一种从含锂电解铝大修渣中优先提锂的方法

本发明属于危险废物的资源化回收利用，特别涉及一种从含锂电解铝大修渣中优先提锂的方法。

背景技术：

1、锂盐作为铝电解质的添加剂在电解铝行业中可以明显降低铝电解质的初晶温度，提高电导率，节能降耗。在电解铝行业中，每产生1吨原铝会产生约20～30千克电解铝大修渣，然而，电解铝大修渣作为一种危险废物，在高温和化学腐蚀的作用下，使得其组分复杂，主要含有f、si、al、li、na、mg等元素；电解铝大修渣中可溶性的氟化物、氰化物等对环境具有严重危害，因此，对电解铝大修渣进行无害化处理已成为当前环境修复领域的技术难题。

2、目前，对电解铝大修渣的处理工艺主要包括：浮选分离、湿法冶金、火法冶金和多种尾矿协同处理等，其中，浮选分离工艺适用于处理含碳量较高的大修渣；湿法冶金工艺能将大修渣中的不同物质分离提纯，但存在废液及工艺复杂等问题；火法冶金工艺可有效对大修渣进行解毒，但经过高温焙烧后，碳资源多被浪费；多种尾矿协同处理工艺借助上述工艺能较好地将大修渣进行无害化、资源化利用，但大修渣掺加量较低，且组分回收不完全。

3、因此，如何提供一种从含锂电解铝大修渣中优先提锂的方法，以电解铝大修渣为主要原料制备电池级碳酸锂，实现电解铝大修渣的无害化处理和资源化利用，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种从含锂电解铝大修渣中优先提锂的方法，以至少解决上述一种技术问题。

2、为实现上述目的，本发明第一方面提供了一种从含锂电解铝大修渣中优先提锂的方法，所述方法包括以下步骤：s1、将含锂电解铝大修渣、除氰剂和固氟剂混合后进行湿法球磨，得到湿磨料；s2、对所述湿磨料进行过滤，得到湿磨转化渣和湿磨转化液；s3、对所述湿磨转化液进行萃取，得到负载锂有机相和锂萃余液；所述锂萃余液回用至所述湿法球磨中；s4、向通入二氧化碳的水溶液中加入所述负载锂有机相，进行反萃，得到空载锂有机相和碳酸氢锂溶液；所述空载锂有机相回用至所述湿磨转化液中；s5、对所述碳酸氢锂溶液进行诱导结晶，得到电池级碳酸锂。

3、在第一方面中，所述除氰剂为漂白粉，所述漂白粉的添加量为所述含锂电解铝大修渣干重的0.1％～1％；所述固氟剂为生石灰，所述生石灰的添加量为所述含锂电解铝干重的8％～20％。

4、在第一方面中，在所述湿法球磨中，球料质量比为1:2～2:1，水料质量比为1:1～5:1。

5、在第一方面中，所述湿法球磨的时间为2～6h。

6、在第一方面中，所述对所述湿磨转化液进行萃取包括：以苯甲酰三氟丙酮、三辛基氧化磷、煤油组成的混合体作为萃取有机相；在室温下，采用所述萃取有机相对所述湿磨转化液进行萃取，萃取o/a相比为1:2～2:1，萃取级数为1～5级，每一级萃取的时间为5～15min。

7、在第一方面中，在所述萃取有机相中，所述苯甲酰三氟丙酮和所述三辛基氧化磷的体积比为1:2～2:1；所述苯甲酰三氟丙酮和所述三辛基氧化磷的总添加量为所述煤油质量的3～15％。

