【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于資源回收再生技術，具體涉及一種從廢舊鋁電解質中回收氟鋁資源的方法。
技術介紹
1、我國是世界第一產鋁大國，2022年底原鋁產量達到4000萬噸，占世界原鋁產量的58％左右。其中電解鋁是生產鋁的主要方法，現代電解鋁工業生產通常采用冰晶石-氧化鋁融鹽電解法。該方法在得到鋁的同時也產生了大量富余的鋁電解質物料，其主要成分為冰晶石或類冰晶石的氟鋁鹽。根據產量計算，這些以氟鋁鹽為主的物料將以每年70-120萬噸速度富余。這些氟鋁鹽被帶出電解槽后以廢舊電解質的形式存放，由于其中含有大量的氟元素，給存放的工廠及環境都帶來很大的壓力和影響，也造成氟、鋁、鋰等資源的浪費。
2、在氟、鋁資源回收和綜合利用方面，尤其是從電解鋁產生的廢舊鋁電解質中回收鋰資源，目前已經研發出了多種方法，并且部分已經實現了工業化應用生產。
3、例如中國專利cn115011798b提供了一種從含鋰鋁電解質中回收鋰的方法，采用了綠色、高效的焙燒浸出工藝及多段溶液凈化除雜工藝，實現從含鋰鋁電解質中提取鋰的規?；a。但該工藝流程復雜，雖然鋰回收率較高，但卻忽視了其他高價值資源的回收，比如氟、鋁資源。
4、但是對于從廢舊鋁電解質中回收其他有價值的金屬的工藝并沒有得到廣泛應用。而隨著螢石礦的不斷開采及高品位螢石的消耗，充分回收利用氟資源的要求日益迫切。從廢舊鋁電解質中回收氟資源也得到越來越多的關注。
5、如中國專利申請cn117263213a提供了一種從電解鋁固廢中回收鋁和氟的方法，該方法通過漿化浸取、二次浸取分別得到含
6、綜上所述，對于廢舊鋁電解質，通過簡單高效、綠色環保、成本低廉的工藝方法再生利用其中的氟、鋁、鋰、鈉資源是本行業領域中的重要課題，既是解決環境問題的關鍵手段，又是充分利用有價資源、降低成本的有效方式。但是目前對于其中氟等資源的回收，仍存在工藝復雜、產品品質低、成本高等問題。
技術實現思路
1、為解決上述的關鍵課題，本專利技術的目的在于提供一種從廢舊鋁電解質中回收氟鋁資源的方法，通過煅燒、浸取、中和、沉鋰等步驟，可同時完成從鋁電解質中分離出氟、鋁、鋰元素，并制備鋁鹽、氟鹽以及工業級碳酸鋰。本專利技術具有工藝流程簡單、生產成本低，生產的鋰鹽、鋁鹽、氟鹽等產品品質高，回收效率高等優勢，通過對廢舊化工物料的回收處理，實現了鋁、氟的再生利用，也避免了廢料堆放污染環境，屬于綠色化工應用，適合在氟、鋁相關工業中推廣。
2、本專利技術是通過如下技術方案實現的。
3、本專利技術提供一種從廢舊鋁電解質中回收氟鋁資源的方法，包括以下步驟：
4、s1，將廢舊鋁電解質與第一反應劑混合，焙燒得到熟料。
5、s2，將熟料與第二反應劑進行浸取反應，得到鋁溶液和浸取軟膏，其中浸取軟膏洗滌干燥后得到氟鹽。
6、s3，向鋁溶液中加入中和劑沉淀出氫氧化鋁。
7、s4，步驟s3得到的母液經除雜、蒸發后加入沉鋰劑，得到碳酸鋰。
8、具體的，本專利技術將廢舊鋁電解質破碎后與第一反應劑混合均勻，通過中溫焙燒得到混合熟料。將混合熟料分散到純水中，并加入第二反應劑進行浸取反應。反應后固液分離，得到鋁溶液和浸取軟膏，其中浸取軟膏經過洗滌干燥后得到氟鹽。在鋁溶液中加入中和劑，通過調節體系ph沉淀出鋁，洗滌干燥后得到氫氧化鋁。另外，中和反應后分離出的中和母液經過除雜后得到鋰溶液，將其蒸發濃縮后在一定溫度下加入沉鋰劑，制得碳酸鋰漿料，固液分離并洗滌后制得工業級碳酸鋰。
9、可以理解的是，本專利技術中所用的廢舊鋁電解質，是鋁電解生產用的電解質廢渣，主要成分為冰晶石、類冰晶石和氧化鋁等，即na3alf6、lina2alf6、al2o3等，其中單質鋰的含量為0.1～2％。
10、進一步地，步驟s1中，第一反應劑氧化鈣、氫氧化鈣、碳酸鈣、氯化鈣、石灰、石灰石中的一種或多種，廢舊鋁電解質與第一反應劑的質量比為1:0.1～2。
11、進一步地，步驟s1中，廢舊鋁電解質破碎至80～200目，更優選100～150目。選擇合適粒度的第一反應劑，控制廢舊鋁電解質與第一反應劑混合后，得到的混合原料的整體粒度為80～200目，更優選100～150目?？刂屏６仍谏鲜龇秶脑蛟谟谠诒阌诠桃悍蛛x的前提下，盡可能提高鋁電解質的鋰分離效率。若粒度過小，則給固液分離過程造成一定的壓力；若粒度過大，則會導致焙燒和浸取過程反應不完全，影響鋰分離效率。
12、進一步地，步驟s1中，焙燒的條件為：溫度300～700℃，時間0.5～5h。
13、進一步地，步驟s2中，第二反應劑為鹽酸，硫酸，硝酸，氫氟酸中的一種或多種，其投料比滿足：廢舊電解質中的al3+和第二反應劑中的h+的摩爾比為1:0.2～6，第二反應劑的濃度為10～40％。控制作為第二反應劑的無機酸的濃度，其目的是為了避免因濃度過高導致局部反應劇烈，從而反應不均勻，影響鋁和鋰的分離。
14、進一步地，步驟s2中，浸取反應的條件為：
15、(1)反應體系固含量15～40％。即熟料占整個進去反應體系的質量百分比為15～40％。
16、(2)反應溫度60～250℃，反應時間1～6h。具體地說，浸取反應可以是常壓條件下的水浴攪拌反應，水浴反應溫度為可以為60～100℃，例如60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃、100℃；也可以是高壓條件下的水熱反應，水熱反應溫度為100～250℃，例如100℃、110℃、120℃、150℃、180℃、200℃、220℃、240℃、250℃、260℃。當然，本領域技術人員知曉，上述溫度范圍僅是籠統的大概范圍，受于環境等因素不可能精確測定。
