CN116287722A - 一种从铝锂电解质中回收锂的方法 - Google Patents

一种从铝锂电解质中回收锂的方法 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种从铝锂电解质中回收锂的方法。该方法包括：将铝锂电解质破碎，然后与粉状氧化钙充分混合；加水充分搅拌熟化处理；加预配酸，反应放热进一步熟化；加预配酸，充分搅拌进行酸化浸出；加入适量水洗涤，经适量石灰水调节pH值至碱性，再经适量碳酸钠除杂，过滤后得到净化含锂浸出液；加入适量有机萃取剂进行皂化，分相后得到饱和锂皂化有机；加预配洗酸进行洗涤，得到富锂浓缩液。本发明利用氧化钙熟化放热，以及熟化浆料与预配酸进一步熟化放热，使铝锂电解质中的锂高效转化为游离锂，放热反应自发热，全过程免焙烧，能够使铝锂电解质中的锂资源得到低能耗高效回收。

Description

一种从铝锂电解质中回收锂的方法
技术领域
本发明实施例涉及锂回收利用技术领域，具体涉及一种从铝锂电解质中回收锂的方法。
背景技术
锂资源作为支撑新能源产业发展的重要一极，在锂电行业蓬勃发展的今天，锂资源呈现供不应求的局面，其价格也水涨船高。而在电解铝行业，锂盐也是必不可少的原料，可以有效改善电解质的初晶温度和电解质密度，因而能提高电流效率和降低能耗。我国铝电解工业每年约产生60万吨的过剩铝电解质，这些电解中锂含量高达5％wt(以Li2O计)，其品位与锂精矿相当，若能有效回收其中锂资源，不仅可以提高锂资源的循环利用率，减轻废渣对环境的污染的同时也能缓解新能源行业发展带来的锂资源紧缺问题。目前针对锂电解质回收技术集中在高温焙烧浸出工艺，普遍存在能耗高的缺点，亟待开发一种低能耗的回收工艺。
发明内容
为此，本发明实施例提供一种从铝锂电解质中回收锂的方法，该方法利用放热反应自发热，全过程免焙烧，能够使铝锂电解质中的锂资源得到低能耗高效回收。
为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
一种从铝锂电解质中回收锂的方法，包括如下步骤：
(1)将铝锂电解质进行破碎，之后与粉状氧化钙充分混合，得到固体混合物；
(2)向所述固体混合物中加入适量水充分搅拌熟化处理，充分放热反应后得到熟化浆料；
(3)向所述熟化浆料中加入一定浓度的预配酸，反应放热进一步熟化，完全中和后得到二次熟化浆料；
(4)向所述二次熟化浆料中加入一定量的预配酸，充分搅拌进行酸化浸出，陈化过滤后得到含锂浸出液；
(5)向所述含锂浸出液中加入适量水进行洗涤，经适量石灰水调节pH值至碱性，再经适量碳酸钠除杂，过滤后得到净化含锂浸出液；
(6)将所述净化含锂浸出液与适量有机萃取剂进行多次皂化，得到饱和锂皂化有机；
(7)向所述饱和锂皂化有机中加入适量预配洗酸进行洗涤，锂离子经洗涤从有机相转入水相，静置分相后得到富锂浓缩液，可用于制备含锂产品。
进一步地，步骤(1)中，所述铝锂电解质来源于电解铝行业，含有氟化铝和氟化锂；所述铝锂电解质与粉状氧化钙的质量比为1:0.5-2。
进一步地，步骤(2)中，水与固体混合物的液固比1:0.5-2。
进一步地，步骤(3)和(4)中，所述预配酸为盐酸、硫酸、硝酸、草酸、柠檬酸中的一种或多种，其质量浓度为10％-98％。
进一步地，所述预配酸与熟化浆料的液固比1:0.1-2；所述预配酸与二次熟化浆料的液固比1:0.1-2。
进一步地，步骤(5)中，所述pH值为8-12。
进一步地，步骤(6)中，所述有机萃取剂为环烷酸、P507、P204、TBP中的一种或多种。
进一步地，所述有机萃取剂的用量与浸出液的体积比1:0.1-2。
