述過濾液一起降溫結晶，分離后濃縮得上述濃縮液；將所得粗碳酸鋰洗滌、烘干、破碎，得電池級碳酸鋰。所得產品純度符合電池級碳酸鋰行業標準，反應條件溫和，無氟化氫廢氣，鋰浸出率高，對設備要求低，能耗低，適合工業生產。該方法用含鈣的化合物除雜、調節ph值，硫酸鈣渣量大，再加物料中鋁含量高，除雜產生大量的廢渣，造成鋰回收率降低，過程無除鈣的工藝，會造成管道結晶，且電池級碳酸鋰產率低。
5、針對含鋰量為1％左右、鈉、鋁、碳含量較高的電解鋁廢料而言，鋰的提取過程中硫酸鈉結晶量較大，沉淀過濾性質差，影響鋰的總回收率。該類物料含有50％左右的碳。該物料碳含量比較高，占比高達50％左右，浸出過程不溶，作為浸出渣使得鋰在渣中損失增大，后續處理比較費工費力，現有技術無法解決上述問題高效提取鋰。
技術實現思路
1、因此，為了解決現有技術中流程長、能耗大等問題，提出了一種電解鋁廢料選擇性提鋰的方法，該方法通過控制浸出條件選擇性提取廢鋁渣中的鋰，而限制渣中鋁和鐵等雜質的浸出，得到高品質硫酸鋰進一步制備碳酸鋰。具體方案如下：
2、一種電解鋁廢料選擇性提鋰的方法，包括以下步驟：
3、步驟1：將含碳量超過45％、含鋁量是含鋰量10倍以上的電解鋁廢料進行破碎；
4、步驟2：將破碎后的電解鋁廢料進行高溫煅燒，煅燒溫度為550-1600℃，煅燒時間為0.5-5h，除去其中的碳，隨后降溫細磨至60-200目，得到除碳物料；
5、步驟3：將除碳物料進行兩段浸出，一段浸出ph值控制在3.5-4.0，一段浸出后過濾得到一段浸出液和一段浸出渣；將一段浸出渣進行二段浸出，二段浸出ph值控制在3.0-3.5，得到二段浸出液和二段浸出渣，將二段浸出液返回一段浸出過程；
6、步驟4：進行兩段除雜，一段除雜過程為：向一段浸出液中加入氧化劑，再加堿調節ph值為4.5-5.0，過濾得到濾液和濾渣；二段除雜過程為：向濾液中加入除鈣劑，再加堿調節ph值為12.0-13.0，過濾得到含鋰濾液和雜質濾渣；
7、步驟5：將含鋰濾液加熱濃縮，再進行一段冷凍結晶，得到脫硝后液；
8、步驟6：在加熱的條件下向脫硝后液中加碳酸鈉溶液，沉淀過濾得到粗碳酸鋰；
9、步驟7：將粗碳酸鈉用純水溶解后向溶液中通入co2氣體，當粗碳酸鈉完全溶解后精密過濾得到碳酸鋰溶液，加熱結晶、過濾、洗滌、烘干后得到電池級碳酸鋰。
10、進一步地，步驟1中所述電解鋁廢料的成分和質量占比分別為：鋰1％-1.2％，鋁12.5-12.9％，鈉12.6-13.0％，鐵1.0-1.1％，鈣2.1-2.2％，鎂0.24-0.26％，硅<0.1％，氟13.5-14.0％，硫0.10-0.11％，碳>45％，其余為水。
11、進一步地，步驟1中破碎后的電解鋁廢料大小為1-10cm。
12、進一步地，步驟3中浸出過程中浸出劑為質量分數98％的硫酸，浸出溫度為60-90℃，浸出時間為1-5h，其中一段浸出中水與除碳物料的漿化液固比為3-5:1，二段浸出的漿化液固比為2-5:1，二段浸出渣經洗滌后將洗滌后液返回一段浸出。
13、進一步地，步驟4中一段除雜過程中的氧化劑為雙氧水、氯酸鈉、次氯酸鈉、氯氣、空氣或氧氣，除雜溫度55-70℃，堿為質量濃度為5-20％的氫氧化鈉溶液，反應時間為1-5h；二段除雜過程中反應時間為1-5h，除鈣劑為草酸，加入除鈣劑的量為所述電解鋁廢料的0.05％-0.1％。
14、進一步地，步驟5的冷凍結晶的溫度為-10℃-10℃。
15、進一步地，步驟6中的加熱溫度為90-100℃。
16、進一步地，步驟7中純水與粗碳酸鋰的質量比為9-10：1，通入co2氣體的壓力為0.1-0.2mpa。
17、進一步地，步驟7中加熱結晶的溫度為90-100℃。
18、本專利技術與現有技術相比具有以下優點：
19、(1)本專利技術的電解鋁廢料先用煅燒法在550℃以上除去其中大部分碳，鋰提取處理能力可提高幾乎一倍，鋰溶液的濃度可提高大約一倍，大幅降低處理難度和成本，提高鋰回收率和處理效率。
