CN114890443A - 一种含锂废料高值利用的系统工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种含锂废料高值利用的系统工艺方法，属于废料回收领域，包括如下步骤：1)将含锂废料研磨至粒度60‑325目；2)将含锂废料和辅料按一定比例进行混合，得到混料；3)将所得混料放入高温炉进行高温焙烧，得到熟料；4)将所得熟料和水按一定比例进行浸出，得到浸出液；5)将所得浸出液进行除杂净化，得到净化液；6)将所得净化液进行蒸发浓缩，得净化浓缩液；7)净化浓缩液与纯碱按、氢氧化钠或氯化钙一定比例进行沉锂，分别得到电池级碳酸锂产品、氢氧化锂产品或氯化锂产品。本发明可以实现不同含锂废料同时回收利用，变废为宝，且工序简洁，易于操作，成本低廉，产品品质稳定。
Description
技术领域
本发明涉及废料回收领域，具体涉及一种含锂废料高值利用的系统工艺方法。
背景技术
从含锂废料高值利用的系统工艺方法主要应用于资源综合回收利用技术领域。
从含锂废料高值利用的系统工艺方法，是一种资源综合利用技术，可广泛应用于各种含锂废料回收利用。尤其是现在新能源行业发展如此迅猛，锂资源短缺已经成为制约行业发展的关键瓶颈，如何回收利用各种锂资源成为行业解决锂资源短缺问题的关键性问题。各行业中的含锂废料开始受到关注，如制氧机行业分子筛、玻璃行业各种尾料玻璃，以及铝行业各种尾料等，原来都是直接作为固体废料由厂家出钱找第三方处理机构进行处置。目前也暂未看到有相关文献或专利，去研究这些含锂废料的回收处理工艺。
碳酸锂，氯化锂和氢氧化锂等基础锂盐产品广泛应用于染料、化工原料、玻璃制造、陶瓷、食品、半导体、国防军事、原子能、催化剂等领域，电池级碳酸锂可用于制备钴酸锂、锰酸锂、三元材料以及磷酸铁锂等锂离子电池正极材料。高级纯碳酸锂不仅用于高端锂离子电池正极材料及电池级氟化锂的，还广泛用于光电信息方面，可制备光学特种玻璃、磁性材料以及超级电容器和医药行业。随着锂盐材料的不断创新和发展，其在各领域的应用也将变得日益广泛。
发明内容
本发明的目的在于：针对含锂废料，提供了一种从废料中回收锂的系统工艺方法。该方法可以将废料中的锂几乎全部进行回收。为现阶段含锂废料的高值利用提供了技术手段。避免了大量含锂废料难以回收利用的问题。
一种从废料中回收锂的系统工艺方法，包括以下步骤：
1)研磨：将含锂废料研磨至一定粒度，粒度为60-325目，得到细料，其中，含锂废料为各种含锂玻璃、各种含锂分子筛及其他含锂硅酸盐、硅铝酸盐或磷铝酸盐废料；
2)混料：将步骤1)所得细料与辅料按一定比例进行混合，得到混合料；所述辅料包括辅料1和辅料2，辅料1为：锂云母、锂辉石、锂黏土等锂矿的一种或多种；辅料2为硫酸钠、硫酸钾、硫酸钙、碳酸钙、氢氧化钙、氧化钙、硫酸铁、硫酸铝、硫酸铵、硫酸中的一种或多种；
3)焙烧：将步骤2)所得混合料放入高温炉中进行高温焙烧，焙烧温度800-1300℃，反应时间为15-100分钟，得到熟料；
4)浸出：将步骤3)所得熟料和水按0.5-2:1比例进行浸出，浸出时间为5-30分钟，得到浸出液；
5)除杂：将步骤4)所得浸出液进行除杂，先向浸出液中加入氨水、氧化钙或者片碱调节pH至10-13，再按照钙量，加入纯碱，反应20-120分钟，其中纯碱过量0-30％，过滤后得到净化液；
6)浓缩：将步骤5)所得净化液进行浓缩，浓缩至氧化锂浓度20-60g/L，得到净化浓缩液；
7)析锂：将步骤6)所得净化浓缩液进行析锂，①向净化浓缩液中加入纯碱溶液，离心分离，洗涤烘干包装，获得碳酸锂产品；②向净化浓缩液中加入氢氧化钠溶液，再经过冷冻除硫酸钠，浓缩，经离心分离出氢氧化锂，洗涤烘干粉碎包装，获得氢氧化锂产品；③向净化浓缩液中加入氯化钙，过滤除硫酸钙，加入氯化钡除去硫酸根，所得氯化锂溶液经浓缩析氯化锂，洗涤烘干包装得到氯化锂产品。
进一步地优选，所述步骤1)中将含锂废料研磨至粒度在100-200目。
进一步地优选，所述步骤2)中混合比例为：含锂废料：辅料1：辅料2＝0.5％-80％：0％-70％：15％-60％。
进一步地优选，所述步骤3)中焙烧温度为850-1200℃；焙烧时间为20-60分钟。
进一步地优选，所述步骤4)中熟料和水浸出比例为0.5-1.5:1。
本发明的显著特点是将不同含锂废料同时进行回收处理，大大提高了含锂废料处置效率。该方法中，锂的回收率在95％以上，得到的锂盐均为电池级产品。且工艺稳定，操作方便。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明可同时对不同含锂废料进行高值化回收处理，变废为宝，节约了资源，部分缓解锂资源短缺问题；
(2)本发明制得的锂盐为电池级碳酸锂、氯化锂或氢氧化锂等基础锂盐；
(3)本发明中锂的回收率在95％以上；
本发明生产流程简单，成本低廉，产品品质稳定，易于工业化生产。
附图说明
图1为本发明一种含锂废料高值利用的系统工艺方法的流程图。
