【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铝电解质回收利用，特别是涉及一种降低铝电解富锂电解质中锂含量及回收锂的方法。
技术介绍
1、我国是电解铝产量大国，电解铝产能约占全球的60％。由于我国的铝土矿品位低，且铝、锂共生矿储量大，大量含锂的铝土矿被用于制备氧化铝。含锂的氧化铝被持续的输送到铝电解槽中进行电解铝的生产，生产过程中锂由于电位低、难以析出等特点而不断富集在铝电解质中，最终形成富锂电解质(锂含量可达1.35％以上)。在铝电解熔盐体系中，适量加入氟化锂对于降低电解质的初晶温度、提高电导率和电流效率是有利的。但是，当锂含量较高时将会使电解过程中电解温度降低、氧化铝溶解能力减小、电极稳定性变差等问题。为使铝电解槽正常稳定运行，在铝电解槽运行一段时间后必须用较低锂含量的铝电解质替换部分富锂电解质，以控制铝电解质中的锂含量。
2、2022年，我国电解铝产量达到4021.4万吨，而据估算，每生产1万吨的电解铝将产生铝电解富锂电解质的量约为100吨，富锂电解质体量庞大。由于该富锂电解质中因含有大量的氟化物、氰化物等有毒有害物质，被列为危险固体废弃物，必须经过无害化处理。同时，随着新能源汽车的高速发展，锂盐的需求量激增，作为锂含量与锂辉石、锂云母相当的富锂电解质逐渐成为新的含锂原料，受到研究人员的高度关注。
3、公告号为cn109179457b的中国专利技术专利《一种电解铝废渣中锂的提取方法》公开了采用浓硫酸与电解铝废渣反应获得含锂溶液，该含锂溶液再采用氧化钙进行中和以除去过量的硫酸，然后再进行蒸发浓缩及碳酸锂的制备。公开号为cn10529
4、公开号为cn114438329a的中国专利技术专利《一种废置含锂铝电解质的综合回收方法》采用浸出强化剂在酸性溶液中与富锂电解质进行反应，使电解质中的锂转移浸出液中加以回收，该方法同样存在酸性条件下氟化氢的逸出问题。公开号为专利cn114890447a的中国专利技术专利《一种以铝电解质为原料免焙烧直接制备氟化铝的方法》将铝盐添加剂与铝电解质进行高能球磨，所得球磨料经水浸后获得含锂溶液及浸出渣，该专利虽然可以实现锂的回收，但对铝电解质中氟化钠和氟化铝摩尔比的要求比较苛刻。公开号为cn116768246a的中国专利技术专利《一种铝电解质废渣的锂铝高效分离和富集锂的方法》将铝电解质与硫酸铝混合后经一段低温焙烧和二段高温热分解，所得焙烧料经水浸获的硫酸锂溶液，从而实现渣中锂的回收；然而，该法焙烧温度高，能耗高，且产生含硫烟气需要额外的处理。
5、综上所述，现有技术处理铝电解富锂电解质易产生强腐蚀性的氟化氢，对设备耐腐蚀性要求高，且未能充分利用电解质中的有价资源(如氟资源)，而氟化物是铝电解熔盐体系中主要成分。为此，开发降低铝电解富锂电解质中的锂含量并综合回收电解质中有价资源(锂、氟、铝等)的新技术，对于实现铝电解副产物的综合利用、促进铝电解行业的清洁化生产、降低我国锂资源的对外依存度均具有重要的意义。
技术实现思路
1、针对上述现有技术的不足，本专利技术旨在提供一种降低铝电解富锂电解质中锂含量及回收锂的方法。采用明矾类复盐与铝电解富锂电解质均匀混合后进行焙烧，使铝电解富锂电解质中难溶的氟化锂及锂冰晶石转化为易溶于水的硫酸锂，同时将氟转化为难溶于水的氟化铝，从而实现铝电解富锂电解质中锂和铝、氟等元素的有效分离。此外，焙烧产物经水浸后所得滤渣主要成分为氟化铝、氧化铝等，经充分洗涤烘干后可返回铝电解槽继续使用，从而实现铝、氟资源的综合利用。而含锂浸出液经净化除杂、蒸发浓缩后用于锂盐产品，实现锂的高效回收。
2、为达到上述目的，本专利技术是按照以下技术方案实施的：
3、一种降低铝电解富锂电解质中锂含量及回收锂的方法，包括以下步骤：
4、s1，将铝电解富锂电解质与添加剂混合均匀后进行焙烧，得到焙烧产物a；
5、s2，将焙烧产物a进行浸出得到含锂浸出液b和滤渣c；滤渣c经洗涤烘干后返回铝电解槽继续作为电解质；
6、s3，含锂浸出液b经净化除杂、蒸发浓缩后得到富锂溶液，向富锂溶液中加入沉锂剂获得锂盐产品d。
7、铝电解富锂电解质来自铝电解过程中产生的含锂电解渣，尤其是我国北方含锂氧化铝电解铝产生的电解渣；为了加快反应速率并使反应更加充分，需对富锂电解质进行破碎及筛分；
8、优选的，所述步骤s1中，所述铝电解富锂电解质粒度为75～500目。
9、进一步优选的，所述步骤s1中，铝电解富锂电解质的粒度为100～500目。