20、(2)本專利技術通過控制浸出過程ph值3.0-4.0，且分兩段進行，在該ph值范圍內使電解鋁廢料中的鋰盡可能充分溶出，而大部分鋁、鐵、鈉、氟等不溶出而留在浸出渣中，減少浸出酸使用量，且大幅降低除雜時堿的使用量，同時由于該物料中鋁含量很高，通過控制浸出液酸度抑制鋁的浸出，降低加堿除雜時由于氫氧化鋁呈膠體狀而吸附鋰造成的鋰的大量損失，渣過濾性能良好，堿的使用量降低使得除雜后鋰溶液中鈉含量大幅降本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種電解鋁廢料選擇性提鋰的方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種電解鋁廢料選擇性提鋰的方法，其特征在于，步驟1中所述電解鋁廢料的成分和質量占比分別為：鋰1％-1.2％，鋁12.5-12.9％，鈉12.6-13.0％，鐵1.0-1.1％，鈣2.1-2.2％，鎂0.24-0.26％，硅<0.1％，氟13.5-14.0％，硫0.10-0.11％，碳>45％，其余為水。
3.根據權利要求1所述的一種電解鋁廢料選擇性提鋰的方法，其特征在于，步驟1中破碎后的電解鋁廢料大小為1-10cm。
4.根據權利要求1所述的一種電解鋁廢料選擇性提鋰的方法，其特征在于，步驟3中浸出過程中浸出劑為質量分數98％的硫酸，浸出溫度為60-90℃，浸出時間為1-5h，其中一段浸出中水與除碳物料的漿化液固比為3-5:1，二段浸出的漿化液固比為2-5:1，二段浸出渣經洗滌后將洗滌后液返回一段浸出。
5.根據權利要求1所述的一種電解鋁廢料選擇性提鋰的方法，其特征在于，步驟4中一段除雜過程中的氧化劑為雙氧水、氯酸鈉、次氯酸鈉、氯氣、空
6.根據權利要求1所述的一種電解鋁廢料選擇性提鋰的方法，其特征在于，步驟5的冷凍結晶的溫度為-10℃-10℃。
7.根據權利要求1所述的一種電解鋁廢料選擇性提鋰的方法，其特征在于，步驟6中的加熱溫度為90-100℃。
8.根據權利要求1所述的一種電解鋁廢料選擇性提鋰的方法，其特征在于，步驟7中純水與粗碳酸鋰的質量比為9-10：1，通入CO2氣體的壓力為0.1-0.2MPa。
9.根據權利要求1所述的一種電解鋁廢料選擇性提鋰的方法，其特征在于，步驟7中加熱結晶的溫度為90-100℃。
...【技術特征摘要】
1.一種電解鋁廢料選擇性提鋰的方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種電解鋁廢料選擇性提鋰的方法，其特征在于，步驟1中所述電解鋁廢料的成分和質量占比分別為：鋰1％-1.2％，鋁12.5-12.9％，鈉12.6-13.0％，鐵1.0-1.1％，鈣2.1-2.2％，鎂0.24-0.26％，硅<0.1％，氟13.5-14.0％，硫0.10-0.11％，碳>45％，其余為水。
3.根據權利要求1所述的一種電解鋁廢料選擇性提鋰的方法，其特征在于，步驟1中破碎后的電解鋁廢料大小為1-10cm。
4.根據權利要求1所述的一種電解鋁廢料選擇性提鋰的方法，其特征在于，步驟3中浸出過程中浸出劑為質量分數98％的硫酸，浸出溫度為60-90℃，浸出時間為1-5h，其中一段浸出中水與除碳物料的漿化液固比為3-5:1，二段浸出的漿化液固比為2-5:1，二段浸出渣經洗滌后將洗滌后液返回一段浸出。
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【專利技術屬性】
技術研發人員：柴艮風，曹篤盟，馬騫，楊曉艷，張佳樂，蔡蕾，湯鵬軍，嚴賢雍，頡頤，耿格，郝亞莉，
申請(專利權)人：金川集團股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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