【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铝电解质固废资源化利用，尤其涉及一种利用废铝电解质制备氟化铝的方法。
技术介绍
1、目前电解铝生产企业普遍面临氧化铝原料中所含锂、钾等杂质含量较高的问题，随着电解槽的持续运行，锂、钾等杂质含量不断增加，这种高锂钾含量的电解质称为复杂铝电解质。复杂铝电解质会导致工艺技术条件控制难度加大，铝电解槽运行稳定性差，严重影响了铝电解槽的工艺技术指标。因此，业内技术人员通常将杂质含量高的复杂电解质移出电解质循环，导致大量复杂铝电解质堆存废置，不仅污染环境，还造成了氟资源的严重浪费。此外由于氧化铝中含有一定量碱金属，在电解的过程中，碱金属在电解质中逐渐富集，为了保证电解质成分的稳定，需要加入一定量的氟化铝。因此，这就造成一方面氟资源的浪费和氟化物污染环境的问题，另一方面又需要添加氟化铝以维持电解质成分的稳定。而若能用废铝电解质制备氟化铝则实属一举两得，大大节省企业生产成本。
2、cn114438329a公开一种废置含锂铝电解质的综合回收方法，该方法将铝电解质磨粉后用无机酸水溶液进行常压加热20-100℃下浸出，浸出过程中加入强化剂，强化剂为硫酸铝、氯化铝、硝酸铝和草酸铝中的一种，浸出后过滤，滤渣为亚冰晶石产品，滤液中加入碱液在20-100℃条件下诱发滤液中氟铝络合离子结晶沉淀，沉淀后进行过滤，得到滤渣b和滤液b；将滤渣b在50-150℃条件下烘干、高温煅烧，得到氟化铝产品。该方法需要用到无机酸液和碱液及作为浸出强化剂的水溶性铝盐，无机酸液加热浸出时不可避免地有少量hf逸出(一方面降低f得率，另一方面hf腐蚀性大，对生
技术实现思路
1、(一)要解决的技术问题
2、鉴于现有技术的上述缺点、不足，本专利技术提供一种利用废铝电解质制备氟化铝的方法，该方法不需要用到无机酸/碱液、处理流程短，可对废铝电解质中的氟实现高效回收，且可制取能够用于直接回添到铝电解槽中的氟化铝产品。
3、(二)技术方案
4、为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：
5、第一方面，本专利技术提供一种利用废铝电解质制备氟化铝的方法，所述方法由以下步骤组成：
6、s1、将铝电解质粉碎筛分，与焙烧助剂混合后在500-800℃焙烧，得到氟化物；
7、所述铝电解质成分为：caf20-10wt％，mgf2 0-10wt％，kf 0-10wt％，lif 0-10wt％，al2o3 0-5wt％；电解质中氟化钠和氟化铝的摩尔比为1-3；所述焙烧助剂为碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾和碳酸氢钾中的一种或几种；
8、s2、将氟化物与添加剂混合均匀，低温热处理得到热处理产物；其中，添加剂为硝酸铝或其结晶水合物，热处理温度为70-135℃；
9、s3、将热处理产物溶解在水溶液中，过滤，分别得到滤渣和滤液，将滤渣烘干，得到氟化铝。
10、其中，s1中将电解质粉碎后筛分得到80-300目的粉料后与粉状焙烧助剂混合焙烧；焙烧得到的氟化物再次进行破碎后，与硝酸铝或其结晶水合物混合进行低温热处理。
11、在对废铝电解质进行处理之前，先检测该废铝电解质的组成，当满足：氟化钠和氟化铝的摩尔比为1-3，caf20-10wt％，mgf2 0-10wt％，kf 0-10wt％，lif 0-10wt％，al2o3 0-5wt％的条件时，即按照本专利技术的方法进行处理。
12、根据本专利技术的较佳实施例，s1中，焙烧时间为30-120分钟，优选是70-90分钟。
13、根据本专利技术的较佳实施例，s1中，焙烧温度为680-750℃。
14、根据本专利技术的较佳实施例，s1中，当所述焙烧助剂为碳酸钠时，其与铝电解质的质量比为0.1-2：1，优选为0.5-0.8：1。
15、当焙烧助剂为碳酸氢钠时，其与铝电解质的质量比为0.08-1.6:1，优选为0.4-0.65：1。
16、当焙烧助剂为碳酸钾时，其与铝电解质的质量比为0.13-2.6:1，优选为0.65-1.04：1。
17、当焙烧助剂为碳酸氢钾时，其与铝电解质的质量比为0.09-1.9:1，优选为0.48-0.75：1。
18、根据本专利技术的较佳实施例，s1中，焙烧后得到的氟化物在含有氟化钠、氟化钾、氟化镁、氟化锂和氟化钙。
19、根据本专利技术的较佳实施例，s1中，将所述废铝电解质粉碎并过80-300目筛进行筛分。
20、根据本专利技术的较佳实施例，s1中，铝电解质中氟化钠和氟化铝的摩尔比在2.5-3之间。
21、在s1中，以焙烧助剂为碳酸钠为例，焙烧过程发生的反应如下：
22、3na2co3+2na3alf6＝12naf+al2o3+3co2
