CN114480853A - 一种强碱溶液除铝的方法和应用 - Google Patents
一种强碱溶液除铝的方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114480853A CN114480853A CN202210109850.XA CN202210109850A CN114480853A CN 114480853 A CN114480853 A CN 114480853A CN 202210109850 A CN202210109850 A CN 202210109850A CN 114480853 A CN114480853 A CN 114480853A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- aluminum
- solution
- concentrated solution
- filtrate
- ions
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 183
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 140
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 128
- WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M Lithium hydroxide Chemical compound [Li+].[OH-] WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 60
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 51
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims abstract description 49
- -1 aluminate ions Chemical class 0.000 claims abstract description 48
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims abstract description 40
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 34
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 30
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 14
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims abstract description 12
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 11
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910000000 metal hydroxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 150000004692 metal hydroxides Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 claims abstract description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 21
- PAZHGORSDKKUPI-UHFFFAOYSA-N lithium metasilicate Chemical compound [Li+].[Li+].[O-][Si]([O-])=O PAZHGORSDKKUPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052912 lithium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 claims description 5
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 5
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 4
- 239000004111 Potassium silicate Substances 0.000 claims description 3
- 238000009854 hydrometallurgy Methods 0.000 claims description 3
- 229910052913 potassium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 claims description 3
- NNHHDJVEYQHLHG-UHFFFAOYSA-N potassium silicate Chemical compound [K+].[K+].[O-][Si]([O-])=O NNHHDJVEYQHLHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000010926 waste battery Substances 0.000 claims description 3
