[发明专利]一种金属锂废渣的无害化处理方法及系统

说明书

本发明公开了一种金属锂废渣的无害化处理方法及系统。所述方法包括：将金属锂废渣置于密闭的加热腔室内，并将加热腔室内的气体彻底置换为不与锂反应的保护性气体；将金属锂废渣加热至第一温度并进行扰动，且对加热腔室抽真空，实现除油处理；完成所述的除油处理后，继续将金属锂废渣加热至第二温度并进行扰动，使其中的金属锂熔融并聚集为金属锂液，且使金属锂液与固态杂质分层；使所述的金属锂液通过置于加热腔室内的滤网后从加热腔室内流出，而使固态杂质被所述的滤网截留。本发明的无害化处理方法在处理金属锂废渣时不发生化学反应，不与空气接触，杜绝了安全隐患，且能够直接快速有效地回收金属锂废渣中的金属锂，工艺简便，经济效益高。

技术领域

本发明涉及一种金属锂废渣的无害化处理方法，特别涉及一种快速有效地金属锂废渣的无害化处理方法及系统，回收其中的金属锂，属于锂的回收技术领域。

背景技术

金属锂，是瑞典化学家阿·阿尔夫维特桑1817年首先在一种稀有的岩石中发现的。金属锂的元素符号为Li，是银白色的金属，相对原子质量6.941，密度0.534g/cm³，是最轻的金属，熔点180.54℃，沸点1317℃。金属锂具有强还原性，可与大量无机试剂和有机试剂发生反应，与氧、氮、硫等均能化合。是唯一的与氮在室温下反应，生成氮化锂(Li₃N)的碱金属。暴露在湿空气中容易与氧气反应，遇水剧烈反应燃烧或爆炸。在500℃左右容易与氢发生反应，是唯一能生成稳定得足以熔融而不分解的氢化物的碱金属。金属锂易受氧化且密度比煤油小，故一般存放于液体石蜡中。目前金属锂广泛用于锂电池、航空、冶金、化工、医药和建材等工业，用于生产锂电池、轻质锂铝合金、有机合成维生素和合成橡胶等等。

金属锂制造过程中的油炼阶段会产生大量含锂废渣，其质量约为金属锂产量的3％，主要成分包含金属锂、钾、钠及其氧化物、氮化物、碳化物。金属锂废渣通常是浸泡在白油中，从白油中捞出后，表面会均匀的覆盖一层油膜，这层油膜阻止了金属锂与空气中水、氧气和氮气等的直接接触，起到了保护金属锂废渣的作用。金属锂废渣回收装桶后，随着放置时间的延长，金属锂废渣表面的油膜逐渐变薄，并且在搬运过程中，金属锂废渣之间的摩擦促进了油膜的破坏，失去油膜保护的金属锂与空气中的水、氧气和氮气等发生如下反应：

Li+H₂O＝LiOH+H₂↑

4Li+O₂＝2Li₂O

Li₂O+H₂O＝2LiOH

6Li+N₂＝2Li₃N

Li₃N+3H₂O＝3LiOH+NH₃↑

上述反应释放大量反应热，并产生气体，如果不能及时处理掉这些金属锂废渣，热量不能及时排放，经过长时间的热量积聚，金属锂废渣的温度逐渐升高，积累到一定程度就会发生自燃甚至爆炸，引发火灾，造成财产损失和人身伤害，仅2012年就发生过3起金属锂废渣自燃事件。因此金属锂废渣的安全处理显得尤为重要，具有很大的社会价值和经济价值。

目前的金属锂废渣处理方法主要为以下几种：

1.将金属锂废渣溶解于水得到锂的化合物。例如，专利CN1326640C提供了一种合成烷基锂所得锂渣的水解方法，将烷基锂过滤所得的锂渣收入锂渣缓冲罐中，然后通过锂渣计量泵将锂渣缓缓压入水解釜中，与水解釜内大量的水发生水解反应，反应温度控制在60℃以下，并通过水解釜的温度来控制锂渣的加入量；反应热通过釜体夹套冷却水带走，反应过程蒸发出来的烃类溶剂等气体则通过放空冷凝器冷却回收。但是将金属锂废渣溶解于水得到锂的化合物，由于金属锂的活泼性质，金属锂废渣溶解于水时反应剧烈，生成大量氢气，难免会出现燃烧甚至爆炸等危险情况，存在安全环保方面的问题。