【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及鋰資源回收利用，具體涉及焙燒前置超聲處理輔助浸取從粉煤灰中提取鋰的方法。
技術介紹
1、鋰元素因其在可再生能源和電動車輛中的廣泛應用而日益受到關注。鋰電池具有循環壽命長、能量密度高、自放電率低和綠色環保等優勢，廣泛應用于便攜電子器件、電動汽車、手機等領域。
2、在眾多潛在的鋰資源中，燃煤發電過程中產生的粉煤灰含有豐富的礦物，尤其是鋰元素，逐漸引起了研究者的關注。粉煤灰是火力發電廠燃煤的副產品，是最復雜和最豐富的人為材料之一。研究表明，粉煤灰中含有相對較高的?li?含量，約為?250-1400?μg/g（li2o含量?0.06–0.30?wt%），這為其回收利用提供了可能性。然而，粉煤灰的堆積不僅造成環境污染，也造成了資源的浪費。
3、實現粉煤灰中鋰的高效提取，不僅可以減少粉煤灰對環境的影響，還能為經濟的可持續發展提供新的動力。在粉煤灰的賦存形態的研究中，文獻sun,?b.,?wang,?g.,zeng,?f.,?liu,?c.?and?xie,?x.?(2021)?discovery?of?spodumene?in?lithium?richcoal?and?its?geological?significance,?p.?4,?anhui?hefei,?china.利用tof-sims對安太堡11號煤層樣品微區范圍內鋰與鋁、硅的分布狀態進行了分析，發現鋰富集區域硅、鋁也富集，表明鋁硅酸鹽礦物是鋰的主要賦存載體。文獻li,?h.,?zhang,?j.,?wang,?c.,li,?s.,?cao,
技術實現思路
1、為了提升從粉煤灰中提取鋰的浸取率，本專利技術提供焙燒前置超聲處理輔助浸取從粉煤灰中提取鋰的方法，能夠在使用更少的焙燒添加劑和焙燒時間更短的前提下，明顯提升鋰元素的浸出率，有效降低藥品使用量與能源消耗量。
2、本專利技術采用的技術方案如下：
3、焙燒前置超聲處理輔助浸取從粉煤灰中提取鋰的方法，包括如下步驟：
4、s1.超聲預處理：將粉煤灰與碳酸鈉混合后，加水攪拌成半流態狀，再將裝有半流態狀混合物的反應器置于超聲波發生器內水浴加熱處理使混合物變為濕潤固態的混合物；
5、s2.堿式焙燒活化：將s1所得濕潤固態的混合物進行干燥，然后進行活化焙燒，焙燒完成后進行粉碎，得到焙燒活化產物；
6、s3.酸式浸出：向s2所得焙燒活化產物加入硫酸溶液，在攪拌條件下進行浸出反應；
7、或堿式浸出：向s2所得焙燒活化產物加入氫氧化鈉溶液，在攪拌條件下進行浸出反應。
8、進一步地，s1中，粉煤灰與碳酸鈉的總質量與水的質量比為1~4:1，優選2:1，確保能夠攪拌成半流狀即可。
9、進一步地，s1中，超聲功率為200~400w，優選200~300w；水浴加熱處理的時間為40~80min，優選50~70min，更優選50~60min。
10、進一步地，s2中，干燥為真空干燥，干燥溫度為100~120℃，干燥時間為10~30min。
11、進一步地，s2中，粉煤灰與碳酸鈉的質量比為1:1~4，優選1:2~4，更優選1:2~3。
12、進一步地，s2中，焙燒溫度為600~850℃，優選700~850℃；焙燒時間為30~180min，優選60~180min，更優選90~150min。
13、進一步地，s3中，酸式浸出的溫度為40~90℃，優選40~80℃，更優選40~50℃；浸出時間為30~180min，優選30~90min，更優選60~90min；硫酸溶液的濃度為1~6mol/l，優選1~4mol/l，更優選1~3mol/l；液固比為1g:10ml~1g:45ml，優選1g:15ml~1g:40ml，更優選1g:30ml~1g:35ml。
14、進一步地，s3中，堿式浸出的溫度為40~90℃，優選40~60℃；浸出時間為30~180min，優選60~90min；氫氧化鈉溶液的濃度為1~4mol/，優選1~3mol/l；液固比為1g:15ml~1g:40ml，更優選1g:30ml~1g:35ml。
15、本專利技術的有益效果在于：