8、在第一方面中，在所述s4中，所述通入二氧化碳的水溶液包括每升水中二氧化碳的鼓入量为3～6l/min。

9、在第一方面中，在所述s4中，所述反萃的条件包括：在室温下进行反萃，反萃o/a相比为1:2～2:1，反萃的时间为20～40min。

10、在第一方面中，在所述s5中，采用碳酸锂晶种进行诱导结晶，所述碳酸锂晶种的粒度为50～200μm。

11、在第一方面中，所述诱导结晶的升温速率为1～3℃/min，所述诱导结晶的温度为60～80℃。

12、有益效果：

13、本发明提供的一种从含锂电解铝大修渣中优先提锂的方法，首先，以含锂电解铝大修渣为主要原料，加入除氰剂和固氟剂混合均匀，进行湿法球磨，使得含锂电解铝大修渣中的可溶性氰化物、氟化物被除氰剂和固氟剂转化为无害物质和固体，实现一步湿法浸锂固氟除去含锂电解铝大修渣中的有害物质；其次，对湿法球磨获得的湿磨料进行过滤，得到湿磨转化渣和湿磨转化液，湿磨转化渣进行集中处理，可作为建筑材料，对湿磨转化液进行萃取，得到负载锂有机相和锂萃余液，锂萃余液可回用至湿法球磨中，减少水的用量；然后，向通入二氧化碳的水溶液中加入负载锂有机相，进行反萃，使得锂离子与二氧化碳的水溶液进行结合，形成碳酸氢锂溶液，反萃后的空载锂有机相可回用至湿磨转化液中；最后，对形成的碳酸氢锂溶液进行诱导结晶，以获得高纯度的电池级碳酸锂，可应用于锂电池制备行业。本发明通过湿法球磨工序将可溶性的氰化物和氟化物转化为无害物质，并通过过滤工序进行固液分离，得到含锂的湿磨转化液，利用萃取和反萃工序对锂溶液进行提纯，得到碳酸氢锂溶液，通过对碳酸氢锂溶液进行诱导结晶得到高纯度的电池级碳酸锂，实现了危险废物的无害化处理、资源化回收利用，符合绿色可持续发展理念。

14、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

技术特征：

1.一种从含锂电解铝大修渣中优先提锂的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的从含锂电解铝大修渣中优先提锂的方法，其特征在于，所述除氰剂为漂白粉，所述漂白粉的添加量为所述含锂电解铝大修渣干重的0.1％～1％；

3.根据权利要求1或2任意一项所述的从含锂电解铝大修渣中优先提锂的方法，其特征在于，在所述湿法球磨中，球料质量比为1:2～2:1，水料质量比为1:1～5:1。

4.根据权利要求3所述的从含锂电解铝大修渣中优先提锂的方法，其特征在于，所述湿法球磨的时间为2～6h。

5.根据权利要求1所述的从含锂电解铝大修渣中优先提锂的方法，其特征在于，所述对所述湿磨转化液进行萃取包括：

6.根据权利要求5所述的从含锂电解铝大修渣中优先提锂的方法，其特征在于，在所述萃取有机相中，所述苯甲酰三氟丙酮和所述三辛基氧化磷的体积比为1:2～2:1；所述苯甲酰三氟丙酮和所述三辛基氧化磷的总添加量为所述煤油质量的3～15％。

7.根据权利要求1所述的从含锂电解铝大修渣中优先提锂的方法，其特征在于，在所述s4中，所述通入二氧化碳的水溶液包括每升水中二氧化碳的鼓入量为3～6l/min。

8.根据权利要求1所述的从含锂电解铝大修渣中优先提锂的方法，其特征在于，在所述s4中，所述反萃的条件包括：在室温下进行反萃，反萃o/a相比为1:2～2:1，反萃的时间为20～40min。

9.根据权利要求1所述的从含锂电解铝大修渣中优先提锂的方法，其特征在于，在所述s5中，采用碳酸锂晶种进行诱导结晶，所述碳酸锂晶种的粒度为50～200μm。

10.根据权利要求9所述的从含锂电解铝大修渣中优先提锂的方法，其特征在于，所述诱导结晶的升温速率为1～3℃/min，所述诱导结晶的温度为60～80℃。

技术总结本发明提供了一种从含锂电解铝大修渣中优先提锂的方法，包括：将含锂电解铝大修渣、除氰剂和固氟剂混合后进行湿法球磨，得到湿磨料；对湿磨料进行过滤，得到湿磨转化渣和湿磨转化液；对湿磨转化液进行萃取，得到负载锂有机相和锂萃余液；向通入二氧化碳的水溶液中加入负载锂有机相，进行反萃，得到空载锂有机相和碳酸氢锂溶液；对碳酸氢锂溶液进行诱导结晶，得到电池级碳酸锂。采用本发明提供的方法不仅可以对含锂电解铝大修渣进行无害化处理，还可以在反应条件温和、能耗低、对设备没有特殊要求的前提下制备较高纯度的高附加值产品。技术研发人员：潘德安,郑兆晨,张晓光,方刚,蒋国赛,谭哲受保护的技术使用者：北京工业大学技术研发日：技术公布日：2024/8/20