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000003801 milling Methods 0.000 claims description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 2
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 claims description 2
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 2
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000010413 mother solution Substances 0.000 abstract description 2
- 239000011550 stock solution Substances 0.000 description 36
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 16
- CSDREXVUYHZDNP-UHFFFAOYSA-N alumanylidynesilicon Chemical compound [Al].[Si] CSDREXVUYHZDNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 9
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 9
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 8
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 8
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 8
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 7
- 239000000047 product Substances 0.000 description 7
- 229910018125 Al-Si Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910018520 Al—Si Inorganic materials 0.000 description 6
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 2
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001414 potassium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007127 saponification reaction Methods 0.000 description 2
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910020489 SiO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- SVEIXENKLWYGIZ-UHFFFAOYSA-J aluminum;sodium;tetrahydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[Na+].[Al+3] SVEIXENKLWYGIZ-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000007728 cost analysis Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N heavy water Substances [2H]O[2H] XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N 0.000 description 1
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000011085 pressure filtration Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
- C22B7/006—Wet processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01D—COMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
- C01D1/00—Oxides or hydroxides of sodium, potassium or alkali metals in general
- C01D1/04—Hydroxides
- C01D1/28—Purification; Separation
- C01D1/32—Purification; Separation by absorption or precipitation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01D—COMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
