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

本发明专利技术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

【技术实现步骤摘要】
一种从含铁铝溶液中脱除铁铝以及回收利用铝的方法


[0001]本专利技术属于湿法冶金、化学、材料等
，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。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。
[0005]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。
[0006]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。
[0007]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。
[0008]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。

技术实现思路

[0009]为解决上述技术问题，本专利技术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。
[0010]为达到上述技术效果，本专利技术采用以下技术方案：
[0011]本专利技术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：
[0012](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；
[0013](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；
[0014](3)将步骤(2)所述的络合沉淀渣进行焙烧，得到Al(PO3)3产品。
[0015]本专利技术中，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。
[0016]本专利技术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。
[0017]作为本专利技术优选的技术方案，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。
[0018]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。
[0019]本专利技术中，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专利技术。
[0020]本专利技术中，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。
[0021]本专利技术中，所述离子型稀土转化过程产生的酸性浸出液包括RE
3+
浓度为0.2～2g/L，Fe
3+
浓度为0.05～0.1g/L，Al
3+
浓度为0.05～1g/L。
[0022]本专利技术中，所述铬铁矿和含铬废渣转化过程产生的酸性浸出液包括Cr
3+
浓度为10～100g/L，V
5+
浓度为0.5～5g/L，Fe
3+
浓度为1～10g/L，Al
3+
浓度为1～3g/L。
[0023]本专利技术中，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Ni
2+
、Co
2+
或Mn
2+
的浓度分别独立地为50～100g/L，Fe
3+
浓度为1～3g/L，Al
3+
浓度为1～3g/L。
[0024]作为本专利技术优选的技术方案，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，所述组合典型本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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；(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；优选地，所述含铁铝元素的酸性浸出液的pH为0.5～1.5。3.根据权利要求1或2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；优选地，步骤(1)所述碱性溶液的浓度为2～200g/L，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。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的方法，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；优选地，所述滴加速度为1～200mL/min，优选为1～20mL/min。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述调节pH为将pH调节至2.0～3.5，优选为2.5～3.0；优选地，步骤(1)所述加热的温度为70～100℃，优选为80～90℃；优选地，步骤(1)所述加热的保温时间为240～360min；优选地，步骤(1)所述搅拌的转速为50～600rpm，优选为150～400rpm。6.根据权利要求1
‑
5任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述除铁溶液中的Al
3+
与络合剂的摩尔比为1：(0.2～1.25)，优选为1：(0.25～1)；优选地，步骤(2)所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李平，刘文科，张海林，陈兴，郑诗礼，张懿，
申请(专利权)人：四川明宏华晨材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：