一种从含锂化工固废中制备碳酸锂的方法技术

本发明专利技术就是要提供一种从含锂化工固废中制备碳酸锂的方法，属于固体废物回收利用技术领域。本发明专利技术从含锂元素化工固废，主要化学成分为Al2O3≥27.79％，SiO2≥22.59，CaO≥19.89，SO3≥9.58，Fe2O3≥4.63，K2O≥3.69，MgO≥2.31，NaO≥0.83，Li2O≥0.45，Cl

【技术实现步骤摘要】
一种从含锂化工固废中制备碳酸锂的方法

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[0001]本专利技术涉及化工固废有价金属综合回收利用应用领域，具体是从含锂化工固废中制备碳酸锂的方法。

技术介绍
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[0002]近年来，国民经济发展突飞猛进，体现在工业领域中，工业生产必然会产生大量的固体废弃物，固废堆积如山，严重影响人民的生存和生活环境。现在新材料、新能源产业发展的如火如荼，尤其含锂元素化工固废料也成为一种可利用资源。目前，在我国回收锂离子多为废旧锂电池，主要采用湿法冶金的方法进行回收，一般是将废旧锂离子电池经放电、破碎、分选等预处理步骤后，使用酸性溶液+还原剂的方法浸出废料，浸出液经除杂处理后采用萃取的方法首先回收其中的镍、钴、锰元素，最后回收锂元素。目前还未出现从含锂离子的化工固废中提取锂离子，制备碳酸锂方法，或者未能提供的可工业化、低成本、效率高的方法来从锂离子的化工固废中提取锂离子。
[0003]如中国专利公开号CN114634192A，公开的《一种废旧锂离子电池黑粉回收方法及装置》，利用废旧锂离子电池黑粉进行锂回收。具体是将黑粉加溶剂搅拌制成浆料，然后在浆料中加入氧气、二氧化硫、第一无机酸溶液进行反应，反应后的浆料过滤得到括磷酸铁和第一溶液；其中，第一回收物包，所述第一溶液包括锂离子；将第一溶液中加可溶性碳酸盐反应，过滤得到碳酸锂，剩余为第二溶液。该专利技术一方面无法制备出优质的正极材料前驱体，必须采用溶剂萃取来分离浸出的金属；另一方面得到的萃余液中含有的锂浓度低。
[0004]如中国专利公开号CN114574705A，公开的《从废旧锂离子电池中浸出分离锂与有价金属的方法》，公开了一种从废旧锂离子电池中浸出分离锂与有价金属的方法，具体步骤如下：包含正负极的三元粉体废料与硫酸和去离子水球磨混合均匀，经过二段煅烧后，直接水或碱浸提锂，酸浸提取有价金属。该专利技术一发面仍旧是以废旧锂电池为原料，来制备碳酸锂；另一方面未从工业角度，提供详细、可行的方案，经济高效地来提取锂元素，制备碳酸锂。
[0005]本专利技术针对工业生产后的化工固废，采用工业冶炼火法
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高温煅烧方法回收锂离子，工艺流程短，易于操作，且制成的碳酸锂符合工业级碳酸锂GB/T11075
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2003中Li2CO3
‑
0的要求，工艺过程中产生的副产品硫酸钾可以循环回收利用，固废资源化利用率高，同时如果硫酸钾不用于本专利技术的回收工艺，也符合农用硫酸钾标准，可以产生其他附加值。

