一种稀酸优先浸出废旧钛酸锂方法技术

本发明专利技术公开了一种稀酸优先浸出废旧钛酸锂方法，将破碎研磨好的钛酸锂废料通过浮选技术剔除碳渣，进一步提纯钛酸锂废料，随后进行简单的预处理，用适当浓度的稀酸便可优先将锂浸出至浸出液中，而钛元素留在浸出渣中，以此达到三重分离的效果。纯净的含锂液可以通过添加饱和碳酸钠来制备碳酸锂等锂产品，用火法煅烧含钛的浸出渣可制备二氧化钛，浮选精选可从碳渣中提取出溢流碳粉，工艺简单易行，仅用少量的稀酸就可将锂浸出到浸出液中，直接实现了锂和钛的分离，极大程度的降低了原料成本，同时锂的浸出率高于90%以上，钛的回收率可达90%，工艺流程成本较低，工业化前景良好。

【技术实现步骤摘要】
一种稀酸优先浸出废旧钛酸锂方法
本专利技术涉及废旧锂离子电池回收利用
，尤其是一种稀酸优先浸出废旧钛酸锂方法。
技术介绍
随着环境问题的严重和化石燃料的减少，传统的汽车逐渐被混合动力汽车和纯电力驱动的新能源汽车所取代，而大容量锂离子电池将成为21世纪新能源汽车的最主要动力电源。目前，新型钛酸锂有高安全性、高稳定性、使用寿命长和倍率性能好等优点，广泛应用于电脑笔记本、电动汽车等领域，是一种非常有前景的锂电池材料。在新型钛酸锂电池的全面发展的同时，随着使用次数的增减，其充放电量也会逐渐降低，而最终就要面临重新回收利用的问题。这不仅能最大限度额降低污染，保护环境，而且能将钛酸锂电池中钛、锂等贵重金属回收，实现可持续发展。近年来，许多国家加强了电池回收的管理规程，鼓励开发出经济灵活的循环回收过程。因此，回收再利用钛酸锂具有十分重要的价值与意义。目前，从废旧钛酸锂中分离回收锂和钛的工艺一般采用碱浸出和煅烧的方法对钛酸锂废料进行预处理，除去废料中碳粉及粘结剂等物质，随后，使用4mol/L浓度的硫酸和20%双氧水作浸出剂，浸出条件为：反应温度80℃、浸出时间4h、浸出固液比为1:40，得到的锂和钛的浸出液，釆用伯胺萃取剂进行萃取，实现锂和钛的分离；再通过反萃获得含钛反萃液，用均相沉淀法将其制备出二氧化钛，而萃余液中的锂通过添加饱和碳酸钠沉锂得到碳酸锂等锂产品，但是工艺复杂，萃取与反萃等流程繁琐复杂，原料用量多，成本高。
技术实现思路
本专利技术提供了一种稀酸优先浸出废旧钛酸锂方法，解决
技术介绍
中工艺流程复杂、原料用料多、成本高、回收率低等问题。具体技术方案如下：一种稀酸优先浸出废旧钛酸锂方法，包括以下步骤：a.将钛酸锂废料分级溢流加入浮选机，依次添加煤油5g/t和2#油10g/t以及絮凝剂10g/t-20g/t，充气搅拌后进行两次粗选作业，得到粗选后钛酸锂废料尾矿以及碳渣；b.将粗选出的碳渣进入精选作业，经过三次精选最终浮出溢流碳粉；c.配制1.5-4.5mol/L稀硫酸或稀盐酸作为浸出剂，将粗选后的钛酸锂废料尾矿加入到浸出剂中，水浴温度为70℃-95℃，浸出反应时间5-10个小时，经过滤得浸出液和浸出渣；d.浸出液加氢氧化钙调节ph，经过滤得一次净化液；e.将一次净化液加热加碳酸钠和草酸，经过滤除杂得二次净化液；f.将二次净化液加热，加饱和碳酸钠溶液，得白色碳酸锂沉淀；g.将浸出渣水洗烘干煅烧得二氧化钛。优选的，所述步骤a中钛酸锂废料的平均粒度<0.074mm。