具体实施方式
本发明提供了一种含锂废料高值利用的系统工艺方法，具体实施例如下：
实施例1
取100g的含锂废料，其中玻璃50g、锂型分子筛50g，研磨至粒度100目后，加入锂云母5g，锂辉石5g，锂黏土5g，硫酸钠20g，碳酸钙20g，进行充分混合后，放入高温马弗炉中，950℃进行焙烧40分钟，取出冷却至室温，向冷却后的熟料中加入200毫升水，搅拌均匀，浸出10分钟，过滤得到浸出液，向浸出液中加入氨水调节pH到11，过滤，加入纯碱0.4g，反应20分钟后，过滤，获得净化液，蒸发浓缩至氧化锂含量30g/L，加入纯碱溶液，离心分离，沉锂得到碳酸锂，洗涤烘干得到电池级碳酸锂。如下表1.1所示，本实施例所得的碳酸锂产品可达到电池级碳酸锂标准。
表1.1碳酸锂产品测试结果
实施例2
取100g的含锂废料，其中玻璃100g，研磨至粒度150目后，加入锂云母10g，锂辉石0g，锂黏土2g，硫酸钙20g，氢氧化钙25g，进行充分混合后，放入高温马弗炉中1000℃进行焙烧30分钟，取出冷却至室温，向冷却后的熟料中加入200毫升水，搅拌均匀，浸出15分钟，过滤得到浸出液，向浸出液中加入氧化钙调节pH到12，过滤，加入纯碱0.3g，反应50分钟后，过滤，获得净化液，蒸发浓缩至氧化锂含量50g/L，加入氢氧化钠溶液，冷冻过滤，得到氢氧化锂溶液，蒸发浓缩析出单水氢氧化锂，洗涤烘干，得到单水氢氧化锂产品。如下表1.2所示，本实施例所得的单水氢氧化锂产品可达到电池级标准。
表1.2单水氢氧化锂产品测试结果
实施例3
取100g的含锂废料，其中玻璃30g、锂型分子筛70g，研磨至粒度200目后，加入锂云母0g，锂辉石10g，锂黏土5g，硫酸氨5g，硫酸钙20g，进行充分混合后，放入高温马弗炉中，1150℃进行焙烧60分钟，取出冷却至室温，向冷却后的熟料中加入140毫升水，搅拌均匀，浸出30分钟，过滤得到浸出液，向浸出液中加入片碱调节pH到13，再加入纯碱0.5g，反应90分钟后，过滤，获得净化液，蒸发浓缩至氧化锂含量20g/L，加入氯化钙溶液，过滤除去硫酸钙渣，得到氯化锂溶液，加入氯化钡除硫酸根，过滤，除去硫酸钡渣，得到净化后氯化锂溶液，蒸发浓缩析出氯化锂颗粒，洗涤烘干得到电池级氯化锂产品。如下表1.3所示，本实施例所得的碳酸锂产品可达到电池级碳酸锂标准。
表1.3氯化锂产品测试结果
以上所述仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (5)
1.一种含锂废料高值利用的系统工艺方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)研磨：将含锂废料研磨至一定粒度，得到细料，粒度为60-325目，其中，含锂废料为各种含锂玻璃、各种含锂分子筛及其他含锂硅酸盐、硅铝酸盐或磷铝酸盐废料；
2)混料：将步骤1)所得细料与辅料按一定比例进行混合，得到混合料；所述辅料包括辅料1和辅料2，辅料1为：锂云母、锂辉石、锂黏土的一种或多种；辅料2为硫酸钠、硫酸钾、硫酸钙、碳酸钙、氢氧化钙、氧化钙、硫酸铁、硫酸铝、硫酸铵、硫酸中的一种或多种；
3)焙烧：将步骤2)所得混合料放入高温炉中进行高温焙烧，焙烧温度800-1300℃，反应时间为15-100分钟，得到熟料；
4)浸出：将步骤3)所得熟料和水按0.5-2:1比例进行浸出，浸出时间为5-30分钟，得到浸出液；
5)除杂：将步骤4)所得浸出液进行除杂，先向浸出液中加入氨水、氧化钙或者片碱调节pH至10-13，再按照钙量，加入纯碱，反应20-120分钟，其中纯碱过量0-30％，过滤后得到净化液；
6)浓缩：将步骤5)所得净化液进行浓缩，浓缩至氧化锂浓度20-60g/L，得到净化浓缩液；
7)析锂：将步骤6)所得净化浓缩液进行析锂，①向净化浓缩液中加入纯碱溶液，离心分离，烘干包装，获得碳酸锂产品；②向净化浓缩液中加入氢氧化钠溶液，再经过冷冻除硫酸钠，浓缩，经离心分离出氢氧化锂，烘干粉碎包装，获得氢氧化锂产品；③向净化浓缩液中加入氯化钙，过滤除硫酸钙，所得氯化锂溶液经浓缩析氯化锂，烘干包装得到氯化锂产品。
2.根据权利要求1所述的一种含锂废料高值利用的系统工艺方法，其特征在于，所述步骤1)中将含锂废料研磨至粒度在100-200目。
3.根据权利要求1所述的一种含锂废料高值利用的系统工艺方法，其特征在于，所述步骤2)中细料和辅料按一定比例进行混合，混合比例为含锂废料：辅料1：辅料2＝0.5％-80％：0％-70％：15％-60％。
4.根据权利要求1所述的一种含锂废料高值利用的系统工艺方法，其特征在于，所述步骤3)中焙烧温度为850-1200℃；焙烧时间为20-60分钟。
5.根据权利要求1所述的一种含锂废料高值利用的系统工艺方法，其特征在于，所述步骤4)中熟料和水浸出比例为0.5-1.5:1。
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