进一步地，步骤(7)中，所述预配洗酸为盐酸、硫酸、硝酸、草酸、柠檬酸中的一种或多种，其质量浓度为1％-98％。
进一步地，所述含锂产品为碳酸锂、磷酸锂、磷酸铁锂。
本发明实施例具有如下优点：
本发明利用氧化钙熟化放热，以及熟化浆料与预配酸进一步熟化放热，使铝锂电解质中的锂高效转化为游离锂，放热反应自发热，全过程免焙烧，能够使铝锂电解质中的锂资源得到低能耗高效回收。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
图1为本发明实施例提供的工艺流程示意图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
取100g铝锂电解质(Li含量3.25％)，粉碎后与80g粉状氧化钙混合均匀，加入水200mL，搅拌均匀，陈化1小时后二次搅拌，继续陈化至反应完全，加入98％硫酸80mL充分搅拌至放热完全，此时pH值约为7.5，再加入98％硫酸80mL，充分搅拌浸出，此时pH值为1.5，经12小时陈化后，再加入1000mL水充分搅拌并过滤洗涤，得到Li+浓度为3.20g/L的滤液950mL，锂离子浸出率为93.5％。加入饱和石灰水调节pH至9.0，陈化1小时，过滤后向滤液中加入10％碳酸钠溶液进行除杂，过滤后得到Li+浓度为3.00g/L的净化液1000mL。取P507萃取剂100mL，与100mL净化液充分振荡混合，萃取后静置分相，得到Li+浓度为0.60g/L萃取残液100mL，再次加入100mL净化液进行萃取，重复操作三次，依次得到Li+浓度为0.70g/L、1.50g/L、2.80g/L的萃取残液各100mL，此时有机相达到饱和锂皂化状态，将饱和锂皂化有机相经40mL10％硫酸反萃取后得到Li+浓度为16g/L的富锂浓缩液。将四次萃取后的残液混合后分取100mL，加入经预配洗酸反萃取后的有机萃取剂100mL，充分振荡混合，萃取后静置分相，得到Li+浓度为0.03g/L萃取残液100mL。
实施例2
取100g铝锂电解质(Li含量2.65％)，粉碎后与60g粉状氧化钙混合均匀，加入水160mL，搅拌均匀，陈化1小时后二次搅拌，继续陈化至反应完全，加入98％硫酸60mL充分搅拌至放热完全，此时pH值约为7.5，再加入98％硫酸60mL，充分搅拌浸出，此时pH值为1.5，经12小时陈化后，再经1000mL水充分搅拌并过滤洗涤，得到Li+浓度为2.63g/L的滤液950mL，锂离子浸出率为94.3％。加入饱和石灰水调节pH至9.0，陈化1小时，过滤后向滤液中加入10％碳酸钠溶液进行除杂，过滤后得到Li+浓度为2.50g/L的净化液1000mL。取P507萃取剂100mL，与100mL净化液充分振荡混合，萃取后静置分相，得到Li+浓度为0.50g/L萃取残液100mL，再次加入100mL净化液进行萃取，重复操作三次，依次得到Li+浓度为0.60g/L、1.10g/L、2.10g/L的萃取残液各100mL，此时有机相达到饱和锂皂化状态，向饱和锂皂化有机相中加入30mL10％硫酸洗酸进行反萃取，得到Li+浓度为19g/L的富锂浓缩液。将四次萃取后的残液混合后分取100mL，加入经预配洗酸反萃取后的有机萃取剂100mL，充分振荡混合，萃取后静置分相，得到Li+浓度为0.03g/L萃取残液100mL。
实施例3
