[发明专利]一种烟气矿化铝锂渣生产碳酸锂的方法

说明书

本发明涉及工业固废处理联产无机盐产品的技术，公开了一种烟气矿化铝锂渣生产碳酸锂的方法。所述的方法的工作流程包括将铝锂渣与铝盐浆液混合并与烟气换热，反应后将混合料液进行过滤制得固相冰晶石，其滤液与碱液、烟气混合，发生矿化反应，反应后的混合料液进行过滤，得到的固相碳酸锂产品。本发明采用了不同于常规酸液浸出、沉淀富集方法的烟气CO₂矿化提锂方案，特点在于流程简单，能够实现废弃废渣的协同处理和工业余热的循环回用，实用性强，易于操作和使用。

技术领域

本发明涉及工业固废处理联产无机盐产品的技术，具体属于一种烟气矿化铝锂渣生产碳酸锂的方法。

背景技术

锂资源是制造电池等能源材料的基础之一。在各类矿物中，有一部分锂资源赋存在低品位铝土矿等矿物中，由于锂含量低而难以提取。另一方面，一些工业废弃物中也含有锂组分，例如高锂粉煤灰、锂电池破碎废弃物、电解铝过程中的废弃冰晶石及废置电解质等。在这些低品位的矿物及工业废弃物中，锂元素的含量虽然普遍很低，但是考虑到低品位矿物及废弃物较大的总量，其中的锂资源量仍然是很可观的。如果这些锂资源无法得到利用，低品位矿物和废弃物的堆存会引发环境污染的威胁，同时也会导致高价值元素的流失。

对于铝、锂共存矿物中锂资源的提取，当前技术普遍采用酸液浸出、沉淀富集的路线。例如，在公开的发明专利“一种含铝锂固废资源化回收利用方法(CN 114590829 A)”中，含铝锂固废首先与铝盐、无机酸和水反应，再过滤出冰晶石，并向滤液中加碱析出氢氧化铝，再次过滤后得到锂富集液，然后利用络合剂处理等方式得到氢氧化锂。在公开的发明专利“一种废置含锂铝电解质的综合回收方法(CN 114438329 A)”中，采用了酸浸-沉淀的技术路线，将磨碎的含锂铝电解质酸浸，过滤得到亚冰晶石固相，其滤液调节碱性和过滤以后分别得到氟化铝固相和滤液，而滤液再次调酸、沉淀、过滤之后得到富锂浓缩液，富锂浓缩液加入碳酸盐之后得到碳酸锂固相产品。在公开的发明专利“一种从铝电解质酸性浸出液中回收锂的方法(CN 114457237 A)”中，首先将铝电解质进行酸浸，以锂钠冰晶石沉淀的形式将锂富集到沉淀中，然后将锂再次浸出，最后以碳酸锂的形式回收溶液中的锂，该技术可同时得到副产品羟基氟化铝。

“酸液浸出、沉淀富集”是较为成熟的铝锂矿物提锂路线，但是也存在如下三点技术瓶颈问题。

(1)操作条件严苛。当前的酸浸、调碱、沉淀等工艺往往路线较为复杂，而且腐蚀情况比较严重，这些严苛的操作条件限制了全工艺的经济性。

(2)分离过程复杂。由于存在多个浸出、沉淀等环节，并且还需要使用含有无机盐的沉淀剂，因此在提锂过程中会引入其它不易与锂分离或者干扰提锂的阳离子组分。

(3)能耗普遍较高。浸出或反应的过程往往需要被控制在较高的操作温度上，需要消耗热量，导致能耗问题突出。

在这种情况下，如果能发展出一种反应温和、外部离子组分干扰少的短流程、低能耗技术，将有助于进一步改善铝锂矿物高值利用的经济性，在获得高值锂产品的同时提高废弃物处理的可行性。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种烟气矿化铝锂渣生产碳酸锂的方法，其特色在于针对传统的铝锂渣浸取-沉淀法操作条件严苛、分离过程复杂、能耗较高等问题，采用烟气温和矿化的方式替代经典的浸取-沉淀析锂工艺，并利用烟气余热作为浸取和反应的可控热源，形成废气废渣协同处理的短流程技术。

为了达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：

本发明提供的一种烟气矿化铝锂渣生产碳酸锂的方法，包括如下步骤：

a)将铝锂渣与铝盐浆液混合，制得混合料液，利用间壁式换热的方式通入烟气，利用烟气的热量对铝锂渣与铝盐浆液的混合料液进行加热，并在65～95℃条件下保持反应0.5～6小时；

b)将步骤a)反应后的混合料液进行过滤，得到的固相I，经烘干后为冰晶石产品；