【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铝电解固废回收锂，尤其涉及一种利用铝电解质废料高效回收氟联产四氟化硅的方法。
技术介绍
1、大量含有锂盐的氧化铝作为原料用于电解铝生产，导致铝电解槽中的电解质成分发生变化，锂盐在电解质中大量富集，降低电解质初晶温度和氧化铝溶解度，造成铝电解温度下降，炉底沉淀增加，电流效率下降，单位重量产铝的能耗增加，影响了铝电解工业的经济效益。因此，去除电解质废料中的锂元素是亟待解决的工业技术问题。而与此同时，锂盐的工业应用领域不断扩展，如锂电池、铝锂合金、溴化锂空调、原子能工业、有机合成等，对锂盐的需求迅猛发展，锂资源也面临挑战。因此，若能将电解质废料中的锂回收出来，将有利于补充锂资源，同时其对我国铝电解工业的发展具有重要意义。
2、现有回收锂的方法中存在以下问题：电解质废料直接浸出时，冰晶石和亚冰晶石中的锂不能浸出导致锂回收率较低；采用酸化焙烧方法，虽然可以将一些不溶性锂盐转化可溶性锂盐，然后用弱酸溶液或水浸出，将可溶性锂盐中的锂浸出到溶液中去，再对溶液进行离子除杂（钙、铁）、浓缩脱盐，使保留在溶液中的锂浓度增加，再用沉锂试剂（如碳酸盐）等进行沉锂。酸化焙烧法虽然可将不溶性锂盐转化可溶性锂盐，但锂的浸出率仍然很低，这是因为氟与铝、锂、钙、铁（氟化铁溶于热水但微溶于冷水）等众多金属都能形成不溶物或难溶物，这些不溶物或难溶物覆盖在锂盐表面，导致本来能被浸出的锂盐也因为覆盖/包裹效应而降低了锂离子进入到溶液中的几率，导致锂的浸出率很低，锂回收的经济效益不高，不适合大规模工业生产。
3、据分析，传统方案中由于电
4、综合以上分析可知，现有电解质废料中锂的回收率有待提高；而焙烧+浸出+多道除杂的工艺流程较繁杂，工艺成本高，且每次除杂都会夹带走一些锂，也会一定程度上降低锂回收率；由于前述原因，现有电解质废料的锂回收工艺的经济效益不高，不适合大规模工业生产。
5、因此，需要提供一种利用铝电解质废料高效回收氟并兼顾回收锂的方法。
技术实现思路
1、鉴于现有技术的上述缺点、不足，本专利技术提供一种利用铝电解质废料高效回收氟联产四氟化硅的方法，提高了从电解质废料中氟的回收率，又兼顾适用于提锂，降低了电解质废料的回收成本，使电解质废料的回收工艺具有较好的经济效益，以便于工业化推广应用；此外，本专利技术的方法还可以同时制得氧化铝、石膏、硫酸钠等副产物。
2、为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：
3、第一方面，本专利技术一种利用铝电解质废料高效回收氟联产四氟化硅的方法，其包括如下步骤：
4、s1、将电解质废料、添加剂共同粉碎成粉末，加入浓硫酸混合焙烧反应，得到第一混合气体和第一固体渣，对第一混合气体进行收集；所述添加剂为含硅物质；
5、所述第一混合气体含有四氟化硅、水蒸气和三氧化硫；
6、s2、将所述第一固体渣加入到浸出剂中，并用熟石灰/生石灰调节ph至中性，浸出完成后过滤，得到第一浸出渣和第一浸出液，浸出液含硫酸根、锂离子和钠离子；所述浸出剂为水、稀酸、稀碱或废盐溶液；
7、s3、采用浓硫酸吸收所述第一混合气体，得到浓硫酸和纯净的四氟化硅气体；
8、s4、第一浸出渣经过碱浸后过滤，得到第二浸出渣和第二浸出液，第二浸出渣为石膏；第二浸出液经添加晶种进行结晶得到析出物，析出物焙烧产生氧化铝，母液循环用于本步骤的碱浸过程。
9、根据本专利技术的较佳实施例，s1中，所述电解质废料包括废旧阳极覆盖料、废旧铝电解质、炉底沉淀和大修渣中的一种或几种，其中锂含量为0-5wt%，f含量为5-60wt%，且锂以lif，li3alf6，na2lialf6，licaalf6及li3na3alf9中的至少一种物相组成存在；其中na、al和f分别主要以na3alf6，na5al3f14，na2mgalf7，lina2alf6及k2naalf6中的至少一种物相组成存在。其中，s1中，粉碎粒度为过200目或更细。
10、根据本专利技术的较佳实施例，s1中，所述含硅物质为二氧化硅、粉煤灰、铝土矿、煤矸石、莫来石、耐火砖及保温砖中的至少一种。
11、根据本专利技术的较佳实施例，s1中，电解质废料中氟元素与添加剂中硅元素的摩尔比为1:0.1-1；电解质废料粉末与浓硫酸的质量比为1:2-6。
