[发明专利]一种复杂铝电解质的资源化处理方法

说明书

本发明属于铝冶金技术领域，特别涉及一种复杂铝电解质的资源化处理方法。通过和酸性物质混合焙烧、过滤，将复杂铝电解质转化为亚冰晶石、单冰晶石、氧化铝和可溶性盐溶液，再将可溶性盐溶液中的锂和钾进行提取利用，最后对提取后的溶液进行电解后循环使用。本发明中的方法能够将复杂铝电解质直接转化为更适合用于现代铝电解槽的低分子比纯净电解质，并且能够分别回收锂、钾等有价元素，实现了复杂铝电解质的分离、回收和有价元素提取。

技术领域

本发明属于铝冶金技术领域，特别涉及一种复杂铝电解质的资源化处理方法。

背景技术

随着我国电解铝工业的迅速发展，对铝土矿资源的需求量急剧增加，大量中低品位铝土矿被开采使用。这些低品位铝土矿提取的氧化铝中，锂钾含量较高。高锂钾氧化铝加入到电解质中，随着生产的持续，导致铝电解质中锂盐和钾盐含量大幅升高，这种高锂钾含量的电解质称为复杂铝电解质。复杂铝电解质严重损害了铝电解槽的工艺技术指标，严重影响铝冶炼厂的经济效益。解决的办法是降低电解质中的锂盐和钾盐含量，同时回收电解质中的锂盐和钾盐。

已经公开的复杂铝电解质资源化处理方法包括：焙烧-浸出法和浸出法。焙烧-浸出法揭示的方法包括：酸化焙烧-浸出法(专利申请号：201610438941.2)、氟化焙烧-浸出法(专利申请号：201510970561.9、201711024554.5)和碱化焙烧-浸出法(专利申请号：201910609881.X)，这些方法的关注点是电解质中锂盐的回收，通过焙烧法将电解质中的锂盐转变成可溶性盐，通过浸出法获得锂盐溶液，最终采用沉淀法获得锂盐。采用的酸性焙烧介质包括：NaHSO₄、NH₄HSO₄、Na₂HPO₃、NaHS等；氟化焙烧介质包括：NaF、KF、NaBr、KBr、KCl、NaCl；碱性焙烧介质包括：NaF、KF、Na₂CO₃。还有一种铝盐焙烧-浸出法(专利申请号：202010279826.1)采用硫酸铝或氯化铝焙烧电解质，将电解质中的主要氟化物转化为氟化铝和可溶性硫酸盐，通过浸出洗涤分离氟化铝和可溶性碱金属盐。浸出法包括酸性浸出法(专利申请号：201810494562.4、201910155461.9、201711163060.5、201510784060.1、201711163121.8、201410636296.6、201810628989.9、201811155285.0、201711163123.7、201910489411.4)和酸-碱联合浸出法(专利申请号：201711163076.6、200810115458.6)。这些浸出方法采用酸选择性溶出电解质中的锂盐，在滤液中加入碳酸钠得到碳酸锂成品，提锂后的溶液加入氢氧化钠或氧化钙过滤得到钙盐和钠盐；或者在酸性溶液中使用含氧酸盐溶出电解质中的有价元素；或者使用酸碱联合浸出法实现电解质中组元的分离。采用的无机酸包括：硫酸、硝酸、磷酸、盐酸和氢氟酸等；采用的含氧酸盐包括：硫酸铝、硝酸铝、硫酸钠、硝酸钠等；采用的碱有：氢氧化钠。通过复合控制溶液酸度和氟离子浓度将溶液中多种金属离子与非金属离子分离，得到纯净的化合物。

已经公开的专利方法重点关注锂盐的提取，分离方法得到的滤渣为冰晶石，可返回铝电解槽使用。现代铝电解槽主要采用低分子比电解质进行生产，使用氟化铝来降低电解质的分子比，而高分子比冰晶石的使用有限。少数专利公开了将电解质转化为氟化铝的方法，但却产生了大量利用价值低的硫酸钠、氯化钠和硝酸钠。如果将废弃的复杂铝电解质转化为低分子比纯净铝电解质，分离复杂电解质中的锂钾等有价元素并回收，避免产生大量其它的低值产物，则才能真正实现了废弃复杂铝电解质的高效循环利用。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了一种复杂铝电解质的资源化处理方法，能够将复杂铝电解质直接转化为更适合用于现代铝电解槽的低分子比纯净电解质，并且能够分别回收锂、钾等有价元素。

本发明的方法主要包括以下步骤：