采用锂磷铝石提锂渣制备高纯磷酸铝及高纯磷酸二氢铝的方法与流程

本发明属于化工材料制备，具体涉及一种由锂磷铝石提锂渣制备优于团体标准的高纯磷酸铝及进一步得到高纯磷酸二氢铝的方法，回收提锂渣中的磷铝。

背景技术：

1、随着新能源车及储能的发展，对锂资源的需求越来越大。目前采用锂磷铝石提锂的工艺，一般是采取浓硫酸与锂磷铝石矿混和酸化、焙烧反应，将焙烧产物用水浸取、过滤，滤液用于提取锂，产生的提锂渣主要成分是alpo4，具有较高的回收价值。但目前对提锂渣的处理方式主要是用过量的硫酸将磷铝一步浸出来，硫酸用量高达硫铝摩尔比2：1，造成单耗很高，产品硫酸根很高。

技术实现思路

1、本发明的目的提供一种采用锂磷铝石提锂渣制备优于团体标准的磷酸铝和磷酸二氢铝的方法，利用提锂渣制备得到具有较高市场价值的磷酸铝及磷酸二氢铝产品。

2、本发明采取的技术方案如下：

3、采用锂磷铝石提锂渣制备高纯磷酸铝及高纯磷酸二氢铝的方法，包括以下步骤：

4、s1.制备备用酸浸液：取锂磷铝石提锂渣加水制浆，再加过量20%浓酸，升温至70-90℃反应1-3h，抽滤分离得备用酸浸液和酸浸渣，酸浸渣加3-5倍水洗涤1-2h，得到浸余渣和洗渣水；

5、s2.制备提锂渣料浆：取锂磷铝石提锂渣加步骤s1得到的洗渣水制浆，制成提锂渣料浆；

6、s3.提锂渣一级酸浸：将提锂渣料浆加步骤s1得到的一半备用酸浸液或者后续步骤s4得到的二级酸浸液，升温至70-90℃反应1-3h，加絮凝剂固液分离得一级酸浸液和一级渣；

7、s4.提锂渣二级酸浸：向一级渣加步骤s1得到的剩余一半备用酸浸液或者后续步骤s5得到的三级酸浸液，升温至70-90℃反应1-3h，加絮凝剂固液分离得二级酸浸液和二级渣；

8、s5.提锂渣三级酸浸：向二级渣加浓酸，升温至70-90℃反应1-3h，抽滤分离得三级酸浸液和三级渣；

9、s6.洗涤：将三级渣加3-5倍水洗涤1-2h，得到浸余渣和洗渣水；

10、s7.脱硫：将步骤s3-s6循环3次，取后2次的步骤s3所得一级酸浸液混合，加脱硫剂至ph1.8-2.2，升温至40-60℃反应1-3h，过滤得到脱硫酸浸液；

11、s8.制备磷酸铝：向脱硫酸浸液中加入螯合剂，升温至30-50℃搅拌至完全溶解，再加碱液调ph至2.8-3.2，升温至50-80℃反应1-2h，过滤得到磷酸铝滤饼；

12、s9.制备二水磷酸铝：将磷酸铝滤饼加纯水洗涤3-5次，洗饼在200-300℃下烘干2-4h，脱去游离水，得到二水磷酸铝；

13、s10.制备高纯无水磷酸铝：将二水磷酸铝在800-900℃下烘干2-4h，脱去结晶水和硫酸根，得到高纯无水磷酸铝。

14、进一步地，将上述步骤s10所得高纯无水磷酸铝加入到净化磷酸中溶解，溶液清亮后，过滤，得到高纯磷酸二氢铝。

15、进一步地，所述净化磷酸为质量浓度不低于75%的磷酸，净化磷酸加入量为无水磷酸铝摩尔量的2.0-2.1倍。

16、进一步地，步骤s1取锂磷铝石提锂渣加水制浆加水时，使用步骤s6的洗渣水返回配制提锂渣料浆，浆料浓度为固含量50-70%。

17、进一步地，步骤s3、s4中所用絮凝剂为5%-10wt.%的聚丙烯酰胺，加入量为浆料质量的1-5‰。

18、进一步地，步骤s5所述的浓酸为质量浓度98%的工业硫酸，浓酸加入量按硫酸中的硫和提锂渣中铝摩尔比（0.8-1.1）:1。

19、进一步地，步骤s6所用洗涤水为电阻率小于15μs/cm的去离子水，每次洗涤水量为滤饼质量的3~5倍。

20、进一步地，步骤s7所述脱硫剂为氧化钙或氢氧化钙中的一种或两种。

21、进一步地，步骤s8所述的螯合剂为乙二胺四乙酸或乙二胺四乙酸二钠。

22、进一步地，步骤s8所述的碱液为5-10wt.%的氢氧化钠、5-10wt.%的碳酸钠、10-15wt.%的氨水中的一种。

23、本发明使用锂磷铝石提锂后产生的废渣，使用三级酸浸，降低了30%用酸、用碱量，同时减少后续磷酸铝硫酸根和钠的洗涤，使磷酸铝杂质更低，生产成本也更低。通过脱硫、除杂进一步降低了磷酸铝杂质。