12、根据本专利技术的较佳实施例，步骤s1中，焙烧温度为500-800℃，焙烧反应时间为1-10h。浓硫酸本身具有强氧化性，其在高温下氧化性更强，在338℃时开始分解,分解成三氧化硫和水，硫酸在444℃会大量分解为水和三氧化硫，焙烧温度不宜超过900℃，超过该温度不仅浪费能耗，还会让三氧化硫进一步分解成低氧化性的二氧化硫。浓硫酸为粘稠状液体，本身就能渗透至固态的电解质废料和添加剂粉末中，与粉末颗粒均匀混合形成很好的传质，在高温下分解出的强氧化性和高活跃性的三氧化硫气体分子，可破坏电解质废料的颗粒结构，将其中的氟解离出来，与含硅物质中的硅合成四氟化硅气体，该气体逸出，使电解质废料中的氟被富集提出。
13、根据本专利技术的较佳实施例，步骤s2中，所述第一固体渣和浸出剂的质量比为1:2-3。
14、根据本专利技术的较佳实施例，步骤s2中，使用生石灰调节ph至中性，并在65-80℃下加热浸出体系，浸出时间为40min-2h，使其中的al元素溶解进入溶液中。
15、根据本专利技术的较佳实施例，步骤s3中产生的浓硫酸套用至步骤s1中参与焙烧，纯净四氟化硅气体经冷凝收集，作为高纯度的化工合成原料。
16、根据本专利技术的较佳实施例，步骤s3中产生的四氟化硅气体用水、碳酸钠溶液、氢氧化钠溶液或氨水溶液吸收制备化工原料。
17、根据本专利技术的较佳实施例，步骤s4中碱浸使用的碱液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种利用铝电解质废料高效回收氟联产四氟化硅的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，所述电解质废料包括废旧阳极覆盖料、废旧铝电解质、炉底沉淀和大修渣中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，所述含硅物质为二氧化硅、粉煤灰、铝土矿、煤矸石、莫来石、耐火砖及保温砖中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，所述电解质废料中氟元素与添加剂中硅元素的摩尔比为1:0.1-1；电解质废料粉末与浓硫酸的质量比为1:2-6。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，焙烧温度为500-800℃，焙烧反应时间为1-10h。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，所述第一固体渣和浸出剂的质量比为1:2-3。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，使用生石灰调节pH至中性，并在65-80℃下加热浸出体系，浸出时间为40min-2h。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S4中碱浸使用的碱液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液，浓度为4-5mol/L。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括S5:
...【技术特征摘要】
1.一种利用铝电解质废料高效回收氟联产四氟化硅的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s1中，所述电解质废料包括废旧阳极覆盖料、废旧铝电解质、炉底沉淀和大修渣中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s1中，所述含硅物质为二氧化硅、粉煤灰、铝土矿、煤矸石、莫来石、耐火砖及保温砖中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s1中，所述电解质废料中氟元素与添加剂中硅元素的摩尔比为1:0.1-1；电解质废料粉末与浓硫酸的质量比为1:2-6。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s1中，焙烧温度为500-800℃，焙烧反应时间为1-10h。
6.根...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。