CN114853078B - 一种从含铁铝溶液中脱除铁铝以及回收利用铝的方法 - Google Patents

一种从含铁铝溶液中脱除铁铝以及回收利用铝的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114853078B
CN114853078B CN202210517961.4A CN202210517961A CN114853078B CN 114853078 B CN114853078 B CN 114853078B CN 202210517961 A CN202210517961 A CN 202210517961A CN 114853078 B CN114853078 B CN 114853078B
Authority
CN
China
Prior art keywords
solution
aluminum
iron
heating
stirring
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.)
Active
Application number
CN202210517961.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114853078A (zh
Inventor
李平
刘文科
张海林
陈兴
郑诗礼
张懿
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sichuan Minghong Huachen Material Technology Co ltd
Institute of Process Engineering of CAS
Original Assignee
Sichuan Minghong Huachen Material Technology Co ltd
Institute of Process Engineering of CAS
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sichuan Minghong Huachen Material Technology Co ltd, Institute of Process Engineering of CAS filed Critical Sichuan Minghong Huachen Material Technology Co ltd
Priority to CN202210517961.4A priority Critical patent/CN114853078B/zh
Publication of CN114853078A publication Critical patent/CN114853078A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114853078B publication Critical patent/CN114853078B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G49/00—Compounds of iron
    • C01G49/0018—Mixed oxides or hydroxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B25/00—Phosphorus; Compounds thereof
    • C01B25/16—Oxyacids of phosphorus; Salts thereof
    • C01B25/26—Phosphates
    • C01B25/36—Aluminium phosphates
    • 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
    • C22B21/00—Obtaining aluminium
    • C22B21/0015—Obtaining aluminium by wet processes
    • 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
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

本发明涉及一种从含铁铝溶液中脱除铁铝以及回收利用铝的方法，所述方法包括以下步骤：将含有铁铝的溶液与碱性溶液、氧化性气体混合，调节pH，加热搅拌，固液分离得到铁铝渣和除铁溶液；将络合剂、pH调节剂与所述的除铁溶液混合，调节pH，加热搅拌，固液分离得到络合沉淀渣和净化溶液；将所述的络合沉淀渣进行焙烧，得到Al(PO3)3产品。所述方法整体铁铝效果脱除好、产生的γ‑FeOOH渣过滤性能好，且有价金属基本不损失，实现了铝的资源化回收，降低了生产成本；整体工艺流程简单，可用于解决目前含铁铝酸性溶液中除铁铝过程遇到的各种难题，具有较好的经济和环境效益。

Description

一种从含铁铝溶液中脱除铁铝以及回收利用铝的方法
技术领域
本发明属于湿法冶金、化学、材料等技术领域，尤其涉及一种从含铁铝溶液中脱除铁铝以及回收利用铝的方法。
背景技术
铬是重要战略资源，其中铬盐被称为“工业味精”。铬盐广泛应用于皮革、电镀、颜料、防腐等行业。目前，铬盐是由铬铁矿经碱性焙烧制备六价铬盐后再进行深度转化制备得到，但六价铬的毒性巨大，且碱性焙烧过程产生的高毒性铬渣属于危险固体废弃物，严重威胁着人类健康及环境安全。铬铁矿、含铬废渣等酸解后直接制备三价铬盐，不经过六价铬的中间过程，备受研究人员关注。但酸解过程的关键环节：铬、铁和铝分离仍无合理的解决方案。