17、本專利技術中，在浸取反應結束后，需要等待漿料冷卻至20～50℃后進行固液分離，從而避免浸取軟膏因快速降溫而結塊，包裹鋁鹽，影響鋁分離效率。
18、本專利技術中，浸取軟膏需要進行2～5次洗滌并干燥后得到再生氟鹽，即氟化鈣。作為一個典型的例子，洗滌使用水為溶劑，將軟膏在30～90℃攪拌洗滌后過濾，將此過程重復2～5次后干燥軟膏，得到氟化鈣。
19、進一步地，步驟s3中，中和劑為氫氧化鈉、碳酸鈉、氫氧化鉀、碳酸鉀、氨水中的任一種，調節體系的ph為4～6，控制反應溫度為80～95℃。作為一個典型的例子，將固液分離所得鋁溶液與中和劑溶液混合，在80～90℃下攪拌反應，使體系ph為4～5條件下沉淀出氫氧化鋁，攪拌反應1～5h后自然冷卻至50℃以下后進行固液分離，得到氫氧化鋁軟膏。
20、本專利技術中，中和劑的質量濃度不做要求，通?？梢詾?～30％，更優選為10～20％。
21、任選的，對于中和后得到的中和母本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種從廢舊鋁電介質中資源回收的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S1中，所述第一反應劑為氧化鈣、氫氧化鈣、碳酸鈣、氯化鈣、石灰、石灰石中的一種或多種，所述廢舊鋁電解質與所述第一反應劑的質量比為1:0.1～2。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步驟S1中，所述廢舊鋁電解質破碎至80～200目，優選100～150目；所述廢舊鋁電解質與第一反應劑混合后整體粒度為80～200目，優選100～150目。
4.據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S1中，所述焙燒的條件為溫度300～700℃，時間0.5～5h。
5.據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S2中，所述第二反應劑為鹽酸，硫酸，硝酸，氫氟酸中的一種或多種，所述廢舊電解質中Al3+和所述第二反應劑中H+的摩爾比為1:0.2～6，所述第二反應劑的濃度為10～40％。
6.據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S2中，所述浸取反應的條件為：反應體系固含量15～40％，反應溫度60～
7.據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S3中，所述中和劑為氫氧化鈉、碳酸鈉、氫氧化鉀、碳酸鉀、氨水中的任一種，調節體系的pH為4～6，控制溫度為80～95℃。
8.據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S4中，所述除雜為加入堿性試劑調節所述母液的pH為7～11，攪拌反應后固液分離。
9.據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S4中，所述蒸發為將所述母液濃縮至鋰濃度為7g/L以上，然后在30℃以下固液分離。
10.據權利要求1或9所述的方法，其特征在于，所述步驟S4中，所述沉鋰劑為10～20％碳酸鈉溶液，在85～95℃下反應，然后在80℃以上固液分離。
...【技術特征摘要】
1.一種從廢舊鋁電介質中資源回收的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟s1中，所述第一反應劑為氧化鈣、氫氧化鈣、碳酸鈣、氯化鈣、石灰、石灰石中的一種或多種，所述廢舊鋁電解質與所述第一反應劑的質量比為1:0.1～2。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步驟s1中，所述廢舊鋁電解質破碎至80～200目，優選100～150目；所述廢舊鋁電解質與第一反應劑混合后整體粒度為80～200目，優選100～150目。
4.據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟s1中，所述焙燒的條件為溫度300～700℃，時間0.5～5h。
5.據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟s2中，所述第二反應劑為鹽酸，硫酸，硝酸，氫氟酸中的一種或多種，所述廢舊電解質中al3+和所述第二反應劑中h+的摩爾比為1:0.2～6，所...
【專利技術屬性】
技術研發人員：楊華春，閆春生，原澤，薛峰峰，李霞，周陽，張夢蕾，劉苗苗，
申請(專利權)人：河南省氟基新材料科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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