16、（1）本專利技術在堿式焙燒活化前進行超聲預處理，即通過對粉煤灰與碳酸鈉混合物進行少量加水后濕式混合并超聲處理，表現出了節約藥劑與能源的顯著效果，從而能夠在使用更少的焙燒添加劑和更短的焙燒時間的條件下獲得了更好的活化效果與鋰元素浸出率，促進了從飛灰中提取鋰的循環經濟和低成本操作。
17、（2）通過對原理的探究發現，經過超聲處理后焙燒的粉煤灰樣品中碳酸鈉與粉煤灰的反應更加完全，焙燒產物中未見碳酸鈉殘余，碳酸鈉能夠對粉煤灰內玻璃體造成了更徹底的破壞，為后續酸浸出或堿浸出提供更充分的條件，從而最終能夠顯著提升鋰元素的浸出率。
18、本專利技術的研究表明，粉煤灰作為可行鋰來源具有非常明顯的潛力，尤其是超聲波預處理能夠在粉煤灰焙燒浸出的優化和擴大工業應用中發揮非常重要的作用。
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1.焙燒前置超聲處理輔助浸取從粉煤灰中提取鋰的方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的焙燒前置超聲處理輔助浸取從粉煤灰中提取鋰的方法，其特征在于，S1中，粉煤灰與碳酸鈉的總質量與水的質量比為1~4：1。
3.根據權利要求1所述的焙燒前置超聲處理輔助浸取從粉煤灰中提取鋰的方法，其特征在于，S1中，超聲功率為200~400W，優選200~300W；水浴加熱處理的時間為40~80min，優選50~70min，更優選50~60min。
4.根據權利要求1所述的焙燒前置超聲處理輔助浸取從粉煤灰中提取鋰的方法，其特征在于，S2中，干燥為真空干燥，干燥溫度為100~120℃，干燥時間為10~30min。
5.根據權利要求1所述的焙燒前置超聲處理輔助浸取從粉煤灰中提取鋰的方法，其特征在于，S2中，粉煤灰與碳酸鈉的質量比為1:1~4。
6.根據權利要求1所述的焙燒前置超聲處理輔助浸取從粉煤灰中提取鋰的方法，其特征在于，S2中，粉煤灰與碳酸鈉的質量比為1:2~3。
7.根據權利要求1所述的焙燒前置超聲處理輔助浸
8.根據權利要求1所述的焙燒前置超聲處理輔助浸取從粉煤灰中提取鋰的方法，其特征在于，S3中，酸式浸出的溫度為40~90℃；浸出時間為30~180min；硫酸溶液的濃度為1~6mol/L；液固比為1g:10ml~1g:45ml。
9.根據權利要求1所述的焙燒前置超聲處理輔助浸取從粉煤灰中提取鋰的方法，其特征在于，S3中，堿式浸出的溫度為40~90℃；浸出時間為30~180min；氫氧化鈉溶液的濃度為1~4mol/L；液固比為1g:15ml~1g:40ml。
10.根據權利要求8或9所述的焙燒前置超聲處理輔助浸取從粉煤灰中提取鋰的方法，其特征在于，液固比為1g:30ml~1g:35ml。
...【技術特征摘要】
1.焙燒前置超聲處理輔助浸取從粉煤灰中提取鋰的方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的焙燒前置超聲處理輔助浸取從粉煤灰中提取鋰的方法，其特征在于，s1中，粉煤灰與碳酸鈉的總質量與水的質量比為1~4：1。
3.根據權利要求1所述的焙燒前置超聲處理輔助浸取從粉煤灰中提取鋰的方法，其特征在于，s1中，超聲功率為200~400w，優選200~300w；水浴加熱處理的時間為40~80min，優選50~70min，更優選50~60min。
4.根據權利要求1所述的焙燒前置超聲處理輔助浸取從粉煤灰中提取鋰的方法，其特征在于，s2中，干燥為真空干燥，干燥溫度為100~120℃，干燥時間為10~30min。
5.根據權利要求1所述的焙燒前置超聲處理輔助浸取從粉煤灰中提取鋰的方法，其特征在于，s2中，粉煤灰與碳酸鈉的質量比為1:1~4。
6.根據權利要求1所述的焙燒前置超聲處理輔助浸取從粉煤灰中...
【專利技術屬性】
技術研發人員：曹細如，李發躍，慕熙瑋，劉勁鋒，呂龍嬌，劉春英，任雨婷，蔣良富，班操，李翔，代倫，
申請(專利權)人：貴州省煤田地質局水源隊，
類型：發明
國別省市：
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