离子型稀土矿富含中重稀土，稀土离子主要被吸附在高岭土、长石、云母等含铝黏土矿物的表面，稀土氧化物(REO)一般仅为0.03％～0.15％。作为吸附载体，黏土矿物中铝含量约10～15％。在传统稀土采冶过程中，由于铝与稀土化学性质相近，始终伴随着稀土的溶浸、湿法冶金及分离等过程，并形成稀土矿渣、酸溶渣、外排渣等各类稀土废渣。在传统稀土采冶工艺中，离子型稀土矿经硫酸铵原地溶浸得到稀土母液，经碳酸氢铵、氢氧化钙等中和水解除铝，所形成的中和渣以Al(OH)3为主，占总量40～50％左右，含铝约10～20％，稀土0.3～5.0％。由于Al(OH)3呈现胶体态，所生成的中和渣难沉降、难过滤，且吸附夹带稀土。而稀土产业生产要求解决稀土与铝分离以及铝的资源化利用等问题。
锂离子电池具有能量密度高、工作电压高、使用寿命长、自放电低和环境影响小等优良性能，在小型电子设备和电动汽车应用中占据主导优势。近年来，锂离子电池产量持续增大，随之产生的报废电池数量也呈现逐年递增的趋势。而废旧电池组分中包含有铜、铁、铝、镍、钴、锰和锂等有价金属和有机电解液，它们既是危险废物，同时也是重要二次资源，因此对其进行资源化回收具有重要意义。目前采用的回收工艺包括火法和湿法，相比火法工艺，湿法工艺具有金属回收率高、操作条件温和环境污染小等优点；湿法工艺通常采用硫酸浸出、中和沉淀脱除铁铝杂质、萃取分离、化学沉淀等工艺回收有价金属。其中酸浸过程中镍钴锰和杂质铁铝等同时进入浸出液，而杂质铝会影响后续镍钴的回收效率和最终产品纯度，因此，对杂质铝优先脱除是非常必要的。
目前，铝铁除杂技术主要采用水解沉淀法，其通过添加碱调节溶液pH使铝铁离子形成沉淀。然而，pH过低导致铝沉淀不完全，pH过高导致有价元素损失增加。此外，水解生成的Fe(OH)3、Al(OH)3胶体沉淀过滤困难、渣中夹带有价金属较多，造成资源严重浪费。
CN107871912A公开了一种从回收废旧锂离子电池中有价金属时产生的浸出液中除铁铝的方法，所述方法采用两段法除铁铝，首先将浸出液pH值调至1.5～2.0并加入氧化剂氧化浸出液中的亚铁离子，再调节pH值至2.5～3.5陈化除铁铝，最后调节pH值至4.5～5.0陈化除铝。然而，所述方法不仅易生成难过滤的Fe(OH)3和Al(OH)3胶体，导致大量有价金属吸附夹带，而且铝资源不能回收利用。
CN110983045A公开了一种从镍钴锰溶液中两段除铁铝的方法，所述方法包括：向含有铁铝杂质的镍钴锰溶液中加入氧化剂溶液和沉淀剂溶液，加热搅拌先将铁离子大部分沉淀；然后继续加入沉淀剂溶液调节pH值至4.6～5.1，将铝离子和剩余的铁离子沉淀。所述方法二次加入沉淀剂除铝时pH太高，导致镍钴锰共沉淀损失严重，且铝资源利用率很低。
因此，亟需提供一种从含铁铝溶液中脱除铁铝以及回收利用铝的方法，所述方法能够有效实现铁铝脱除和铝的高值化，工艺简单环保，且不造成其他元素的损失。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种从含铁铝溶液中脱除铁铝以及回收利用铝的方法，所述方法从源头上解决了沉淀渣过滤困难、有价金属损失严重等问题，同时提高了铁铝脱除效率以及铝资源回收利用率。
为达到上述技术效果，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种从含铁铝溶液中脱除铁铝以及回收利用铝的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将含有铁铝的溶液与碱性溶液、氧化性气体混合，调节pH，加热搅拌，固液分离得到铁铝渣和除铁溶液；
(2)将络合剂、pH调节剂与步骤(1)所述的除铁溶液混合，调节pH，加热搅拌，固液分离得到络合沉淀渣和净化溶液；
(3)将步骤(2)所述的络合沉淀渣进行焙烧，得到Al(PO3)3产品。
本发明中，所述步骤(1)所述铁铝渣主要为γ-FeOOH渣，所述方法在氧化性气体氧化下，调节溶液pH使铁离子完全脱除并生成易过滤的γ-FeOOH渣，然后向所得除铁溶液中加入络合剂选择性沉淀铝，最后将络合沉淀渣焙烧制备Al(PO3)3产品。
本发明所述方法工艺流程简单、铁铝脱除效率高，且有价金属铬、镍、钴、锰、稀土等几乎不损失，同时实现了铝的回收利用，有效降低了生产成本。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述含有铁铝的溶液包括含铁铝元素的酸性浸出液。
优选地，所述含铁铝元素的酸性浸出液的pH为0.5～1.5，例如可以是0.5、0.7、0.9、1.0、1.1、1.3或1.5等，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
本发明中，对于步骤(1)所述含有铁铝的溶液不做具体限制，只要将矿物及二次、再生资源酸浸得到的含铁铝元素的酸浸液皆可用于本发明。
本发明中，步骤(1)所述含有铁铝的溶液包括离子型稀土、铬铁矿、含铬废渣或废旧三元锂离子电池转化过程产生的酸性浸出液中的任意一种或至少两种组合。
本发明中，所述离子型稀土转化过程产生的酸性浸出液包括RE3+浓度为0.2～2g/L，Fe3+浓度为0.05～0.1g/L，Al3+浓度为0.05～1g/L。
本发明中，所述铬铁矿和含铬废渣转化过程产生的酸性浸出液包括Cr3+浓度为10～100g/L，V5+浓度为0.5～5g/L，Fe3+浓度为1～10g/L，Al3+浓度为1～3g/L。
本发明中，所述废旧三元锂离子电池转化过程产生的酸性浸出液包括Ni2+、Co2+或Mn2+的浓度分别独立地为50～100g/L，Fe3+浓度为1～3g/L，Al3+浓度为1～3g/L。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述碱性溶液中的碱性物质包括Na2CO3、NaOH或NaHCO3中的任意一种或至少两种组合，所述组合典型但非限制性实例有：Na2CO3和NaOH的组合、NaOH和NaHCO3的组合或NaHCO3和Na2CO3的组合等。
优选地，步骤(1)所述碱性溶液的浓度为2～200g/L，例如可以2g/L、10g/L、15g/L、20g/L、25g/L、30g/L、40g/L、50g/L、60g/L、70g/L、100g/L、130g/L、150g/L、180g/L或200g/L等，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用，优选为5～100g/L。