取100g铝锂电解质(Li含量1.68％)，粉碎后与50g粉状氧化钙混合均匀，加入水130mL，搅拌均匀，陈化1小时后二次搅拌，继续陈化至反应完全，加入98％硫酸50mL充分搅拌至放热完全，此时pH值约为7.5，再加入98％硫酸50mL，充分搅拌浸出，此时pH值为1.5，经12小时陈化后，再经1000mL水充分搅拌并过滤洗涤，得到Li+浓度为1.63g/L的滤液950mL，锂离子浸出率为92.2％。加入饱和石灰水调节pH至9.0，陈化1小时，过滤后向滤液中加入10％碳酸钠溶液进行除杂，过滤后得到Li+浓度为1.55g/L的净化液1000mL。取P507萃取剂100mL，与100mL净化液充分振荡混合，萃取后静置分相，得到Li+浓度为0.30g/L萃取残液100mL，再次加入100mL净化液进行萃取，重复操作三次，依次得到Li+浓度为0.40g/L、0.70g/L、1.40g/L的萃取残液各100mL，此时有机相达到饱和锂皂化状态，将饱和锂皂化有机相经20mL10％硫酸反萃取后得到Li+浓度为17g/L的富锂浓缩液。将四次萃取后的残液混合后分取100mL，加入经预配洗酸反萃取后的有机萃取剂100mL，充分振荡混合，萃取后静置分相，得到Li+浓度为0.02g/L萃取残液100mL。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种从铝锂电解质中回收锂的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将铝锂电解质进行破碎，之后与粉状氧化钙充分混合，得到固体混合物；
(2)向所述固体混合物中加入适量水充分搅拌熟化处理，充分放热反应后得到熟化浆料；
(3)向所述熟化浆料中加入一定浓度的预配酸，反应放热进一步熟化，完全中和后得到二次熟化浆料；
(4)向所述二次熟化浆料中加入一定量的预配酸，充分搅拌进行酸化浸出，陈化过滤后得到含锂浸出液；
(5)向所述含锂浸出液中加入适量水进行洗涤，经适量石灰水调节pH值至碱性，再经适量碳酸钠除杂，过滤后得到净化含锂浸出液；
(6)将所述净化含锂浸出液与适量有机萃取剂进行多次皂化，得到饱和锂皂化有机；
(7)向所述饱和锂皂化有机中加入适量预配洗酸进行洗涤，锂离子经洗涤从有机相转入水相，静置分相后得到富锂浓缩液，可用于制备含锂产品。
2.根据权利要求1所述的从铝锂电解质中回收锂的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述铝锂电解质来源于电解铝行业，含有氟化铝和氟化锂；所述铝锂电解质与粉状氧化钙的质量比为1:0.5-2。
3.根据权利要求1所述的从铝锂电解质中回收锂的方法，其特征在于，步骤(2)中，水与固体混合物的液固比1:0.5-2。
4.根据权利要求1所述的从铝锂电解质中回收锂的方法，其特征在于，步骤(3)和(4)中，所述预配酸为盐酸、硫酸、硝酸、草酸、柠檬酸中的一种或多种，其质量浓度为10％-98％。
5.根据权利要求4所述的从铝锂电解质中回收锂的方法，其特征在于，
所述预配酸与熟化浆料的液固比1:0.1-2；
所述预配酸与二次熟化浆料的液固比1:0.1-2。
6.根据权利要求1所述的从铝锂电解质中回收锂的方法，其特征在于，步骤(5)中，所述pH值为8-12。
7.根据权利要求1所述的从铝锂电解质中回收锂的方法，其特征在于，步骤(6)中，所述有机萃取剂为环烷酸、P507、P204、TBP中的一种或多种。
8.根据权利要求7所述的从铝锂电解质中回收锂的方法，其特征在于，所述有机萃取剂与净化含锂浸出液的体积比为1:0.1-2。
9.根据权利要求1所述的从铝锂电解质中回收锂的方法，其特征在于，步骤(7)中，所述预配洗酸为盐酸、硫酸、硝酸、草酸、柠檬酸中的一种或多种，其质量浓度为1％-98％。
10.根据权利要求1所述的从铝锂电解质中回收锂的方法，其特征在于，所述含锂产品为碳酸锂、磷酸锂、磷酸铁锂。
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