- C01D15/00—Lithium compounds
- C01D15/02—Oxides; Hydroxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B26/00—Obtaining alkali, alkaline earth metals or magnesium
- C22B26/10—Obtaining alkali metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B26/00—Obtaining alkali, alkaline earth metals or magnesium
- C22B26/10—Obtaining alkali metals
- C22B26/12—Obtaining lithium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
- C22B3/20—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
- C22B3/44—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by chemical processes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/54—Reclaiming serviceable parts of waste accumulators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
- H01M6/52—Reclaiming serviceable parts of waste cells or batteries, e.g. recycling
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/84—Recycling of batteries or fuel cells
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Removal Of Specific Substances (AREA)
Abstract
本发明属于环保技术领域，公开了一种强碱溶液除铝的方法和应用，该方法包括以下步骤：将强碱溶液进行浓缩，过滤，取第一浓缩液加入所述除铝剂，反应，降温，固液分离，得到硅渣和滤液；将所述滤液进行浓缩，过滤，得到金属氢氧化物晶体和第二浓缩液；所述除铝剂包括以下组分：硅酸盐、二氧化硅；强碱溶液中含有铝酸根离子。本发明利用硅酸盐和二氧化硅作为强碱溶液中的除铝剂，在不改变溶液原有的pH情况下使铝生成不溶于水的硅铝酸盐，并将强碱溶液中的铝除到30‑100ppm，而且能回收相应的氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化锂晶体，母液循环利用。
Description
技术领域
本发明属于环保技术领域，具体涉及一种强碱溶液除铝的方法和应用。
背景技术
在电池回收、湿法冶金等领域涉及到铝的去除，目前除铝的方法有碱浸法、萃取法、预处理等方法。铝具有两性性质，在碱性溶液中以铝酸根形式存在，所以在强碱性条件下去除铝是一个难题。碱浸法先用碱使铝溶解，再用酸调节pH至9.0，析出Al(OH)3沉淀，该方法成本高，处理难度较大。
基于此，为了能够有效地去除强碱溶液中的铝，开发一种高效除强碱溶液中铝的方法。
发明内容
本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种强碱溶液除铝的方法和应用，该方法在强碱溶液中加入除铝剂，不需要调节pH，就能有效去除强碱溶液中的铝，操作简单，降低成本。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种强碱溶液除铝的方法，包括以下步骤：
S1.将强碱溶液进行浓缩，过滤，取第一浓缩液加入所述除铝剂，反应，降温，固液分离，得到硅渣和滤液；
S2.将所述滤液进行浓缩，过滤，重结晶，得到金属氢氧化物晶体和第二浓缩液；所述除铝剂包括以下组分：硅酸盐、二氧化硅；所述强碱溶液中含有铝酸根离子。
优选地，步骤S1中，所述强碱溶液为废旧电池正极浸出液、废旧电池正极浸出液、铝合金化铣工艺后液、稀土选矿浸出液、湿法冶金浸出液；所述强碱溶液中铝酸根离子的浓度为2.0-138.4g/L。
优选地，步骤S1中，所述强碱溶液中还含有锂离子、钠离子、钾离子。
进一步优选地，所述强碱溶液中锂离子的浓度为0-65.7g/L、钠离子的浓度为0-27.4g/L、钾离子的浓度为0-11.7g/L。
优选地，步骤S1中，所述第一浓缩液的浓度250-415g/L。
优选地，步骤S1中，所述第一浓缩液的铝离子的浓度为0.9-63.3g/L。
优选地，所述硅酸盐为硅酸钠、硅酸锂、硅酸钾中的至少一种。
优选地，按质量百分比计，所述除铝剂包括以下组分：50～90％硅酸盐、10～50％二氧化硅。
优选地，步骤S1中，所述除铝剂中硅酸盐和第一浓缩液中的铝离子的摩尔比(1.0-3.0):1；进一步优选，所述除铝剂中硅酸盐和第一浓缩液中的铝离子的摩尔比为(1.2-1.5):1。
优选地，步骤S1中，所述除铝剂中二氧化硅和第一浓缩液中的铝离子的摩尔比(1.0-3.0):1；进一步优选，所述除铝剂中二氧化硅和第一浓缩液中的铝离子的摩尔比为(1.2-1.5):1。