优选地，步骤(1)所述氧化性气体包括空气和/或氧气，优选为空气。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述含有铁铝的溶液与碱性溶液混合的方法包括：将碱性溶液滴加至含有铁铝的溶液中。
优选地，所述滴加速度为1～200mL/min，例如可以1mL/min、10mL/min、20mL/min、40mL/min、60mL/min、80mL/min、100mL/min、120mL/min、140mL/min、160mL/min、180mL/min或200mL/min等，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用，优选为1～20mL/min。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述调节pH为将pH调节至2.0～3.5，例如可以是2.0、2.2、2.4、2.6、2.8、3.0、3.2、3.4或3.5等，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用，优选为2.5～3.0。
优选地，步骤(1)所述加热的温度为70～100℃，例如可以是70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃或100℃等，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用，优选为80～90℃。
优选地，步骤(1)所述加热的保温时间为240～360min，例如可以是240min、260min、280min、300min、320min、340min或360min等，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述搅拌的转速为50～600rpm，例如可以是50rpm、100rpm、150rpm、200rpm、250rpm、300rpm、350rpm、400rpm、500rpm或600rpm等，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用，优选为150～400rpm。
本发明中，步骤(1)所述含有铁铝的溶液与碱性溶液混合过程中边搅拌边加热。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述除铁溶液中的Al3+与络合剂的摩尔比为1：(0.2～1.25)，例如可以是1:0.2、1:0.4、1:0.6、1:0.8、1:1、1:1.2或1:1.25等，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用，优选为1：(0.25～1)。
本发明中，所述除铁溶液中的铝元素与络合沉淀剂的摩尔比过大，络合剂不足以沉淀全部的铝，导致铝的沉淀效率较低；所述除铁溶液中的铝元素与络合沉淀剂的摩尔比过低，造成试剂浪费，并残留于回收液中，不利于后续有价金属的回收。
优选地，步骤(2)所述络合剂包括三磷酸腺苷、羟基乙叉二膦酸、氮川三乙酸、环己甲酸或植酸中的任意一种或至少两种组合，所述组合典型但非限制性实例有：三磷酸腺苷和羟基乙叉二膦酸的组合、羟基乙叉二膦酸和氮川三乙酸的组合或环己甲酸和植酸的组合等。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述络合剂与步骤(1)所述的除铁溶液混合的方法包括：将络合剂滴加至除铁溶液中。
优选地，所述滴加速度为1～50mL/min，例如可以1mL/min、5mL/min、10mL/min、15mL/min、20mL/min、25mL/min、30mL/min、35mL/min、40mL/min、45mL/min或50mL/min等，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用，优选为1～10mL/min。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述调节pH为将pH调节至2.0～3.0，例如可以是2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9或3.0等，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用，优选为2.0～2.5。
优选地，步骤(2)所述加热的温度为30～90℃，例如可以是30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃或90℃等，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用，优选为40～70℃。
优选地，步骤(2)所述加热的保温时间为5～60min，例如可以是5min、10min、20min、30min、40min、50min或60min等，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用，优选为5～30min。
优选地，步骤(2)所述搅拌的转速为50～600rpm，例如可以是50rpm、100rpm、150rpm、200rpm、250rpm、300rpm、350rpm、400rpm、500rpm或600rpm等，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用，优选为150～400rpm。
作为本发明优选的技术方案，步骤(3)所述焙烧的温度为800～1100℃，例如可以是30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃或90℃等，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用，优选为900～1000℃；