优选的，所述絮凝剂为硫酸铝、氯化铝、硫酸铁、氯化铁、聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铝(PAS)、聚合氯化铁(PFC)、聚合硫酸铁(PFS)中的一种。优选的，将粗选后的钛酸锂废料尾矿加入到浸出剂中，固液比为1∶（2-10）。优选的，浸出液加氢氧化钙调节ph为12-14。优选的，所述步骤g中的烘干煅烧温度为600℃-900℃。有益效果：1.本方法将钛酸锂废料破碎研磨后，利用“稀酸优先浸出”工艺采用浮选技术剔除碳渣等杂质，经简单的预处理后，便可优先浸出锂，将钛留存在废渣中，实现了废料中的锂、钛以及碳粉的三重分离回收，避免了后续萃取等复杂工艺，综合回收率高，易于制备出高品质产品。。2.本专利技术的工艺简单易行，仅用少量的稀酸就可将锂浸出到浸出液中，直接实现了锂和钛的分离，极大程度的降低了原料成本，同时锂的浸出率高于90%以上，钛的回收率可达90%，工艺流程成本较低，工业化前景良好。附图说明图1为本专利技术的回收工艺流程图。具体实施方式本工艺将破碎研磨好的钛酸锂废料通过浮选技术剔除碳渣，进一步提纯钛酸锂废料，随后进行简单的预处理，用适当浓度的稀酸便可优先将锂浸出至浸出液中，而钛元素留在浸出渣中，以此达到三重分离的效果。纯净的含锂液可以通过添加饱和碳酸钠来制备碳酸锂等锂产品，用火法煅烧含钛的浸出渣可制备二氧化钛，浮选精选可从碳渣中提取出溢流碳粉。实施例：下面结合实施例对本专利技术的方案进行详细清楚的叙述。实施例：以江西赣州某县某厂回收的一批钛酸锂废料为例，经过拆解破碎研磨后，取样烘干后送检验，废料中锂含量4.8%，钛含量40.65%，钛酸锂纯度约为78.67%。实施例1：a.将1kg钛酸锂废料分级溢流加入浮选机，依次添加煤油5g/t和2#油10g/t以及絮凝剂聚合氯化铝10g/t，充气搅拌5分钟后进行两次粗选作业，得到粗选后钛酸锂废料尾矿以及碳渣；b.将粗选出的碳渣进入精选作业，经过三次精选最终浮出溢流碳粉；c.配制3mol/L稀硫酸5L作为浸出剂，固液比为1∶5，将粗选后的钛酸锂废料尾矿加入到浸出剂中,水浴温度为85℃，浸出反应时间10个小时，经过滤得浸出液和浸出渣。d.浸出液加氢氧化钙400g，调碱至ph=12，经过滤得一次净化液。e.将一次净化液加热加碳酸钠200g和草酸50g，过滤除杂得二次净化液。f.将二次净化液加热，加饱和碳酸钠溶液800ml，得碳酸锂沉淀。g.将浸出渣水洗，在600℃下烘干煅烧得二氧化钛。据实践结果表明，锂浸出率为91.1%，钛回收率为90.3%。实施例2:a.将1kg钛酸锂废料分级溢流加入浮选机，依次添加煤油5g/t和2#油10g/t以及絮凝剂聚合氯化铁13g/t，充气搅拌5分钟后进行两次粗选作业，得到粗选后钛酸锂废料尾矿以及碳渣；b.将粗选出的碳渣进入精选作业，经过三次精选最终浮出溢流碳粉；c.配制4mol/L稀硫酸7L作为浸出剂，固液比为1∶7，将粗选后的钛酸锂废料尾矿加入到浸出剂中,水浴温度为90℃，浸出反应时间7个小时，经过滤得浸出液和浸出渣。d.浸出液加氢氧化800g，调碱至ph=13，经过滤得一次净化液。e.将一次净化液加热加碳酸钠300g和草酸100g，过滤除杂得二次净化液。f.将二次净化液加热，加饱和碳酸钠溶液800ml，得碳酸锂沉淀。g.将浸出渣水洗，在700℃下烘干煅烧得二氧化钛。