优选地，步骤S1中，所述反应的温度为80-250℃，反应的时间为1-5h。
优选地，步骤S1中，所述降温是将温度降至20-30℃。
优选地，步骤S1中，所述固液分离的过程是采用压滤机对降温后的混合液进行压滤。
优选地，步骤S2中，所述浓缩液蒸发结晶，所述蒸发结晶的温度为100-150℃。
优选地，步骤S2中，还包括将第二浓缩液返回步骤S1中与第一浓缩液混合进行除铝。
优选地，步骤S2中，所述金属氢氧化物晶体为为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂中的至少一种。
本发明还提供上述的方法在回收废旧电池或冶金废液中有价金属的应用。
原理：在强碱溶液中铝以铝酸根的形式存在，一般改变溶液的pH使溶液中的铝生成氢氧化铝沉淀，而本申请是在不改变溶液原有的pH，加入除铝剂使铝生成不溶于水的硅铝酸盐，从而实现高效、简单、低成本除强碱溶液中铝。
步骤S1中除铝的反应方程式：2NaAlO2+2Na2SiO3+2H2O＝Na2Al2Si2O8↓+4NaOH。
相对于现有技术，本发明的有益效果如下：
1、本发明利用硅酸盐和二氧化硅作为强碱溶液中的除铝剂，在不改变溶液原有的pH情况下使铝生成不溶于水的硅铝酸盐，并将强碱溶液中的铝除到30-100ppm，而且能回收相应的氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化锂晶体，母液循环利用。
2、本发明采用的除铝药剂,能应用在电池回收、湿法冶金等领域，适用性十分广泛，因而对强碱溶液除铝具有现实意义。
附图说明
图1为本发明实施例1的工艺流程图。
具体实施方式
以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例的氢氧化钠强碱溶液除铝的方法，包括以下具体步骤：
S1：取含铝氢氧化钠强碱溶液，对其进行浓缩，过滤，得到1.5L的第一浓缩液，pH为13.9，浓度为83.0g/L，其中铝离子55.6g/L；
S2：将1.5L的第一浓缩液置于反应槽中，向第一浓缩液中加入除铝剂，除铝剂由252.8g硅酸钠和98.5g二氧化硅组成，混合，得到混合液；
S3：将混合液在150℃下反应2h，将反应后的溶液降温到25℃，通过压滤机将反应完成的碱液液固分离，干燥，得到395.8g铝硅渣和1.2L滤液；
S4：将1.2L滤液蒸发结晶，重结晶，得到氢氧化钠晶体和第二浓缩液；
S5：将第二浓缩液返回第一浓缩液中继续除铝，氢氧化钠晶体打包得到产品。
对本实施例中铝进行检测，采用原子吸收分光光度计检测，检测结果如表1所示。其中铝去除率＝[(原液体积*原液中铝离子浓度)-(滤液体积*滤液中铝离子浓度)]/(原液体积*原液中铝离子浓度)，计算得到步骤S4中铝的去除率为99.9％。加入适量的除铝药剂能有效将强碱溶液中的铝去除到30-100pm。
表1实施例1第一浓缩液、滤液及铝硅渣中铝含量
图1为本发明实施例1的工艺流程图，从图1中可得将强碱溶液中浓缩后，加入除铝剂反应，压滤，得到铝硅渣和滤液，滤液进行蒸发、浓缩，能返回步骤(1)的浓缩中继续除铝。
实施例2
本实施例的氢氧化锂强碱溶液除铝的方法，包括以下具体步骤：
S1：取含铝氢氧化锂强碱溶液，对其进行浓缩，过滤，得到1.5L的第一浓缩液，pH为14.2，浓度为62.5g/L，其中铝离子46.0g/L；
S2：将1.5L的第一浓缩液置于反应槽中，向第一浓缩液中加入除铝剂，除铝剂由174.5g硅酸锂和67.9g二氧化硅组成，混合，得到混合液；
S3：将混合液在150℃下反应2h，将反应后的溶液降温到25℃，通过压滤机将反应完成的碱液液固分离，干燥，得到327.4铝硅渣和1.2L滤液；
S4：将1.2L滤液蒸发结晶，重结晶，得到氢氧化锂晶体和第二浓缩液；
S5：将第二浓缩液返回第一浓缩液中继续除铝，氢氧化锂晶体打包得到产品。
对本实施例中铝进行检测，采用原子吸收分光光度计检测，检测结果如表2所示。其中铝去除率＝[(原液体积*原液中铝离子浓度)-(滤液体积*滤液中铝离子浓度)]/(原液体积*原液中铝离子浓度)，计算得到步骤S4中铝的去除率为99.9％。加入适量的除铝药剂能有效将强碱溶液中的铝去除到30-100pm。
表2实施例2的第一浓缩液、滤液及铝硅渣中铝含量
实施例3
本实施例的氢氧化锂强碱溶液除铝的方法，包括以下具体步骤：
S1：取含铝氢氧化锂强碱溶液，对其进行浓缩，过滤，得到1.5L的第一浓缩液，pH为14.8，浓度为70.2g/L，浓度为其中铝离子4.5g/L；
S2：将1.5L的第一浓缩液置于反应槽中，向第一浓缩液中加入除铝剂，除铝剂由17.1g硅酸锂和6.6g二氧化硅组成，混合，得到混合液；
S3：将混合液在150℃下反应2h，将反应后的溶液降温到25℃，通过压滤机将反应完成的碱液液固分离，干燥，得到32.0g铝硅渣和1.2L滤液；
S4：将1.2L滤液蒸发结晶，重结晶，得到氢氧化锂晶体和第二浓缩液；
S5：将第二浓缩液返回第一浓缩液中继续除铝，氢氧化锂晶体打包得到产品。
对本实施例中铝进行检测，采用原子吸收分光光度计检测，检测结果如表3所示。其中铝去除率＝[(原液体积*原液中铝离子浓度)-(滤液体积*滤液中铝离子浓度)]/(原液体积*原液中铝离子浓度)，计算得到步骤S4中铝的去除率为99.3％。加入适量的除铝药剂能有效将强碱溶液中的铝去除到30-100pm。
表3实施例3的第一浓缩液、滤液及铝硅渣中铝含量
实施例4
本实施例的氢氧化锂强碱溶液除铝的方法，包括以下具体步骤：
S1：取含铝氢氧化锂强碱溶液，对其进行浓缩，过滤，得到1.5L的第一浓缩液，pH为13.5，浓度为4.2g/L，其中铝离子0.9g/L；