优选地，步骤(3)所述焙烧的时间为0.5～2h，例如可以是0.5h、0.6h、0.7h、0.8h、0.9h、1h、1.2h、1.4h、1.6h、1.8h或2h等，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用，优选为0.5～1h。
作为本发明优选的技术方案，所述方法包括以下步骤：
(1)将含有铁铝的溶液与浓度为2～200g/L碱性溶液、氧化性气体混合，调节pH至2.0～3.5，在70～100℃加热搅拌240～360min，固液分离得到铁铝渣和除铁溶液，所述搅拌的转速为50～600rpm；
(2)将络合剂、pH调节剂与步骤(1)所述的除铁溶液混合，调节pH至2.0～3.0，在30～90℃加热搅拌5～60min，固液分离得到络合沉淀渣和净化溶液，所述除铁溶液中的Al3+与络合剂的摩尔比为1：(0.2～1.25)，所述搅拌的转速为50～600rpm；
(3)将步骤(2)所述的络合沉淀渣在800～1100℃下焙烧0.5～2h，得到Al(PO3)3产品。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明所述方法使铁离子完全脱除并生成易过滤的γ-FeOOH渣，同时能选择性沉淀铝，制备Al(PO3)3产品；所述方法产生的γ-FeOOH渣过滤性能好，整体铁铝效果脱除好，Fe脱除效率高达99.9％，Al脱除效率高达96％以上，且有价金属基本不损失，实现了铝的资源化回收，降低了生产成本；整体工艺流程简单，可用于解决目前含铁铝酸性溶液中除铁铝过程遇到的各种难题，具有较好的经济和环境效益。
附图说明
图1是本发明提供的一种从含铁铝溶液中脱除铁铝以及回收利用铝的方法的工艺流程图。
具体实施方式
为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
本发明具体实施方式提供一种从含铁铝溶液中脱除铁铝以及回收利用铝的方法，其工艺流程如图1所示，所述方法包括以下步骤：
(1)将含有铁铝的的稀土、钒铬、镍钻锰酸性液与碱性物质、氧化性气体混合，调节pH，加热搅拌，中和沉淀除铁，固液分离得到铁铝渣和除铁溶液；
(2)将络合剂、pH调节剂与步骤(1)所述的除铁溶液混合，调节pH，加热搅拌，络合沉淀除铝，固液分离得到络合沉淀渣和净化溶液；
(3)将步骤(2)所述的络合沉淀渣进行焙烧，得到Al(PO3)3产品，步骤(2)所述净化溶液分离后用于制备其他产品。
实施例1
本实施例提供了一种从含铁铝溶液中脱除铁铝以及回收利用铝的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)含铁铝元素的酸性浸出液包括：Ni2+:20g/L、Co2+:20g/L、Mn2+:10g/L、Fe3+:3g/L、Al3+:1g/L，所述酸性浸出液pH值为0.5，在空气氧化下将浓度为20g/L的Na2CO3溶液以1mL/min速度滴加至所述酸性浸出液中，调节pH至3.5，在80℃边加热边搅拌300min，所述搅拌的转速为400rpm，固液分离得到铁铝渣和除铁溶液；
(2)将三磷酸腺苷以1mL/min速度滴加至步骤(1)所述的除铁溶液，所述除铁溶液中的Al3+与三磷酸腺苷的摩尔比为1：0.5，加入5g/L的Na2CO3溶液调节溶液pH至2.5，在70℃边加热边搅拌20min，所述搅拌的转速为400rpm，固液分离得到络合沉淀渣和净化溶液，；
(3)将步骤(2)所述的络合沉淀渣在1000℃下焙烧0.5h，得到Al(PO3)3产品。
实施例2
本实施例提供了一种从含铁铝溶液中脱除铁铝以及回收利用铝的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)含铁铝元素的酸性浸出液包括：Ni2+:30g/L、Co2+:30g/L、Mn2+:10g/L、Fe3+:3g/L、Al3+:2g/L，所述酸性浸出液pH值为1.0，在空气氧化下将浓度为50g/L的Na2CO3溶液以5mL/min速度滴加至所述酸性浸出液中，调节pH至3.5，在80℃边加热边搅拌300min，所述搅拌的转速为150rpm，固液分离得到铁铝渣和除铁溶液；
(2)将植酸以5mL/min速度滴加至步骤(1)所述的除铁溶液，所述除铁溶液中的Al3+与植酸的摩尔比为1：1，加入5g/L的Na2CO3溶液调节溶液pH至2.0，在40℃边加热边搅拌10min，所述搅拌的转速为150rpm，固液分离得到络合沉淀渣和净化溶液，；
(3)将步骤(2)所述的络合沉淀渣在900℃下焙烧0.5h，得到Al(PO3)3产品。
实施例3
本实施例提供了一种从含铁铝溶液中脱除铁铝以及回收利用铝的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)含铁铝元素的酸性浸出液包括：Cr3+:30g/L、V5+:1g/L、Fe3+:3g/L、Al3+:1g/L，所述酸性浸出液pH值为1.0，在空气氧化下将浓度为30g/L的Na2CO3溶液以5mL/min速度滴加至所述酸性浸出液中，调节pH至3.5，在80℃边加热边搅拌300min，所述搅拌的转速为400rpm，固液分离得到铁铝渣和除铁溶液；
(2)将环己甲酸以5mL/min速度滴加至步骤(1)所述的除铁溶液，所述除铁溶液中的Al3+与环己甲酸的摩尔比为1：0.25，加入5g/L的Na2CO3溶液调节溶液pH至2.5，在70℃边加热边搅拌20min，所述搅拌的转速为400rpm，固液分离得到络合沉淀渣和净化溶液，；
(3)将步骤(2)所述的络合沉淀渣在1000℃下焙烧0.5h，得到Al(PO3)3产品。
实施例4