据实践结果表明，锂浸出率为91.7%，钛回收率为91.3%。实施例3:a.将1kg钛酸锂废料分级溢流加入浮选机，依次添加煤油5g/t和2#油10g/t以及絮凝剂硫酸铝16g/t，充气搅拌5分钟后进行两次粗选作业，得到粗选后钛酸锂废料尾矿以及碳渣；b.将粗选出的碳渣进入精选作业，经过三次精选最终浮出溢流碳粉；c.配制4.5mol/L稀硫酸10L作为浸出剂，固液比为1∶10，将粗选后的钛酸锂废料尾矿加入到浸出剂中,水浴温度为95℃，浸出反应时间5个小时，经过滤得浸出液和浸出渣。d.浸出液加氢氧化1200g，调碱至ph=14，经过滤得一次净化液。e.将一次净化液加热加碳酸钠400g和草酸150g，过滤除杂得二次净化液。f.将二次净化液加热，加饱和碳酸钠溶液800ml，得碳酸锂沉淀。g.将浸出渣水洗，在800℃下烘干煅烧得二氧化钛。据实践结果表明，锂浸出率为92.9%，钛回收率为92.1%。实施例4:a.将1kg钛酸锂废料分级溢流加入浮选机，依次添加煤油5g/t和2#油10g/t以及絮凝剂氯化铝20g/t，充气搅拌5分钟后进行两次粗选作业，得到粗选后钛酸锂废料尾矿以及碳渣；b.将粗选出的碳渣进入精选作业，经过三次精选最终浮出溢流碳粉；c.配制4mol/L稀硫酸5L作为浸出剂，固液比为1∶10，将粗选后的钛酸锂废料尾矿加入到浸出剂中,水浴温本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种稀酸优先浸出废旧钛酸锂方法，其特征在于，包括以下步骤：a.将钛酸锂废料分级溢流加入浮选机，依次添加煤油5g/t和2#油10g/t以及絮凝剂10g/t‑20g/t，充气搅拌后进行两次粗选作业，得到粗选后钛酸锂废料尾矿以及碳渣；b.将粗选出的碳渣进入精选作业，经过三次精选最终浮出溢流碳粉；c.配制1.5‑4.5 mol/L稀硫酸或稀盐酸作为浸出剂，将粗选后的钛酸锂废料尾矿加入到浸出剂中，水浴温度为70℃‑95℃，浸出反应时间5‑10个小时，经过滤得浸出液和浸出渣；d.浸出液加氢氧化钙调节ph，经过滤得一次净化液；e.将一次净化液加热加碳酸钠和草酸，经过滤除杂得二次净化液；f.将二次净化液加热，加饱和碳酸钠溶液，得白色碳酸锂沉淀；g.将浸出渣水洗烘干煅烧得二氧化钛。

【技术特征摘要】
1.一种稀酸优先浸出废旧钛酸锂方法，其特征在于，包括以下步骤：a.将钛酸锂废料分级溢流加入浮选机，依次添加煤油5g/t和2#油10g/t以及絮凝剂10g/t-20g/t，充气搅拌后进行两次粗选作业，得到粗选后钛酸锂废料尾矿以及碳渣；b.将粗选出的碳渣进入精选作业，经过三次精选最终浮出溢流碳粉；c.配制1.5-4.5mol/L稀硫酸或稀盐酸作为浸出剂，将粗选后的钛酸锂废料尾矿加入到浸出剂中，水浴温度为70℃-95℃，浸出反应时间5-10个小时，经过滤得浸出液和浸出渣；d.浸出液加氢氧化钙调节ph，经过滤得一次净化液；e.将一次净化液加热加碳酸钠和草酸，经过滤除杂得二次净化液；f.将二次净化液加热，加饱和碳酸钠溶液，得白色碳酸锂沉淀；g.将浸出渣水洗烘干煅烧得...

【专利技术属性】
技术研发人员：张帆，文小强，周有池，罗林山，郭春平，肖颖奕，刘雯雯，王玉香，袁德林，普建，周新华，欧阳希，
申请(专利权)人：赣州有色冶金研究所，
类型：发明
国别省市：江西,36