S2：将1.5L的第一浓缩液置于反应槽中，向第一浓缩液中加入除铝剂，除铝剂由5.4g硅酸锂和3.0g二氧化硅组成，混合，得到混合液；
S3：将混合液在150℃下反应2h，将反应后的溶液降温到25℃，通过压滤机将反应完成的碱液液固分离，干燥，得到6.4g铝硅渣和1.2L滤液；
S4：将1.2L滤液蒸发结晶，重结晶，得到氢氧化钠晶体和第二浓缩液；
S5：将第二浓缩液返回第一浓缩液中继续除铝，氢氧化钠晶体打包得到产品。
对本实施例中铝进行检测，采用原子吸收分光光度计检测，检测结果如表4所示。其中铝去除率＝[(原液体积*原液中铝离子浓度)-(滤液体积*滤液中铝离子浓度)]/(原液体积*原液中铝离子浓度)，计算得到步骤S4中铝的去除率为96.7％。加入适量的除铝药剂能有效将强碱溶液中的铝去除到30-100pm。
表4实施例4的第一浓缩液、滤液及铝硅渣中铝含量
实施例5
本实施例的氢氧化钾强碱溶液除铝的方法，包括以下具体步骤：
S1：取含铝氢氧化钾强碱溶液，对其进行浓缩，过滤，得到1.5L的第一浓缩液，pH为13.3，浓度为75.0g/L，其中铝离子63.3g/L；
S2：将1.5L的第一浓缩液置于反应槽中，向第一浓缩液中加入除铝剂，除铝剂由326.0g硅酸锂和126.8g二氧化硅组成，混合，得到混合液；
S3：将混合液在150℃下反应2h，将反应后的溶液降温到25℃，通过压滤机将反应完成的碱液液固分离，干燥，得到450.5g铝硅渣和1.2L滤液；
S4：将1.2L滤液蒸发结晶，重结晶，得到氢氧化钾晶体和第二浓缩液；
S5：将第二浓缩液返回第一浓缩液中继续除铝，氢氧化钾晶体打包得到产品。
对本实施例中铝进行检测，采用原子吸收分光光度计检测，检测结果如表5所示。其中铝去除率＝[(原液体积*原液中铝离子浓度)-(滤液体积*滤液中铝离子浓度)]/(原液体积*原液中铝离子浓度)，计算得到步骤S4中铝的去除率为99.9％。加入适量的除铝药剂能有效将强碱溶液中的铝去除到30-100pm。
表5实施例5的第一浓缩液、滤液及铝硅渣中铝含量
实施例6
本实施例的氢氧化钠、氢氧化钾强碱溶液除铝的方法，包括以下具体步骤：
S1：取含铝氢氧化钠、氢氧化钾强碱溶液，对其进行浓缩，过滤，得到1.5L的第一浓缩液，pH为12.3，浓度为60.2g/L，其中铝离子59.3g/L；
S2：将1.5L的第一浓缩液置于反应槽中，向第一浓缩液中加入除铝剂，除铝剂由134.9g硅酸钠、170.5g硅酸钾和104.9g二氧化硅组成，混合，得到混合液；
S3：将混合液在150℃下反应2h，将反应后的溶液降温到25℃，通过压滤机将反应完成的碱液液固分离，干燥，得到422.1g铝硅渣和1.2L滤液；
S4：将1.2L滤液蒸发结晶，重结晶，得到氢氧化钠晶体和第二浓缩液；
S5：将第二浓缩液返回第一浓缩液中继续除铝，氢氧化钠晶体打包得到产品。
对本实施例中铝进行检测，采用原子吸收分光光度计检测，检测结果如表6所示。其中铝去除率＝[(原液体积*原液中铝离子浓度)-(滤液体积*滤液中铝离子浓度)]/(原液体积*原液中铝离子浓度)，计算得到步骤S4中铝的去除率为99.9％。加入适量的除铝药剂能有效将强碱溶液中的铝去除到30-100pm。
表6实施例6的第一浓缩液、滤液及铝硅渣中铝含量
实施例7
本实施例的氢氧化钠、氢氧化锂强碱溶液除铝的方法，包括以下具体步骤：
S1：取含铝氢氧化钠、氢氧化锂强碱溶液，对其进行浓缩，过滤，得到1.5L的第一浓缩液，pH为13.5，浓度为56.3g/L，其中铝离子49.2g/L；
S2：将1.5L的第一浓缩液置于反应槽中，向第一浓缩液中加入除铝剂，除铝剂由111.9g硅酸钠、82.5g硅酸锂和87.0g二氧化硅组成，混合，得到混合液；
S3：将混合液在150℃下反应2h，将反应后的溶液降温到25℃，通过压滤机将反应完成的碱液液固分离，干燥，得到350g铝硅渣和1.2L滤液；
S4：将1.2L滤液蒸发结晶，重结晶，得到氢氧化钠晶体和第二浓缩液；
S5：将第二浓缩液返回第一浓缩液中继续除铝，氢氧化钠晶体打包得到产品。
对本实施例中铝进行检测，采用原子吸收分光光度计检测，检测结果如表7所示。其中铝去除率＝[(原液体积*原液中铝离子浓度)-(滤液体积*滤液中铝离子浓度)]/(原液体积*原液中铝离子浓度)，计算得到步骤S4中铝的去除率为99.9％。加入适量的除铝药剂能有效将强碱溶液中的铝去除到30-100pm。
表7实施例7的第一浓缩液、滤液及铝硅渣中铝含量
对比例1
本对比例的氢氧化锂强碱溶液除铝的方法，包括以下具体步骤：
S1：取含铝氢氧化锂强碱溶液，对其进行浓缩，过滤，得到1.5L的第一浓缩液，pH为13.5，浓度为49.3g/L，其中铝离子46.0g/L；
S2：将1.5L的第一浓缩液置于反应槽中，向第一浓缩液中加入稀硫酸调节pH为9；
S3：将混合液在150℃下反应2h，将反应后的溶液降温到25℃，通过压滤机将反应完成的碱液液固分离，干燥，得到175.4g铝硅渣和1.2L滤液。
对本对比例中铝进行检测，采用原子吸收分光光度计检测，检测结果如表8所示。其中铝去除率＝[(原液体积*原液中铝离子浓度)-(滤液体积*滤液中铝离子浓度)]/(原液体积*原液中铝离子浓度)，计算得到步骤S4中铝的去除率为87.9％。
表8对比例1的第一浓缩液、滤液中铝含量
对比例2
本对比例的氢氧化锂强碱溶液除铝的方法，包括以下具体步骤：
S1：取含铝氢氧化锂强碱溶液，对其进行浓缩，过滤，得到1.5L的第一浓缩液，pH为13.5，浓度为49.3g/L，其中铝离子46.0g/L；
S2：将1.5L的第一浓缩液置于反应槽中，调节第一浓缩液的pH为3.3左右；
S3：加入萃取剂与煤油，再加入液碱进行皂化(控制溶液pH在4左右)，搅拌1h，随后将浓溶液与皂化液有机相充分混合后加入分液漏斗，室温下振荡1h后静置分层，水相体积为2L。