技术实现思路
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[0006]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
[0007]在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包
含在本专利技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0008]为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0009]本专利技术就是要提供一种从含锂化工固废中制备碳酸锂的方法，所述的含锂元素化工固废主要化学成分为Al2O3≥27.79％，SiO2≥22.59，CaO≥19.89，SO3≥9.58，Fe2O3≥4.63，K2O≥3.69，MgO≥2.31，NaO≥0.83，Li2O≥0.45,Cl
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≥0.22,烧失量≥8.26；
[0010]采用如下工艺步骤：
[0011]1)混合配料：将粉碎至60
‑
100目的含锂元素化工固废和煅烧添加剂混合，得到混合料；
[0012]2)煅烧晶相转变：将步骤1)中得到的混合料置于回转窑中，于1000
‑
1050℃温度下煅烧2
‑
4h，得到煅烧熟料；
[0013]3)球磨浸出：将步骤2)中得到的煅烧熟料与浓度低于5g/L的锂离子溶液按一定比例置于球磨机中，在常温状态下球磨2
‑
3h，得到混合浆料；
[0014]4)过滤分离：将步骤3)中得到的混合浆料置于带式过滤机中，浸出后进行多次洗涤，直至滤渣中的锂离子质量浓度小于或等于0.06wt％时停止洗涤，得到滤液A；
[0015]5)滤液除杂：向步骤4)中得到的滤液A中加入35％氢氧化钾溶液，直至ph值为12以上，过滤除去金属离子，得到滤液净化液；
[0016]6)冷冻析出除杂：将步骤5)中得到的滤液净化液经过蒸发浓缩结晶至硫酸钾晶体析出后，降温至
‑5‑
5℃冷冻2h，然后离心分离硫酸钾，得到富锂溶液；
[0017]7)沉锂：以步骤5)中的富锂溶液为底液，边搅拌边滴加碳酸钾溶液，滴加完后在95
‑
100℃条件下反应2
‑
3h，然后离心分离得到碳酸锂产品。
[0018]所述烧失量于1050
°
煅烧得到。
[0019]步骤1)所述煅烧添加剂成分为硫酸钾与硫酸铁，其与含锂元素化工固废的质量比为含锂元素固体废料:硫酸钾:硫酸铁＝70:25:5。
[0020]步骤3)所述一定比例是指煅烧熟料与浓度低于5g/L的锂离子溶液混合后，球磨机中液固质量比为1:1。
[0021]控制步骤4)滤液A质量浓度大于或等于5g/L,若滤液A质量浓度低于5g/L，将滤液A重新进行步骤3)，以提高滤液A的质量浓度。
[0022]步骤6)中离心分离的硫酸钾经过烘干作为煅烧添加剂循环利用。
[0023]步骤7)中碳酸钾的质量浓度为270
‑
280g/L，且控制所述富锂溶液滴加碳酸钾后，碳酸根离子与锂离子按照摩尔比为8
‑
9:4。
[0024]步骤7)中经过离心分离后的溶液经过硫酸酸化中和，直至ph为6
‑
7后，可重新加入滤液A中进行步骤5)，进行富集锂元素。
[0025]所述的含锂化工固废中的含锂的量一般是指Li2O≥0.45但是低于1的含锂化工固废料，采用本专利技术的上述工艺方法后，可从Li2O≥0.45的含锂化工固废物料中，最大限度的将经济价值高的锂元素提取出来，实现工业固废物料的循环再利用，对环境友好。
[0026]本专利技术具有以下有益效果：
[0027]1.填补了含锂工业固废物料提取锂元素的空白，大大提高了工业固废物料的循环再利用。
[0028]2.相较于传统提取锂元素所运用的湿法冶金，采用冶炼火法
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高温煅烧法，并采用冷冻法析出其他金属本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种从含锂化工固废中制备碳酸锂的方法，所述的含锂元素化工固废主要化学成分为Al2O3≥27.79％，SiO2≥22.59，CaO≥19.89，SO3≥9.58，Fe2O3≥4.63，K2O≥3.69，MgO≥2.31，NaO≥0.83，Li2O≥0.45，Cl
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≥0.22，烧失量≥8.26；其特征在于，采用如下工艺步骤：1)混合配料：将粉碎至60
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100目的含锂元素化工固废和煅烧添加剂混合，得到混合料；2)煅烧晶相转变：将步骤1)中得到的混合料置于回转窑中，于1000
‑
1050℃温度下煅烧2
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4h，得到煅烧熟料；3)球磨浸出：将步骤2)中得到的煅烧熟料与浓度低于5g/L的锂离子溶液按一定比例置于球磨机中，在常温状态下球磨2
‑
3h，得到混合浆料；4)过滤分离：将步骤3)中得到的混合浆料置于带式过滤机中，浸出后进行多次洗涤，直至滤渣中的锂离子质量浓度小于或等于0.06wt％时停止洗涤，得到滤液A；5)滤液除杂：向步骤4)中得到的滤液A中加入35％氢氧化钾溶液，直至ph值为12以上，过滤除去金属离子，得到滤液净化液；6)冷冻析出除杂：将步骤5)中得到的滤液净化液经过蒸发浓缩结晶至硫酸钾晶体析出后，降温至
‑5‑
5℃冷冻2h，然后离心分离硫酸钾，得到富锂溶液；7)沉锂：以步骤5)中的富锂溶液为底液，边搅拌边滴加碳酸钾...

【专利技术属性】
技术研发人员：南东东，蒋章铭，闫予宏，欧阳欣，何春生，陈雄，
申请(专利权)人：宜章志存新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：