23、3na2co3+2k3alf6＝12kf+al2o3+3co2
24、3na2co3+2lina2alf6＝10naf+2lif+al2o3+3co2
25、3na2co3+2na2mgalf7＝10naf+2mgf2+al2o3+3co2
26、3na2co3+2caalf5＝6naf+2caf2+al2o3+3co2
27、通过以上反应过程可知，焙烧后的氟化物包括氟化钠、氟化钾、氟化镁、氟化锂和氟化钙，此外还有大量氧化铝产生。即本专利技术通过s1步骤，将废旧铝电解质几乎全部都转化成了氟化碱金属盐和氧化铝。
28、根据本专利技术的较佳实施例，s2中，氟化物与添加剂的混合质量比为1:1-1.8；所述热处理温度为75-130℃。作为添加剂的硝酸铝，其非常不稳定，在焙烧温度约135℃时会分解产生二氧化氮(毒性和刺激性的气体)和氧气，为避免硝酸铝热处理，将热处理温度控制75-130℃，不仅节省能耗，同时还可以防止硝酸铝分解产生毒性气体和原料损失。所述热处理时间为1-24h，优选是8-15h。
29、根据本专利技术的较佳实施例，s3中，将热处理产物溶解在ph＝3-10的水溶液中，所述水溶液与热处理产物的质量比为1-5:1。优选地，水溶液的ph＝3-5。
30、本专利技术中，s2步骤的添加剂为硝酸铝或其水合物。其中硝酸铝不可替换成硫酸铝/氯化铝，硫酸铝与氟化钙反应后生成的硫酸钙会进入滤渣中，无法分离，并会阻止其他氟化盐向氟化铝的转化。此外，硫酸铝在高温下具有强氧化性，相当于硫酸，反应过程产生hf，降低了电解质中f变成氟化铝的转化率。而使用氯化铝为添加剂时，需更高的反应温度，如300-500℃，此时氯化铝部分水解变成氧化铝，导致原料损失和氟化铝得率变低。
31、本专利技术中采用硝酸铝为添加剂并以低温热处理取代高温热处理，限定热处理温度不超过135℃，在100-130℃之间，部分硝酸铝变为熔融状态，熔融状态的硝酸铝的渗透到氟化碱土金属粉末中，与氟化碱土金属粉末本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种利用废铝电解质制备氟化铝的方法，其特征在于，所述方法由以下步骤组成：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S1中，焙烧时间为30-120分钟，优选是70-90分钟。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S1中，焙烧温度为680-750℃。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S1中，当所述焙烧助剂为碳酸钠时，其与铝电解质的质量比为0.1-2：1，优选为0.5-0.8：1；
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S1中，焙烧后得到的氟化物在含有氟化钠、氟化钾、氟化镁、氟化锂和氟化钙。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S1中，将所述废铝电解质粉碎并过80-300目筛进行筛分。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S1中，铝电解质中氟化钠和氟化铝的摩尔比在2.5-3之间。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S2中，氟化物与添加剂的混合质量比为1:1-1.8；所述热处理温度为75-130℃，热处理时间为1-24h，优选是8-15h。
9.根
...【技术特征摘要】
1.一种利用废铝电解质制备氟化铝的方法，其特征在于，所述方法由以下步骤组成：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，s1中，焙烧时间为30-120分钟，优选是70-90分钟。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，s1中，焙烧温度为680-750℃。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，s1中，当所述焙烧助剂为碳酸钠时，其与铝电解质的质量比为0.1-2：1，优选为0.5-0.8：1；
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，s1中，焙烧后得到的氟化物在含有氟化钠、氟化钾、氟化镁、氟化锂和氟化钙。...
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