本实施例提供了一种从含铁铝溶液中脱除铁铝以及回收利用铝的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)含铁铝元素的酸性浸出液包括：Cr3+:80g/L、V5+:2g/L、Fe3+:3g/L、Al3+:2g/L，所述酸性浸出液pH值为1.0，在空气氧化下将浓度为70g/L的Na2CO3溶液以20mL/min速度滴加至所述酸性浸出液中，调节pH至3.5，在80℃边加热边搅拌300min，所述搅拌的转速为400rpm，固液分离得到铁铝渣和除铁溶液；
(2)将三磷酸腺苷以10mL/min速度滴加至步骤(1)所述的除铁溶液，所述除铁溶液中的Al3+与三磷酸腺苷的摩尔比为1：0.5，加入5g/L的Na2CO3溶液调节溶液pH至2.0，在50℃边加热边搅拌20min，所述搅拌的转速为400rpm，固液分离得到络合沉淀渣和净化溶液，；
(3)将步骤(2)所述的络合沉淀渣在1000℃下焙烧0.5h，得到Al(PO3)3产品。
实施例5
本实施例提供了一种从含铁铝溶液中脱除铁铝以及回收利用铝的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)含铁铝元素的酸性浸出液包括：RE3+:1g/L、Fe3+:0.1g/L、Al3+:0.5g/L，所述酸性浸出液pH值为1.0，在空气氧化下将浓度为30g/L的Na2CO3溶液以10mL/min速度滴加至所述酸性浸出液中，调节pH至3.5，在80℃边加热边搅拌300min，所述搅拌的转速为400rpm，固液分离得到铁铝渣和除铁溶液；
(2)将三磷酸腺苷以10mL/min速度滴加至步骤(1)所述的除铁溶液，所述除铁溶液中的Al3+与三磷酸腺苷的摩尔比为1：0.75，加入5g/L的Na2CO3溶液调节溶液pH至2.5，在70℃边加热边搅拌20min，所述搅拌的转速为400rpm，固液分离得到络合沉淀渣和净化溶液，；
(3)将步骤(2)所述的络合沉淀渣在1000℃下焙烧0.5h，得到Al(PO3)3产品。
实施例6
本实施例提供了一种从含铁铝溶液中脱除铁铝以及回收利用铝的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)含铁铝元素的酸性浸出液包括：RE3+:2g/L、Fe3+:0.1g/L、Al3+:1g/L，所述酸性浸出液pH值为1.0，在空气氧化下将浓度为50g/L的Na2CO3溶液以20mL/min速度滴加至所述酸性浸出液中，调节pH至3.5，在80℃边加热边搅拌300min，所述搅拌的转速为400rpm，固液分离得到铁铝渣和除铁溶液；
(2)将三磷酸腺苷以10mL/min速度滴加至步骤(1)所述的除铁溶液，所述除铁溶液中的Al3+与三磷酸腺苷的摩尔比为1：1，加入5g/L的Na2CO3溶液调节溶液pH至2.0，在70℃边加热边搅拌20min，所述搅拌的转速为400rpm，固液分离得到络合沉淀渣和净化溶液，；
(3)将步骤(2)所述的络合沉淀渣在1000℃下焙烧0.5h，得到Al(PO3)3产品。
实施例7
本实施例提供了一种从含铁铝溶液中脱除铁铝以及回收利用铝的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)含铁铝元素的酸性浸出液包括：Ni2+:20g/L、Co2+:20g/L、Mn2+:10g/L、Fe3+:3g/L、Al3+:1g/L，所述酸性浸出液pH值为1.5，在空气氧化下将浓度为200g/L的Na2CO3溶液以5mL/min速度滴加至所述酸性浸出液中，调节pH至3.0，在100℃边加热边搅拌240min，所述搅拌的转速为400rpm，固液分离得到铁铝渣和除铁溶液；
(2)将三磷酸腺苷以10mL/min速度滴加至步骤(1)所述的除铁溶液，所述除铁溶液中的Al3+与三磷酸腺苷的摩尔比为1：0.5，加入50g/L的Na2CO3溶液调节溶液pH至3.0，在90℃边加热边搅拌50min，所述搅拌的转速为400rpm，固液分离得到络合沉淀渣和净化溶液；
(3)将步骤(2)所述的络合沉淀渣在800℃下焙烧2h，得到Al(PO3)3产品。
实施例8
本实施例与实施例1的区别仅在于，步骤(2)所述Al3+与三磷酸腺苷的摩尔比为1：1，其他条件均与实施例1相同。
实施例9
本实施例与实施例1的区别仅在于，步骤(2)所述Al3+与三磷酸腺苷的摩尔比为1：0.75，其他条件均与实施例1相同。
实施例10
本实施例与实施例1的区别仅在于，步骤(2)所述Al3+与三磷酸腺苷的摩尔比为1：0.25，其他条件均与实施例1相同。
实施例11
本实施例与实施例1的区别仅在于，步骤(2)所述加热温度为50℃，其他条件均与实施例1相同。
实施例12
本实施例与实施例1的区别仅在于，步骤(2)所述加热温度为30℃，其他条件均与实施例1相同。
实施例13
本实施例与实施例1的区别仅在于，步骤(2)所述调节溶液pH至2.0，其他条件均与实施例1相同。
实施例14
本实施例与实施例3的区别仅在于，步骤(2)所述Al3+与三磷酸腺苷的摩尔比为1：1，其他条件均与实施例3相同。
实施例15
本实施例与实施例3的区别仅在于，步骤(2)所述Al3+与三磷酸腺苷的摩尔比为1：0.75，其他条件均与实施例3相同。
实施例16
本实施例与实施例3的区别仅在于，步骤(2)所述Al3+与三磷酸腺苷的摩尔比为1：0.25，其他条件均与实施例3相同。
实施例17
本实施例与实施例3的区别仅在于，步骤(2)所述加热温度为50℃，其他条件均与实施例3相同。
实施例18
本实施例与实施例3的区别仅在于，步骤(2)所述加热温度为30℃，其他条件均与实施例3相同。
实施例19
本实施例与实施例3的区别仅在于，步骤(2)所述调节溶液pH至2.0，其他条件均与实施例3相同。
实施例20
本实施例与实施例5的区别仅在于，步骤(2)所述Al3+与三磷酸腺苷的摩尔比为1：1，其他条件均与实施例5相同。
实施例21
本实施例与实施例5的区别仅在于，步骤(2)所述Al3+与三磷酸腺苷的摩尔比为1：0.75，其他条件均与实施例5相同。
实施例22
本实施例与实施例5的区别仅在于，步骤(2)所述Al3+与三磷酸腺苷的摩尔比为1：0.25，其他条件均与实施例5相同。
实施例23
本实施例与实施例5的区别仅在于，步骤(2)所述加热温度为50℃，其他条件均与实施例5相同。