对本对比例中铝进行检测，采用原子吸收分光光度计检测，检测结果如表9所示。其中铝去除率＝[(原液体积*原液中铝离子浓度)-(滤液体积*滤液中铝离子浓度)]/(原液体积*原液中铝离子浓度)，计算得到步骤S4中铝的去除率为72.3％。
表9对比例2的第一浓缩液、水相中铝含量
本对比例铝的去除率为72.3％，萃取率不高且还需要调节强碱溶液为酸性，成本较高、工艺比较复杂。
表10实施例1与对比例1成本分析
从表10可得，本发明实施例1的方法，极大地降低了除铝的成本，提高了回收的价值。
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
Claims (10)
1.一种强碱溶液除铝的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.将强碱溶液进行浓缩，过滤，取第一浓缩液加入所述除铝剂，反应，降温，固液分离，得到硅渣和滤液；
S2.将所述滤液进行浓缩，过滤，得到金属氢氧化物晶体和第二浓缩液；所述除铝剂包括以下组分：硅酸盐、二氧化硅；所述强碱溶液中含有铝酸根离子。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，所述强碱溶液为废旧电池正极浸出液、铝合金化铣工艺后液、稀土选矿浸出液、湿法冶金浸出液；所述强碱溶液中铝酸根离子的浓度为2.0-138.4g/L。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，所述第一浓缩液的浓度250-415g/L。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硅酸盐为硅酸钠、硅酸锂、硅酸钾中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，按质量百分比计，所述除铝剂包括以下组分：50～90％硅酸盐、10～50％二氧化硅。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，所述除铝剂中硅酸盐和第一浓缩液中的铝离子的摩尔比(1.0-3.0):1；步骤S1中，所述除铝剂中二氧化硅和第一浓缩液中的铝离子的摩尔比(1.0-3.0):1。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，还包括将第二浓缩液返回步骤S1中与第一浓缩液混合进行除铝。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，所述反应的温度为80-250℃，反应的时间为1-5h。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，所述金属氢氧化物晶体为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂中的至少一种。
10.权利要求1-9任一项所述的方法在回收废旧电池或冶金废液中有价金属的应用。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210109850.XA CN114480853A (zh) | 2022-01-29 | 2022-01-29 | 一种强碱溶液除铝的方法和应用 |
| PCT/CN2022/135814 WO2023142674A1 (zh) | 2022-01-29 | 2022-12-01 | 一种强碱溶液除铝的方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210109850.XA CN114480853A (zh) | 2022-01-29 | 2022-01-29 | 一种强碱溶液除铝的方法和应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114480853A true CN114480853A (zh) | 2022-05-13 |
Family
ID=81479600
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210109850.XA Pending CN114480853A (zh) | 2022-01-29 | 2022-01-29 | 一种强碱溶液除铝的方法和应用 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114480853A (zh) |
| WO (1) | WO2023142674A1 (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023142674A1 (zh) * | 2022-01-29 | 2023-08-03 | 广东邦普循环科技有限公司 | 一种强碱溶液除铝的方法和应用 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1148413A (zh) * | 1994-04-15 | 1997-04-23 | 技术资源有限公司 | 用于提高含钛物料品位的浸取液的处理 |
| CN113785080A (zh) * | 2019-05-01 | 2021-12-10 | 维诺德·秦塔马尼·玛尔什 | 黄钾铁矾废物的有效利用 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3161491B2 (ja) * | 1993-07-30 | 2001-04-25 | 日鉄鉱業株式会社 | アルミニウムを含む苛性ソーダ廃液の処理方法 |