10、为了将铝电解富锂电解质中难溶于水的氟化锂转化为易溶于水的锂盐，进而实现铝电解富锂电解质中锂的提取。本专利技术采用明矾类复盐作为添加剂与铝电解富锂电解质进行高温固相反应，使氟化锂转化为溶于水的硫酸铝，而铝电解富锂电解质中的氟与明矾类复盐中的铝结合生成热力学上更加稳定且难以溶于水的氟化铝，从而实现锂与铝、氟等元素的分离。同时，在高温固相反应过程中明矾类复盐中的钠、钾、铵等离子易与富锂电解质中的锂离子发生类质同象作用，如钠与锂类质同象生成氟化钠，氟化钠与明矾类复盐中的铝的反应具有更大的平衡常数，即该反应可更容易的发生，从而实现锂的高效提取。此外，明矾类复盐主要为铝与碱金属或铵的硫酸复盐，将其作为添加剂与铝电解富锂电解质焙烧并水浸后，碱金属或铵离子进入水溶液中，仅铝以氟化物的形式存在于渣中，即返回电解槽的浸出渣不会引入其他杂质离子。
11、优选的，所述步骤s1中，添加剂为明矾类复盐。
12、进一步优选的，所述步骤s1中，明矾类复盐为铝与碱金属或铵的硫酸复盐。
13、优选的，所述步骤s1中，明矾类复盐为钾明矾、铵明矾、钠明矾中的至少一种。
14、为了将铝电解富锂电解质中难溶的锂盐充分转化为易溶于水的锂盐，需要控制添加剂的加入量。添加剂的加入量太少，富锂电解质中的氟化锂等难溶成分转化不彻底；添加剂的加入量太多，则焙烧后所得浸出液中杂质含量较高，给后续制备碳酸锂的工序增添负担。
15、优选的，所述步骤s1中，铝电解富锂电解质与添加剂的比例，按富锂电解质中的锂含量及添加剂中的铝含量计，其摩尔比为1～3:1。
16、由于铝电解富锂电解质原有的氟化铝、冰晶石以及后续反应生成的氟化铝等易在高温下与水蒸气反应生成氧化铝和氟化氢气体，而明矾类复盐一般带有结晶水。为了确保富锂电解质中的氟以氟化本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种降低铝电解富锂电解质中锂含量及回收锂的方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种降低铝电解富锂电解质中锂含量及回收锂的方法，其特征在于：所述步骤S1中，添加剂为明矾类复盐。
3.根据权利要求2所述的一种降低铝电解富锂电解质中锂含量及回收锂的方法，其特征在于：所述步骤S1中，明矾类复盐为钾明矾、铵明矾、钠明矾中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种降低铝电解富锂电解质中锂含量及回收锂的方法，其特征在于：所述步骤S1中，铝电解富锂电解质与添加剂的比例，按富锂电解质中的锂含量及添加剂中的铝含量计，其摩尔比为1～3:1。
5.根据权利要求1所述的一种降低铝电解富锂电解质中锂含量及回收锂的方法，其特征在于：所述步骤S1中，焙烧过程为，在200～300℃保温1～2h后，再升温至400～750℃保温0.5～12h。
6.根据权利要求1所述的一种降低铝电解富锂电解质中锂含量及回收锂的方法，其特征在于：所述步骤S2中，浸出过程采用去离子水或者酸；所述酸为稀硫酸、稀盐酸、稀硝酸中的一种。
7.根据
8.根据权利要求1所述的一种降低铝电解富锂电解质中锂含量及回收锂的方法，其特征在于：所述步骤S2中，浸出温度为20～95℃，浸出时间为0.5～6h。
9.根据权利要求1所述的一种降低铝电解富锂电解质中锂含量及回收锂的方法，其特征在于：所述步骤S3中，净化除杂的过程为向含锂浸出液B中加入碱溶液，调节其pH值大于10。
10.根据权利要求1所述的一种降低铝电解富锂电解质中锂含量及回收锂的方法，其特征在于：所述步骤S3中，沉锂剂为可溶性氟化物、碳酸盐、磷酸盐中的至少一种。
...【技术特征摘要】
1.一种降低铝电解富锂电解质中锂含量及回收锂的方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种降低铝电解富锂电解质中锂含量及回收锂的方法，其特征在于：所述步骤s1中，添加剂为明矾类复盐。
3.根据权利要求2所述的一种降低铝电解富锂电解质中锂含量及回收锂的方法，其特征在于：所述步骤s1中，明矾类复盐为钾明矾、铵明矾、钠明矾中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种降低铝电解富锂电解质中锂含量及回收锂的方法，其特征在于：所述步骤s1中，铝电解富锂电解质与添加剂的比例，按富锂电解质中的锂含量及添加剂中的铝含量计，其摩尔比为1～3:1。
5.根据权利要求1所述的一种降低铝电解富锂电解质中锂含量及回收锂的方法，其特征在于：所述步骤s1中，焙烧过程为，在200～300℃保温1～2h后，再升温至400～750℃保温0.5～12h。
6.根据权利...
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