实施例24
本实施例与实施例5的区别仅在于，步骤(2)所述加热温度为30℃，其他条件均与实施例5相同。
实施例25
本实施例与实施例5的区别仅在于，步骤(2)所述调节溶液pH至2.0，其他条件均与实施例5相同。
实施例26
本实施例与实施例1的区别仅在于，步骤(1)所述调节pH至4.5，其他条件均与实施例1相同。
实施例27
本实施例与实施例1的区别仅在于，步骤(1)所述调节pH至1.0，其他条件均与实施例1相同。
实施例28
本实施例与实施例1的区别仅在于，步骤(2)所述Al3+与三磷酸腺苷的摩尔比为1：1.5，其他条件均与实施例1相同。
实施例29
本实施例与实施例1的区别仅在于，步骤(2)所述Al3+与三磷酸腺苷的摩尔比为1：0.1，其他条件均与实施例1相同。
实施例30
本实施例与实施例1的区别仅在于，步骤(2)所述加热温度为110℃，其他条件均与实施例1相同。
实施例31
本实施例与实施例1的区别仅在于，步骤(2)所述加热温度为20℃，其他条件均与实施例1相同。
实施例32
本实施例与实施例1的区别仅在于，步骤(2)所述调节溶液pH至4.0，其他条件均与实施例1相同。
实施例33
本实施例与实施例1的区别仅在于，步骤(2)所述调节溶液pH至1.0，其他条件均与实施例1相同。
对比例1
本对比例与实施例1的区别仅在于，步骤(1)没有空气氧化，其他条件均与实施例1相同。
将实施例1-33与对比例1所述脱除铁铝方法中，铁铝的脱除效率、净化溶液中铝含量与络合沉淀渣中有价金属含量的测试结果如表1所示。
表1
由表1可以得出以下几点：
(1)本发明提供的方法Fe脱除效率高达99.9％，Al脱除效率高达96％以上，净化溶液中Al含量较低；
(2)由实施例1和实施例8～10可以看出，净化溶液中残留的铝含量随着Al3+与络合剂的摩尔比的增大而减小，由于络合剂含量降低影响与铝的络合效果，导致铝的沉淀效率降低；由实施例1和实施例11～12可以看出，净化溶液中残留的铝含量随着温度升高而减少，由于温度升高有利于络合反应发生；由实施例1和实施例13可以看出，净化溶液中残留的铝含量随着络合反应pH的升高而减小，由于络合剂在较高pH下络合能力更强。同样地，实施例3和实施例14～19、实施例5和实施例20～25的趋势和实施例1和实施例8～10的趋势一致；
(3)由实施例1和实施例26-27对比可知，当步骤(1)所述调节溶液pH偏碱，虽然能使Fe、Al脱除效率增加，但会造成有价金属损失严重；当步骤(1)所述调节溶液pH过酸，导致铁不能被优先水解沉淀而消耗后续络合剂含量，进一步导致Fe、Al脱除效率降低以及净化溶液中残留的铝含量增加；
(4)由实施例1和实施例28-29对比可知，当步骤(2)所述Al3+与络合剂的摩尔比高于1:1.25，虽然能将铝全部沉淀，但造成了试剂浪费，络合剂残留于回收液中，导致络合沉淀铝渣中杂质含量增加，不利于有价金属的回收；当步骤(2)所述Al3+与络合剂的摩尔比低于1:0.2，导致络合剂不足以沉淀全部的铝，进一步导致Al脱除效率降低以及净化溶液中残留的铝含量增加；
(5)由实施例1和实施例30-31对比可知，当步骤(2)所述加热温度过高，导致络合能力略微下降，进一步导致Al脱除效率降低以及净化溶液中残留的铝含量增加；当步骤(2)所述加热温度过低，导致络合反应发生不彻底，进一步导致Al脱除效率降低以及净化溶液中残留的铝含量增加；
(6)由实施例1和实施例32-33对比可知，当步骤(2)所述络合反应的pH过高，虽然更有利于络合反应进行，能进一步增加Al脱除效率以及减少净化溶液中残留的铝含量增加，但也会造成络合渣中杂质含量增加，不利于有价金属回收；当步骤(2)所述络合反应的pH过低，导致络合能力减弱，进一步导致Al脱除效率降低以及净化溶液中残留的铝含量增加；
(7)由实施例1和对比例1对比可知，当步骤(1)没有进行空气氧化，导致溶液中少量二价铁不能被完全氧化而有效脱除，进一步导致Fe、Al脱除效率降低以及净化溶液中残留的铝含量增加。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (33)

1.一种从含铁铝溶液中脱除铁铝以及回收利用铝的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
（1）将含有铁铝的溶液与碱性溶液、氧化性气体混合，调节pH，加热搅拌，固液分离得到铁铝渣和除铁溶液；
（2）将络合剂、pH调节剂与步骤（1）所述的除铁溶液混合，调节pH，加热搅拌，固液分离得到络合沉淀渣和净化溶液；
步骤（2）所述除铁溶液中的Al3+与络合剂的摩尔比为1：（0.2～1.25）；
步骤（2）所述络合剂包括三磷酸腺苷、羟基乙叉二膦酸或植酸中的任意一种或至少两种组合；
步骤（2）所述pH调节剂为Na2CO3溶液；
步骤（2）所述调节pH为将pH调节至2.0～3.0；
步骤（2）所述加热的温度为30～90℃；
（3）将步骤（2）所述的络合沉淀渣进行焙烧，得到Al(PO3)3产品。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）所述含有铁铝的溶液包括含铁铝元素的酸性浸出液。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述含铁铝元素的酸性浸出液的pH为0.5～1.5。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）所述碱性溶液中的碱性物质包括Na2CO3、NaOH或NaHCO3中的任意一种或至少两种组合。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）所述碱性溶液的浓度为2～200g/L。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤（1）所述碱性溶液的浓度为5～100g/L。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）所述氧化性气体包括空气和/或氧气。