24、本发明制备得到的高纯磷酸铝和高纯磷酸二氢铝均优于团体标准，可以用于玻璃生产过程中充当助熔剂，作陶瓷或牙齿的黏合剂，以及作为添加剂加入润肤剂、防火涂料、导电水泥等物料之中，具有较好的市场应用前景。

技术特征：

1.采用锂磷铝石提锂渣制备高纯磷酸铝及高纯磷酸二氢铝的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的采用锂磷铝石提锂渣制备高纯磷酸铝及高纯磷酸二氢铝的方法，其特征在于，将上述步骤s10所得高纯无水磷酸铝加入到净化磷酸中溶解，溶液清亮后，过滤，得到高纯磷酸二氢铝。

3.根据权利要求2所述的采用锂磷铝石提锂渣制备高纯磷酸铝及高纯磷酸二氢铝的方法，其特征在于，所述净化磷酸为质量浓度不低于75%的磷酸，净化磷酸加入量为无水磷酸铝摩尔量的2.0-2.1倍。

4.根据权利要求1所述的采用锂磷铝石提锂渣制备高纯磷酸铝及高纯磷酸二氢铝的方法，其特征在于，步骤s1取锂磷铝石提锂渣加水制浆加水时，使用步骤s6的洗渣水返回配制提锂渣料浆，浆料浓度为固含量50-70%。

5.根据权利要求1所述的采用锂磷铝石提锂渣制备高纯磷酸铝及高纯磷酸二氢铝的方法，其特征在于，步骤s3、s4中所用絮凝剂为5%-10wt.%的聚丙烯酰胺，加入量为浆料质量的1-5‰。

6.根据权利要求1所述的采用锂磷铝石提锂渣制备高纯磷酸铝及高纯磷酸二氢铝的方法，其特征在于，步骤s5所述的浓酸为质量浓度98%的工业硫酸，浓酸加入量按硫酸中的硫和提锂渣中铝摩尔比（0.8-1.1）:1。

7.根据权利要求1所述的采用锂磷铝石提锂渣制备高纯磷酸铝及高纯磷酸二氢铝的方法，其特征在于，步骤s6所用洗涤水为电阻率小于15μs/cm的去离子水，每次洗涤水量为滤饼质量的3~5倍。

8.根据权利要求1所述的采用锂磷铝石提锂渣制备高纯磷酸铝及高纯磷酸二氢铝的方法，其特征在于，步骤s7所述脱硫剂为氧化钙或氢氧化钙中的一种或两种。

9.根据权利要求1所述的采用锂磷铝石提锂渣制备高纯磷酸铝及高纯磷酸二氢铝的方法，其特征在于，步骤s8所述的螯合剂为乙二胺四乙酸或乙二胺四乙酸二钠。

10.根据权利要求1所述的采用锂磷铝石提锂渣制备高纯磷酸铝及高纯磷酸二氢铝的方法，其特征在于，步骤s8所述的碱液为5-10wt.%的氢氧化钠、5-10wt.%的碳酸钠、10-15wt.%的氨水中的一种。

技术总结采用锂磷铝石提锂渣制备高纯磷酸铝及高纯磷酸二氢铝的方法，将锂磷铝石提锂渣再浆用浓硫酸酸浸，得到浸余渣和硫酸铝溶液，浸余渣洗涤回收磷铝；硫酸铝溶液加脱硫剂、螯合剂处理后，再加碱液沉淀生成二水磷酸铝，二水磷酸铝洗涤、烘干、煅烧得到优于团体标准的高纯无水磷酸铝；进一步将无水磷酸铝加净化磷酸溶解得到高纯磷酸二氢铝。本发明解决了锂磷铝石提锂渣处理利用问题，并得到高价值的磷酸铝和磷酸二氢铝，可以广泛应用于玻璃生产的助熔剂、陶瓷或牙齿的黏合剂，以及作为添加剂加入润肤剂、防火涂料、导电水泥等物料之中。技术研发人员：杨云,李富,赵永,罗蜀峰受保护的技术使用者：昆明川金诺化工股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18