CN104495890A - 铝-空气电池制备过程中铝酸钠溶液的循环利用工艺 - Google Patents

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谢刚
田永
徐庆鑫
和晓才
李怀仁
胥富顺
李晓阳
魏可
崔涛
袁野
柯浪
徐俊毅
姚云
田林
赖浚
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Abstract

铝-空气电池制备过程中铝酸钠溶液的循环利用工艺，先向浓度为155g/l的废电解液铝酸钠溶液中加入吸附剂活性炭过滤、净化后进行晶种分解，实现砂状氢氧化铝与净化后母液的分离，砂状氢氧化铝制备的反应时间控制在2～8h，分解温度为50～80℃，苛性比 1.53，种子比 0.35，搅拌速度75～150rpm，附聚效率达90%～350%，从而制得砂状氢氧化铝；再将晶种分解得到的砂状氢氧化铝在1000～1200℃煅烧温度下高温转型成砂状氧化铝，进入电解铝体系；经净化后的母液补入一定量的碱性电解液及缓蚀剂后还可作为新鲜电解液回用于电池系统，实现废电解液铝酸钠溶液的循环利用。

Description

铝-空气电池制备过程中铝酸钠溶液的循环利用工艺
技术领域
本发明涉及铝-空气电池制备过程中铝酸钠溶液的循环利用工艺。
背景技术
由于矿物能源的有限性及矿物能源的使用造成的环境压力，开发新的能源以替代矿物能源是摆在各国政府及科研工作者面前的一个迫切问题。电池由于具有清洁、安全、经济等特性，受到各国研究者的青睐。与目前市场上流行使用的铅酸电池、镍电池、锂离子电池、锌电池以及用 Mg、Fe等金属作阳极的金属电池相比，铝-空气电池因其能量密度高、功率密度高、工作电压稳定、负极使用金属铝合金，资源丰富，环境友好，易于制备、电池中的材料不涉及有毒有害物质，不易燃、易爆，安全性良好等优点，使得铝-空气电池将在未来电动汽车市场占据强有力的优势。随着铝产能过剩以及新能源汽车产业链建设的不断推进，铝-空气电池的应用领域及市场规模也将得到很大程度上的拓展，也必将成铝产业的一个新的经济增长点。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术中存在的不足，提出了一种铝-空气电池制备过程中产生的废电解液铝酸钠溶液循环利用整个电池体系的工艺。解决了铝产能过剩，电解铝行业日趋低迷的问题，实现了铝产业链的资源循环。该工艺首先将废电解液铝酸钠溶液经过滤、净化处理后，进行晶种分解，种分得到砂状氢氧化铝，实现与净化后母液的分离，砂状氢氧化铝煅烧制备砂状氧化铝，进入电解铝体系，而净化后母液通过补入碱性电解液并添加缓蚀剂实现电解液的再生，可回用于整个电池系统。
实现本发明的步骤是：⑴向浓度为155g/l的废电解液铝酸钠溶液中加入吸附剂活性炭过滤、净化后进行晶种分解，实现砂状氢氧化铝与净化后母液的分离，砂状氢氧化铝制备的反应时间控制在2～8h，分解温度为50～80℃，苛性比 1. 53，种子比 0. 35，搅拌速度75～150rpm，附聚效率可达90%～350%，从而制得砂状氢氧化铝。⑵再将晶种分解得到的砂状氢氧化铝在1000～1200℃煅烧温度下高温转型成砂状氧化铝，进入电解铝体系。
作为本发明的优选技术方案：
经净化后的母液补入一定量的碱性电解液及缓蚀剂使浓度达155g/l后可作为新鲜电解液回用于电池系统，实现废电解液铝酸钠溶液的循环利用。
    晶种分解制备砂状氢氧化铝反应时间为5～8h，分解温度75～80℃，搅拌速度100rpm。
    砂状氢氧化铝在1200℃煅烧温度下高温转型成砂状氧化铝。
在铝-空气电池制备过程中会产生大量的废电解液铝酸钠溶液，经本发明的技术方案后，净化——晶种分解——砂状氢氧化铝与母液分离——煅烧制备砂状氧化铝——电解液再生，从而实现废电解液铝酸钠溶液的循环再利用。产生的砂状氧化铝，可回到电解铝体系作为生产的原料，而净化后得到的母液可补入碱性电解液并添加缓蚀剂实现电解液的再生，又可再次投入到铝-空气电池中进行生产应用，该工艺过程形成闭路循环体系，既降低了成本，又对环境无污染，从而实现铝产业链的资源循环，这对于铝产业链的延伸和发展具有重要意义和必要性。
本发明工艺流程简单，形成闭路循环体系，既降低了成本，又对环境无污染，从而实现铝产业链的资源循环。
附图说明：
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
实施例1
⑴向浓度为155g/l的废电解液铝酸钠溶液中加入吸附剂活性炭过滤、净化后进行晶种分解，实现砂状氢氧化铝与净化后母液的分离，砂状氢氧化铝制备的反应时间为在5h，分解温度为75℃，苛性比 1. 53，种子比 0. 35，搅拌速度 100rpm，附聚效率可达135%，从而制得砂状氢氧化铝。
⑵再将晶种分解得到的砂状氢氧化铝在1100℃煅烧温度下高温转型成砂状氧化铝，进入电解铝体系。
⑶经净化后的母液补入一定量的碱性电解液及缓蚀剂后可作为新鲜电解液回用于电池系统，实现废电解液铝酸钠溶液的循环利用。
实施例2
⑴向浓度为155g/l的废电解液铝酸钠溶液中加入吸附剂活性炭过滤、净化后进行晶种分解，实现砂状氢氧化铝与净化后母液的分离，砂状氢氧化铝制备的反应时间控制在7h，分解温度为75℃，苛性比 1. 53，种子比 0. 35，搅拌速度100rpm，附聚效率可达220%，从而制得砂状氢氧化铝。
⑵再将晶种分解得到的砂状氢氧化铝在1100℃煅烧温度下高温转型成砂状氧化铝，进入电解铝体系。
⑶经净化后的母液补入一定量的碱性电解液及缓蚀剂后可作为新鲜电解液回用于电池系统，实现废电解液铝酸钠溶液的循环利用。
实施例3
⑴向浓度为155g/l的废电解液铝酸钠溶液中加入吸附剂活性炭过滤、净化后进行晶种分解，实现砂状氢氧化铝与净化后母液的分离，砂状氢氧化铝制备的反应时间控制在7h，分解温度为78℃，苛性比 1. 53，种子比 0. 35，搅拌速度100rpm，附聚效率可达285%，从而制得砂状氢氧化铝。
⑵再将晶种分解得到的砂状氢氧化铝在1200℃煅烧温度下高温转型成砂状氧化铝，进入电解铝体系。
⑶经净化后的母液补入一定量的碱性电解液及缓蚀剂后可作为新鲜电解液回用于电池系统，实现废电解液铝酸钠溶液的循环利用。
实施例4
⑴向浓度为155g/l的废电解液铝酸钠溶液中加入吸附剂活性炭过滤、净化后进行晶种分解，实现砂状氢氧化铝与净化后母液的分离，砂状氢氧化铝制备的反应时间控制在7.5h，分解温度为75℃，苛性比 1. 53，种子比 0. 35，搅拌速度75rpm，附聚效率可达107%，从而制得砂状氢氧化铝。
⑵再将晶种分解得到的砂状氢氧化铝在1200℃煅烧温度下高温转型成砂状氧化铝，进入电解铝体系。
⑶经净化后的母液补入一定量的碱性电解液及缓蚀剂后可作为新鲜电解液回用于电池系统，实现废电解液铝酸钠溶液的循环利用。
实施例5
⑴向浓度为155g/l的废电解液铝酸钠溶液中加入吸附剂活性炭过滤、净化后进行晶种分解，实现砂状氢氧化铝与净化后母液的分离，砂状氢氧化铝制备的反应时间控制在7.5h，分解温度为78℃，苛性比 1. 53，种子比 0. 35，搅拌速度150rpm，附聚效率可达145%，从而制得砂状氢氧化铝。
⑵再将晶种分解得到的砂状氢氧化铝在1200℃煅烧温度下高温转型成砂状氧化铝，进入电解铝体系。⑶经净化后的母液补入一定量的碱性电解液及缓蚀剂后可作为新鲜电解液回用于电池系统，实现废电解液铝酸钠溶液的循环利用。

Claims (4)

1.铝-空气电池制备过程中铝酸钠溶液的循环利用工艺，其特征在于，步骤如下：
⑴向浓度为155g/l的废电解液铝酸钠溶液中加入吸附剂活性炭过滤、净化后进行晶种分解，实现砂状氢氧化铝与净化后母液的分离，砂状氢氧化铝制备的反应时间控制在2～8h，分解温度为50～80℃，苛性比1.53，种子比 0.35，搅拌速度75～150rpm，附聚效率90%～350%，制得砂状氢氧化铝；
⑵将晶种分解得到的砂状氢氧化铝在1000～1200℃煅烧温度下高温转型成砂状氧化铝，进入电解铝体系。
2.根据权利要求1所述的铝-空气电池制备过程中铝酸钠溶液的循环利用工艺，其特征在于，步骤⑴所述经净化后的母液补入一定量的碱性电解液及缓蚀剂使浓度达155g/l后作为新鲜电解液回用于电池系统。
3.根据权利要求1所述的铝-空气电池制备过程中铝酸钠溶液的循环利用工艺，其特征在于：晶种分解制备砂状氢氧化铝反应时间为5～8h，分解温度75～80℃，搅拌速度100rpm。
4.根据权利要求1所述的铝-空气电池制备过程中铝酸钠溶液的循环利用工艺，其特征在于：砂状氢氧化铝在1200℃煅烧温度下高温转型成砂状氧化铝。
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