一种从废旧玻璃粉中回收锂的方法与流程

本发明涉及固体废物再利用，特别涉及一种从废旧玻璃粉中回收锂的方法。

背景技术：

1、锂元素被称为“21世纪能源金属”，其储备和分离提取技术会对国家战略安全产生影响。锂主要用于铝冶炼、空气处理、润滑剂、锂电池以及陶瓷和玻璃等领域中。随着新能源汽车、能源转换、航空航天等高新技术产业的快速发展，矿藏资源开采条件有限，盐湖锂资源季节性影响，无法满足未来这些高新技术产业的发展需求，多渠道开发循环利用锂资源已成为国内外锂工业可持续发展的必然选择。与此同时，锂在玻璃中的各种新作用也在不断被发现，玻璃行业对锂的需求仍将保持增长。

2、玻璃粉是一种无机类无定型硬质超细颗粒粉末，外观为白色粉末，含锂玻璃粉可以用于化学以及pe类工厂，含锂玻璃粉透明度好、硬度高、粒径分布均匀，与树脂和油漆体系中的其他成分相溶性佳，在油漆体系中作填充，漆膜不带蓝光，重涂性好。

3、目前生产锂的原料主要来源于锂辉石、锂云母、透锂长石和磷铝石等矿石，其生产工艺流程复杂，能耗高，消耗资金多。锂生产的另一个原料来源就是锂深加工过程中产生的含锂废料或含锂失效产品，为回收锂的重要再生资源。而现有含锂玻璃粉加工过程中产生的不合格产品通常是作为废料，因废料本体中含有部分锂等添加金属元素，致使废料二次利用率低，造成较多的资源浪费，增加含锂玻璃粉生产成本。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决废旧玻璃粉提锂及制备碳酸锂技术方案中存在的问题和不足，相对于碱浸或者酸浸方法，本发明以更经济廉价的反应原料、更短的流程回收锂，最终得到产品碳酸锂。

2、具体而言，本发明提供了一种从废旧玻璃粉中回收锂的方法，包括：

3、步骤s1、将含有锂元素的废旧玻璃粉进行破碎并筛选，获得粉末a；

4、步骤s2、将粉末a与含钠物料均匀混合得到混合物料，将混合物料放入高温炉中焙烧，得到熟料b；

5、步骤s3、将熟料b研磨后加入水或低酸溶液中，超声浸出，随后过滤，得到滤液c和滤饼，滤饼洗涤、烘干后得到滤渣d；

6、步骤s4、溶液c经冷冻、离心，脱除溶液中钠离子，再通过调整溶液ph至8～11初步除去溶液中的ca、al、mg等杂质金属元素，除杂净化，再以蒸发浓缩或者溶剂萃取使锂浓度＞15g/l，在溶液e中加入碳酸钠溶液，经过过滤、洗涤，得到碳酸锂产品。

7、本发明首先将破碎、筛选后的玻璃粉与含钠物料混合均匀，通过添加含钠物料焙烧使锂转型，对选择性提锂能达到一个很好地效果。添加含钠物料可以与玻璃粉中的复合氧化物反应，使na能够取代li，生成易溶锂盐。但由于可能存在部分锂易被包裹在铝硅类物质中，导致锂浸出率低，故采用超声浸出以提高锂浸出率，并且在水浸基础上，根据需要进一步优化为加入酸浸出，能起到更好的浸出效果。再经过冷冻离心，脱除钠离子，在脱钠之后再对溶液进行除杂净化，得到高锂净化后液，可制备碳酸锂产品。本发明其核心在于破坏玻璃粉复杂的锂结构晶形，使其转化为易溶于水或易溶于酸碱的锂盐，达到选择性分离的目的。

8、优选地，步骤s1中，废旧玻璃粉中所含部分化学物质成分占比为：a1含量为5～40wt％，si含量为10～60wt％，na为1～20wt％，li为0.5～10wt％；粉末a的粒径≥40目。

9、优选地，步骤s2中，含钠物料选自naoh、na2co3、nahco3、na2so4、nahso4、nano3、nacl、naf中的一种或多种。

10、优选地，步骤s2中，含钠物料与玻璃粉质量比mna/m玻璃粉＝0.2～1.5。

11、优选地，步骤s2中，焙烧温度为400-1000℃，焙烧时间为0.5-24h。

12、优选地，步骤s3中，低酸溶液选自硫酸，硝酸，盐酸，草酸中的一种或多种，低酸溶液浓度为0.05～1mol/l。

13、优选地，步骤s3中，超声频率为100-300w，熟料b与酸溶液的固液比为0.5-20g/ml；浸出温度为30-80℃，浸出时间为20-240min。

14、本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

15、本发明技术方案，以含锂副产品为原料生产碳酸锂产品，替代了较为昂贵和稀缺的锂云母，从而减轻我国锂电能源材料对锂云母的依赖，大大降低了碳酸锂的生产成本。相对于直接碱浸和酸浸，使用碱浸法回收锂，锂的回收率不高，且后续难以处理；酸浸法可对锂进行回收提取可提高锂提取率，但此工艺需要消耗大量酸，并会产生大量酸液需处理，延长了工艺流程等缺陷，本发明锂的浸取率可以达到90％以上，并且减少了酸的用量。且本发明中浸出后得到的滤饼可作为合成水合石榴石原材料，并且含钠物料可以回收富集。

技术特征：

1.一种从废旧玻璃粉中回收锂的方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s1中，废旧玻璃粉中所含部分化学物质成分占比为：al含量为5～40wt％，si含量为10～60wt％，na为1～20wt％，li为0.5～10wt％；粉末a的粒径≥40目。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s2中，含钠物料选自naoh、na2co3、nahco3、na2so4、nahso4、nano3、nacl、naf中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s2中，含钠物料与玻璃粉质量比mna/m玻璃粉＝0.2～1.5。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s2中，焙烧温度为400-1000℃，焙烧时间为0.5-24h。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s3中，低酸溶液选自硫酸，硝酸，盐酸，草酸中的一种或多种，低酸溶液浓度为0.05～1mol/l。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s3中，熟料b与低酸溶液的固液比为0.5-20g/ml。

技术总结本发明提供了一种从废旧玻璃粉中回收锂的方法，属于固体废物再利用技术领域，包括：步骤S1、将含有锂元素的废旧玻璃粉进行破碎并筛选，获得粉末A；步骤S2、将粉末A与含钠物料均匀混合得到混合物料，将混合物料放入高温炉中焙烧，得到熟料B；步骤S3、将熟料B研磨后加入水或者低酸溶液中，超声浸出，随后过滤，得到滤液C和滤饼，滤饼洗涤、烘干后得到滤渣D；步骤S4、溶液C经冷冻、离心，脱除含钠物料，再将溶液进行除杂净化得到高纯高锂溶液E，在溶液E中加入碳酸钠溶液，经过过滤、洗涤，得到碳酸锂产品。本发明相较于直接酸浸或碱浸，能大大提高锂的回收率。技术研发人员：刘付朋,张涛,陈早明,廖春发,陈飞雄受保护的技术使用者：宜春江理锂电新能源产业研究院技术研发日：技术公布日：2024/6/13