[发明专利]利用高锂电解质制备氟盐和锂盐的方法

说明书

本发明提供了一种利用高锂电解质制备氟盐和锂盐的方法，包括步骤：将高锂电解质、硫酸盐和硫酸溶液均匀混合，得到原料混合浆液；先对所述原料混合浆液进行雾化处理，再进行煅烧处理，制得煅烧产物；对所述煅烧产物进行水洗处理，得到氟盐滤渣和含锂滤液；干燥所述氟盐滤渣，制得电解铝用氟盐；对所述含锂滤液进行处理，制得锂盐。上述方法能够实现回收高锂电解质中的氟及锂，转化为高附加值的氟盐及锂盐，回收率高；另外，由本发明提供的方法制备的氟盐及锂盐市场需求大，工艺过程中无废物、废水、废气排出，环保无污染。

技术领域

本发明涉及铝电解质回收利用技术领域，具体涉及一种利用高锂电解质制备氟盐和锂盐的方法。

背景技术

电解铝生产过程中需要定时补充氧化铝及氟化盐，氧化铝中的少量氧化锂在电解槽中转化为氟化锂或锂冰晶石，并逐步富集，随着槽龄的延长，电解质中的氟化锂、锂冰晶石等锂盐的含量可高达4%～12%，形成高锂电解质，高锂电解质会降低氧化铝在其中的溶解度，而且会使电解质过热度较高，能耗增高，缩短电解槽的使用寿命。通常锂盐富集到一定程度后，需要更换电解质，更换出来的高锂电解质里面富含Al、F、Li等元素，具有制备附加值高且需求量大的产品。

电解铝过程中，每生产1吨铝需要补充氟盐18～22 kg，以国内每年4000万吨的铝产量计算，电解铝需求氟盐在70万吨以上。例如，中国专利CN111485252A公开了一种干法处理含氟物料再利用的方法，该方法包括：先将待处理的含氟物料与铝盐在固体粉末的状态下混合均匀，然后在150～770℃的条件下加热反应20～180分钟，得反应物；将所得反应物加入热水搅拌10～60分钟，溶出可溶性盐，之后进行固液分离，分离后得到的固体，再经热水充分洗涤；固液分离后的固体洗涤后，再进行烘干灼烧，得到以氟化铝为主成分的氟盐产物。

随着工业技术的发展，锂盐的工业应用领域不断扩展，如锂电池、铝锂合金、溴化锂空调、原子能工业、有机合成等，对锂盐的需求迅猛发展，尤其是在化工能源方面，锂盐作为新能源的基础材料，锂电池用锂盐市场需求逐步提升，2020年的锂盐需求量在47万吨，且需求量呈上升趋势，其需求量已经供不应求，价格居高不下。所以，将作为锂盐资源，如何从含锂铝电解质其中提取锂盐是目前重要的研究方向之一。例如，中国专利CN108569711A公开一种从铝电解高锂电解质废弃物中提取锂盐制备碳酸锂的方法，采用硫酸湿法溶解高锂电解质，提纯后的电解质因分子比较低，无法直接返回电解槽使用；中国专利CN105543504A公开一种利用氟化焙烧和酸浸出提取铝电解质中锂盐的方法，采用湿法酸化溶解电解质，得到的再生冰晶石及碳酸锂，同样因再生冰晶石分子比低而无法直接返回电解槽使用。中国专利CN105349786A公开一种含锂铝电解质综合回收利用的方法，得到冰晶石及碳酸锂，但冰晶石价值较低，且电解铝产能已接近天花板，冰晶石的市场需求将逐步萎缩。

然而，目前关于利用高锂电解质同时制备以氟化铝为主的氟盐和锂盐的研究相对较少。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种利用高锂电解质制备氟盐和锂盐的方法。

本发明提供的利用高锂电解质制备氟盐和锂盐的方法，包括步骤：

原料混合 将高锂电解质、硫酸盐和硫酸溶液均匀混合，得到原料混合浆液；

雾化煅烧 先对所述原料混合浆液进行雾化处理，再进行高温煅烧处理，制得煅烧产物；

制浆分离 对所述煅烧产物进行水洗处理，得到氟盐滤渣和含锂滤液；干燥所述氟盐滤渣，制得电解铝用氟盐；制备锂盐 对所述含锂滤液进行处理，制得锂盐。

所述高锂电解质中的氟化锂及其他形式的锂盐的总质量分数含量为4%～12%。本文中出现的“%”均是指质量分数。