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤（1）所述氧化性气体为空气。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）所述含有铁铝的溶液与碱性溶液混合的方法包括：将碱性溶液滴加至含有铁铝的溶液中。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，滴加速度为1～200mL/min。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述滴加速度为1～20mL/min。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）所述调节pH为将pH调节至2.0～3.5。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，步骤（1）所述调节pH为将pH调节至2.5～3.0。
14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）所述加热的温度为70～100℃。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，步骤（1）所述加热的温度为80～90℃。
16.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）所述加热的保温时间为240～360min。
17.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）所述搅拌的转速为50～600rpm。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，步骤（1）所述搅拌的转速为150～400rpm。
19.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）所述除铁溶液中的Al3+与络合剂的摩尔比为1：（0.25～1）。
20.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）所述络合剂与步骤（1）所述的除铁溶液混合的方法包括：将络合剂滴加至除铁溶液中。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，滴加速度为1～50mL/min。
22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述滴加速度为1～10mL/min。
23.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）所述调节pH为将pH调节至2.0～2.5。
24.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）所述加热的温度为40～70℃。
25.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）所述加热的保温时间为5～60min。
26.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，步骤（2）所述加热的保温时间为5～30min。
27.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）所述搅拌的转速为50～600rpm。
28.根据权利要求27所述的方法，其特征在于，步骤（2）所述搅拌的转速为150～400rpm。
29.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）所述焙烧的温度为800～1100℃。
30.根据权利要求29所述的方法，其特征在于，步骤（3）所述焙烧的温度为900～1000℃。
31.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）所述焙烧的时间为0.5～2h。
32.根据权利要求31所述的方法，其特征在于，步骤（3）所述焙烧的时间为0.5～1h。
33.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
（1）将含有铁铝的溶液与浓度为2～200g/L碱性溶液、氧化性气体混合，调节pH至2.0～3.5，在70～100℃加热搅拌240～360min，固液分离得到铁铝渣和除铁溶液，所述搅拌的转速为50～600rpm；
（2）将络合剂、pH调节剂与步骤（1）所述的除铁溶液混合，调节pH至2.0～3.0，在30～90℃加热搅拌5～60min，固液分离得到络合沉淀渣和净化溶液，所述除铁溶液中的Al3+与络合剂的摩尔比为1：（0.2～1.25），所述络合剂包括三磷酸腺苷、羟基乙叉二膦酸或植酸中的任意一种或至少两种组合，所述pH调节剂为Na2CO3溶液，所述搅拌的转速为50～600rpm；
（3）将步骤（2）所述的络合沉淀渣在800～1100℃下焙烧0.5～2h，得到Al(PO3)3产品。
CN202210517961.4A 2022-05-12 2022-05-12 一种从含铁铝溶液中脱除铁铝以及回收利用铝的方法 Active CN114853078B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210517961.4A CN114853078B (zh) 2022-05-12 2022-05-12 一种从含铁铝溶液中脱除铁铝以及回收利用铝的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210517961.4A CN114853078B (zh) 2022-05-12 2022-05-12 一种从含铁铝溶液中脱除铁铝以及回收利用铝的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114853078A CN114853078A (zh) 2022-08-05