| US6077439A (en) * | 1996-08-23 | 2000-06-20 | Mcgill University | Method for the removal of metals from solution by means of activated silica |
| CN100582305C (zh) * | 2008-08-05 | 2010-01-20 | 沈阳飞机工业（集团）有限公司 | 碱性络合物混合溶液中杂质铝的去除方法 |
| CN104649320B (zh) * | 2013-11-20 | 2016-09-28 | 中国科学院过程工程研究所 | 自粗四氯化钛铝粉除钒渣中制备碱金属钒酸盐的方法 |
| CN114480853A (zh) * | 2022-01-29 | 2022-05-13 | 广东邦普循环科技有限公司 | 一种强碱溶液除铝的方法和应用 |
-
2022
- 2022-01-29 CN CN202210109850.XA patent/CN114480853A/zh active Pending
- 2022-12-01 WO PCT/CN2022/135814 patent/WO2023142674A1/zh unknown
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1148413A (zh) * | 1994-04-15 | 1997-04-23 | 技术资源有限公司 | 用于提高含钛物料品位的浸取液的处理 |
| CN113785080A (zh) * | 2019-05-01 | 2021-12-10 | 维诺德·秦塔马尼·玛尔什 | 黄钾铁矾废物的有效利用 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 魏广叶 等: "铬盐生产工艺中除铝方法的研究进展" * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023142674A1 (zh) * | 2022-01-29 | 2023-08-03 | 广东邦普循环科技有限公司 | 一种强碱溶液除铝的方法和应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2023142674A1 (zh) | 2023-08-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2020374016B2 (en) | Method for extracting lithium by means of extraction-back extraction separation and purification | |
| CN106319218B (zh) | 从含稀土的铝硅废料中回收稀土、铝和硅的方法 | |
| CN101760651B (zh) | 一种石煤酸浸提钒工艺 | |
| WO2015161660A1 (zh) | 一种从含钒铬硅溶液制备低硅五氧化二钒的方法 | |
| CN108359815A (zh) | 一种含钒溶液的制备方法 | |
| CN102557153B (zh) | 一种从硫酸镍溶液中去除钙镁杂质的方法 | |
| CN106244828B (zh) | 一种含钒浸出液的除杂方法 | |
| CN106435175B (zh) | 一种协同酸性浸出法从钼焙砂制备钼酸铵的方法 | |
| CN101451200A (zh) | 一种从磷矿中富集回收稀土的方法 | |
| Queneau et al. | Silica in hydrometallurgy: an overview | |
| CN102701263B (zh) | 一种含锡铜渣选择性浸出免蒸发制备硫酸铜的方法 | |
| CN102965506B (zh) | 苯甲酸盐沉淀法从稀土溶液中除铝方法 | |
| CN110510648A (zh) | 一种从含硫酸铝、硫酸钾和硫酸铵的混合溶液中分离回收铝、钾和铵的方法 | |
| CN115216630B (zh) | 废旧含锂铝电解质的资源化处理方法 | |
| CN103342375A (zh) | 从粉煤灰中回收氧化铝、二氧化硅及其它金属成分的方法 | |
| CN111170499A (zh) | 一种从电镀镍废液中回收硫酸镍的方法 | |
| CN114480853A (zh) | 一种强碱溶液除铝的方法和应用 | |
| CN105753241A (zh) | 一种酸性铵盐沉钒废水还原蒸发浓缩处理的方法 | |
| CN116409769B (zh) | 一种利用粗磷酸锂制备电池级磷酸铁和碳酸锂的方法 | |
| CN109777972B (zh) | 一种从煤矸石中浓硫酸活化浸出提取钪的方法 | |
| CN115627535A (zh) | 一种铝电解质渣的回收方法 | |
| CN115786715A (zh) | 一种三元锂电池正极废料膜法高效回收镍钴锰锂金属的方法 | |
| CN102676808B (zh) | 一种从钒渣分解液中分离钒铬的方法 | |
| CN115261605A (zh) | 一种磷酸铁锂的回收方法 | |
| CN111850296B (zh) | 稀土矿中回收制备高纯锶化物的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220513 |