[发明专利]一种从提锂废渣中制备氧化铝的方法

说明书

本发明公开了一种从提锂废渣中制备氧化铝的方法，具体是将粉碎研磨后的锂矿石浸入盐酸中，搅拌升温至80~100℃酸浸4~8小时，蒸馏除去氯化氢后热过滤，滤液降温至室温，加入碱性陈化剂调节pH值至6~7，静置陈化1~3小时后过滤得到的含氢氧化铝滤渣，对滤渣进行洗涤、100~110℃烘干、1000~1200℃高温煅烧1~1.5小时，粉碎处理得α‑Al₂O₃粉末。该方法工艺流程简单易操作，同时实现了废渣的资源循环再利用，节能环保；氧化铝纯度大于98.5%，可满足于制备金属铝，制造各种耐火材料的应用要求或进一步提纯后用于集成电路板基等的生产。

技术领域

本发明属于无机材料的分离与提纯领域，具体涉及一种从提锂废渣中制备氧化铝的方法。

背景技术

近年来，随着锂离子电池的广泛应用及动力汽车产业的兴起和发展，作为合成锂离子电池正极材料的碳酸锂的需求量逐年增加。碳酸锂主要通过从矿石提锂浸出液或盐湖卤水中经过纯化工艺制备。其中，通过含锂矿石提取制备碳酸锂的过程，会产生大量的含铝废渣，储存占地面积大并且严重污染环境，对生态和环境构成双重危害，因此开展含铝废渣的综合利用具有重大现实意义。同时，随着社会工业的快速增长、各种矿产资源日益紧缺，铝土矿的价格也不断上涨，已经严重影响了铝工业的健康发展。从国民经济发展增长趋势来看，我国对铝产品的需求量将不断增长，铝土资源供应不足的矛盾会更加突出。因此，开展非铝土矿资源生产氧化铝的工艺技术，彻底解决铝土矿资源不足的矛盾再次成为研究热点。非铝土矿资源的特点是氧化硅的含量较高，而氧化硅在酸中几乎不溶解，因此选择酸法可以合理的避免碱法生产的脱硅问题。

自然界中目前已发现锂矿物和含锂矿有150多种，其中锂的独立矿物有30多种，作为制取锂的矿物原料主要是锂辉石(Li₂O·Al₂O₃·4SiO₂，含Li₂O 5.8%~8.1%)、锂云母(KL_1.5iAl_1.5〔AlSi₃O₁₀〕(F,OH)₂，含Li₂O 3.2%~6.45%)、磷锂铝石((LiAl(PO₄)(OHF)，含Li₂O7.1%~10.1%)、透锂长石(H₄AlLiO₁₀Si₄含Li2O2.9%~4.8%)及铁锂云母(含Li2O 1.1%~5%)，其中前3个矿物最为重要，在这些矿物中大都含有丰富的铝元素，甚至铝的含量要远远大于锂含量，因此在提锂废渣中含有大量可供利用的铝，亟待人们去开发。

目前，在国内外处理锂矿石的方法多采用硫酸酸浸焙烧提锂工艺。中国专利CN1267636A中公开了一种硫酸法生产电池级碳酸锂的方法，是将锂精矿进行转型焙烧、酸化焙烧、浸取、净化处理、浓缩处理、沉锂处理、清洗、干燥处理、粉碎、包装加工而成。加拿大专利CA2786317A1介绍了一种用于制造碳酸锂的方法，是将锂辉石矿或精矿煅烧转型、高温下用硫酸酸化、水中浸提、沉淀除杂、加入碳酸钠沉淀除钙，经离子交换进一步除去残留的钙、镁及其它剩余多价阳离子，纯化转到碳酸锂沉淀步骤，加入碳酸钠，得到沉淀的碳酸锂和硫酸钠母液。相对而言，硫酸的挥发性和腐蚀性比较小，所以对硫酸法的研究比较多。但是其中铝以铝矾的形式存在，且多以氢氧化铝的形式回收，而且硫酸酸浸出的每分子硫酸铝一般带有18~24个结晶水，氧化铝的质量分数低，煅烧此结晶产物时耗能大且易熔化，而且易产生含硫氧化物的废气，成本较高。

氧化铝有许多同质异晶体，根据研究报道过的变体有十多种。在这些变体中，主要有3种，即α-Al₂O₃、β-Al₂O₃和γ-Al₂O₃。α型氧化铝是最稳定的一种无色晶体粉末，具有比表面积大、熔点高、热稳定性极好、硬度高、吸水率低、电绝缘性能好以及耐酸碱腐蚀等诸多优点，常被广泛的应用在绝缘材料、微电子基板、结构材料和催化剂载体上。