CN114853078B true CN114853078B (zh) 2023-09-29

Family

ID=82637272

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210517961.4A Active CN114853078B (zh) 2022-05-12 2022-05-12 一种从含铁铝溶液中脱除铁铝以及回收利用铝的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114853078B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104386722A (zh) * 2014-10-28 2015-03-04 上海飞凯光电材料股份有限公司 一种高纯氢氧化铝和高纯氧化铝的制备方法
CN107871912A (zh) * 2017-09-25 2018-04-03 湖南邦普循环科技有限公司 一种从回收废锂离子电池中有价金属时产生的浸出液中除铁铝的方法
CN110983045A (zh) * 2019-11-26 2020-04-10 湖南邦普循环科技有限公司 一种镍钴锰溶液除铁铝的方法
CN112310500A (zh) * 2019-07-31 2021-02-02 中国科学院过程工程研究所 一种废旧磷酸铁锂材料中铝元素的分离方法
CN112811404A (zh) * 2020-12-31 2021-05-18 九江天赐高新材料有限公司 废旧磷酸铁锂正极粉料的回收利用方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104386722A (zh) * 2014-10-28 2015-03-04 上海飞凯光电材料股份有限公司 一种高纯氢氧化铝和高纯氧化铝的制备方法
CN107871912A (zh) * 2017-09-25 2018-04-03 湖南邦普循环科技有限公司 一种从回收废锂离子电池中有价金属时产生的浸出液中除铁铝的方法
CN112310500A (zh) * 2019-07-31 2021-02-02 中国科学院过程工程研究所 一种废旧磷酸铁锂材料中铝元素的分离方法
CN110983045A (zh) * 2019-11-26 2020-04-10 湖南邦普循环科技有限公司 一种镍钴锰溶液除铁铝的方法
CN112811404A (zh) * 2020-12-31 2021-05-18 九江天赐高新材料有限公司 废旧磷酸铁锂正极粉料的回收利用方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
（瑞士）G.施瓦岑巴赫.络合滴定.《络合滴定法》.1981,第11-16页. *
杨德俊.络合反应温度影响.《络合滴定的理论和应用》.1965,第52页. *
濮文虹.络合反应.《水质分析化学》.2018,第83-84页. *

Also Published As

Publication number Publication date
CN114853078A (zh) 2022-08-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106848472B (zh) 一种废旧磷酸铁锂电池中回收锂的方法
CN104911359B (zh) 一种从锰废渣中提取钴和镍的工艺方法
CN102234721B (zh) 一种镍钴物料的处理方法
WO2018076993A1 (zh) 电池废料制备硫酸镍、锰、锂、钴及四氧化三钴的方法
CN108878866A (zh) 利用废旧锂离子电池三元正极材料制备三元材料前驱体及回收锂的方法
CN106048217B (zh) 氧化锌粉的综合回收利用方法
CN105293564A (zh) 一种钢铁厂含锌烟尘灰循环利用的方法
CN110983045A (zh) 一种镍钴锰溶液除铁铝的方法
CN111575491B (zh) 一种湿法炼锌砷盐净化钴镍渣的资源综合利用方法
CN109517988A (zh) 一种含钼钒的镍钴合金料的浸出分离新方法
CN111304441A (zh) 一种废旧电池浸出液除杂的方法
CN111647754A (zh) 一种钢铁厂含锌尘泥的综合利用方法
CN112342393A (zh) 采用萃取法除三元电池材料浸出液中铝的方法
CN114314661B (zh) 一种钒原料深度除钴生产高纯偏钒酸铵的方法
CN113060712A (zh) 一种由金属镍钴铁粉制备磷酸铁和氢氧化镍钴锰电池前驱体材料的方法
CN111748690B (zh) 一种基于水热晶格转型的湿法冶金浸出液净化除铁的方法
CN103805788A (zh) 一种从铜镍渣中回收铜钴镍的方法
CN111455189B (zh) 一种从锡铜渣中浸出铜的方法
CN112410568A (zh) 一种从含钴渣中制备铁酸钴的方法
CN110172583B (zh) 一种减量化高效处理含砷烟灰的方法
GB2623222A (en) Method for extracting lithium from waste lithium battery
JP6314730B2 (ja) 廃ニッケル水素電池からの有価金属の回収方法
CN114853078B (zh) 一种从含铁铝溶液中脱除铁铝以及回收利用铝的方法
CN102826586B (zh) 一种利用钢厂烟尘灰生产高纯纳米氧化锌的方法
CN104805301A (zh) 一种以热镀锌渣湿法冶炼废渣零排放生产锌锭的方法

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant