本發(fā)明涉及電解鋁廢渣處理，具體為一種鋁電解廢渣回收制備電池級碳酸鋰的方法。

背景技術：

1、隨著電解鋁行業(yè)的飛速發(fā)展，動力鋰電池行業(yè)也呈爆發(fā)式增長，碳酸鋰的需求量也逐年遞增，金屬鋰及鋰鹽作為21世紀的戰(zhàn)略資源，被廣泛用于電池工業(yè)、玻璃陶瓷業(yè)、潤滑劑、制冷劑、核工業(yè)及光電行業(yè)等領域，而制作碳酸鋰的傳統(tǒng)原材料主要分為鋰礦山和鹽湖，但是鹽湖中鎂含量高，提鋰技術難度大，并且國內鹽湖多分布在青海、西藏等西部高原地區(qū)，自然條件差，技術人才匱乏，國內鋰礦資源產量有限，進口依賴度高，原材料的不足導致國內部分碳酸鋰企業(yè)產能兌換率低，以含鋰中間物料和濃硫酸為原料，通過酸浸出提取等一系列工藝過程，制備電池級碳酸鋰，是回收鋰鹽產品的一種渠道，實現(xiàn)生產效益最大化。

2、結合上述內容需要說明的是：公告號為cn115893462a的中國專利公開了電解鋁廢渣的回收方法及設備，是通過改進的方法和多組聯(lián)動配合的裝置將電解鋁中碳酸鋰和其他物質逐一回收，然而在實際使用期間，電解鋁廢渣制備的漿料與濃硫酸混合酸浸為重要步驟，在反應期間易受到多種因素干擾，如物料混合、反應時間、溫度和其他因素，造成漿料與濃硫酸的反應存在差異，致使反應速率、產量均存在較大差異。

3、公告號為cn117344139a的中國專利公開了一種從電解鋁固廢中提取鋰的方法，雖降低浸取添加劑的用量，減少酸性浸取劑的用量，凈化鋰溶液且工藝清潔無污染，但是，浸取添加劑量的降低，進一步增加其與漿料之間混合反應效率和產率，以至于提高整體加工時耗，且反應時間的延長容易伴生沉淀物附著粘連和其他相關不利因素。

4、針對上述的技術缺陷，現(xiàn)提出一種解決方案。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種鋁電解廢渣回收制備電池級碳酸鋰的方法，去解決背景提出的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：一種鋁電解廢渣回收制備電池級碳酸鋰的方法，包括以下步驟：

3、s1.將含鋰中間物料漿化、球磨，便于濕法溶解，得反應物α；

4、s2.將反應物α輸送進入熱酸反應裝置內，用硫酸將鋰浸出，鋰被浸出到溶液中，通過過濾得到含鋰浸出液；

5、s3.加入氫氧化鈣，調節(jié)ph值，凈化除雜、過濾，含鋰溶液經處理后得到高純度反應物β；

6、s4.加入磷酸三鈉進入高純度反應物β中沉鋰，離心過濾后再用硫酸溶解；

7、s5.加入氫氧化鈣，調值、除雜；

8、s6.用碳酸鈉沉鋰，過濾得到碳酸鋰，蒸發(fā)濃縮，結晶碳酸鋰出產品；

9、s7.在鋰回收車間電碳工序，工業(yè)碳酸鋰經過溶解、除雜、脫色、沉鋰、蒸發(fā)后，產出電池級碳酸鋰。

10、本發(fā)明還提出一種鋁電解廢渣回收制備電池級碳酸鋰的熱酸反應裝置，所述熱酸反應裝置包括限位底座和循環(huán)爐體，所述循環(huán)爐體設置有上錐體和下錐體，所述限位底座頂部設置有插入下錐體內部的分級噴架，所述分級噴架頂部設置有噴料錐碟，所述下錐體與上錐體之間設置有中筒。

11、進一步的，所述中筒內部設置有錐形噴架和直噴口，所述上錐體頂部設置有分流頂蓋，所述分流頂蓋頂部貫穿設置有下壓液壓缸，所述下壓液壓缸底部設置有延伸至上錐體內部的壓盤。

12、進一步的，所述下錐體和上錐體內部均設置有內錐筒，且內錐筒與下錐體和上錐體之間設置有錐形螺腔，所述下錐體底部設置有導氣管閥，且上錐體外壁上設置有回氣管架。

13、進一步的，所述分級噴架中部套接設置有伸縮氣缸柱，且伸縮氣缸柱頂部設置有頂錐，所述伸縮氣缸柱表面設置有與噴料錐碟連接的導槽，所述分級噴架頂部表面貫穿設置有與噴料錐碟連接的牽引管，所述噴料錐碟底部設置有內凹槽。

14、進一步的，所述中筒內部設置有直筒，且直筒與中筒之間設置有螺紋腔，所述錐形噴架固定在直筒頂部內壁上。

15、進一步的，所述錐型噴架頂部內壁上設置有直噴口，所述錐型噴架一側設置有貫穿直筒和中筒的注料管槽，所述中筒外周設置有加強箍。

16、進一步的，所述分流頂蓋頂部中心貫穿設置有排氣閥，所述分流頂蓋底部中心設置有連接上錐體和排氣閥的內集氣槽，所述分流頂蓋底部邊緣設置有外集氣槽。

17、進一步的，所述壓盤外周設置有外錐套，所述壓盤內部設置有多層環(huán)倉，且壓盤底部設置有貫穿環(huán)倉的混流腔，且混流腔內壁上設置有多組正螺旋板和反螺旋板。

18、本發(fā)明的有益效果是：

19、1、本發(fā)明是通過處理含鋰中間物料回收鋰的工藝過程，通過一系列精細控制的步驟，不僅高效地提取鋰資源，還實現(xiàn)對雜質的有效去除，確保最終產品的純度和質量，同時兼顧環(huán)保要求，通過焙燒預處理，改善物料的反應活性，使得后續(xù)濕法浸出過程中鋰的浸出率顯著提高，提高整體工藝的效率，在調值和凈化除雜階段，通過加入氫氧化鈣和氫氧化鈉等化學試劑，精確控制ph值，有效去除氟等雜質，同時進一步凈化硫酸鋰溶液，為后續(xù)制備高純度碳酸鋰奠定基礎。

20、2、本發(fā)明是通過熱酸反應裝置對濕化處理的漿料和反應材料進行細致混合調配，通過雙層固定流動軌跡的漿料雨幕和噴料錐碟的懸停噴射，實現(xiàn)漿料與反應材料的高效混合，不僅增大接觸面積，還促進物料間的充分反應，提高鋰的浸出率和回收效率，并通過壓盤與內錐筒的逐級契合擠壓、靜態(tài)混合結構、單次擠壓式混合和墜落式混合相結合的方式，實現(xiàn)對混合物的多級混合和強化反應，顯著提高混合物的均勻性和反應速率，為制備高純度碳酸鋰提供有力保障。

21、3、本發(fā)明是通過利用外部熱風爐和錐形螺腔結構，實現(xiàn)對循環(huán)爐體內部的預熱和溫度均衡控制，內加熱方式降低溫度外溢，提高能源利用效率，并確保反應過程的穩(wěn)定進行，同時，通過余熱回收系統(tǒng)，將熱氣中的熱量多級利用，進一步降低能耗，結合整個工藝過程注重環(huán)保措施，通過廢氣吸收塔和堿噴淋酸霧吸收塔等裝置，有效捕集并處理工藝過程中產生的廢氣，確保廢氣達標排放，不僅保護生態(tài)環(huán)境，還保障電解鋁廢渣回收過程的合規(guī)生態(tài)化。

技術特征：

1.一種鋁電解廢渣回收制備電池級碳酸鋰的方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權利要求1所述的一種鋁電解廢渣回收制備電池級碳酸鋰的熱酸反應裝置，其特征在于，所述熱酸反應裝置包括限位底座(1)和循環(huán)爐體(2)，所述循環(huán)爐體(2)設置有上錐體(201)和下錐體(202)，所述限位底座(1)頂部設置有插入下錐體(201)內部的分級噴架(4)，所述分級噴架(4)頂部設置有噴料錐碟(401)，所述下錐體(201)與上錐體(202)之間設置有中筒(5)。

3.根據(jù)權利要求2所述的一種鋁電解廢渣回收制備電池級碳酸鋰的熱酸反應裝置，其特征在于，所述中筒(5)內部設置有錐形噴架(502)和直噴口(505)，所述上錐體(202)頂部設置有分流頂蓋(3)，所述分流頂蓋(3)頂部貫穿設置有下壓液壓缸(6)，所述下壓液壓缸(6)底部設置有延伸至上錐體(202)內部的壓盤(601)。

4.根據(jù)權利要求2所述的一種鋁電解廢渣回收制備電池級碳酸鋰的熱酸反應裝置，其特征在于，所述下錐體(201)和上錐體(202)內部均設置有內錐筒(203)，且內錐筒(203)與下錐體(201)和上錐體(202)之間設置有錐形螺腔(206)，所述下錐體(201)底部設置有導氣管閥(204)，且上錐體(202)外壁上設置有回氣管架(205)。

5.根據(jù)權利要求2所述的一種鋁電解廢渣回收制備電池級碳酸鋰的熱酸反應裝置，其特征在于，所述分級噴架(4)中部套接設置有伸縮氣缸柱(405)，且伸縮氣缸柱(405)頂部設置有頂錐(402)，所述伸縮氣缸柱(405)表面設置有與噴料錐碟(401)連接的導槽，所述分級噴架(4)頂部表面貫穿設置有與噴料錐碟(401)連接的牽引管(403)，所述噴料錐碟(401)底部設置有內凹槽(404)。

6.根據(jù)權利要求3所述的一種鋁電解廢渣回收制備電池級碳酸鋰的熱酸反應裝置，其特征在于，所述中筒(5)內部設置有直筒(506)，且直筒(506)與中筒(5)之間設置有螺紋腔(501)，所述錐形噴架(502)固定在直筒(506)頂部內壁上。

7.根據(jù)權利要求6所述的一種鋁電解廢渣回收制備電池級碳酸鋰的熱酸反應裝置，其特征在于，所述錐形噴架(502)頂部內壁上設置有直噴口(505)，所述錐型噴架(502)一側設置有貫穿直筒(506)和中筒(5)的注料管槽(504)，所述中筒(5)外周設置有加強箍(503)。

8.根據(jù)權利要求3所述的一種鋁電解廢渣回收制備電池級碳酸鋰的熱酸反應裝置，其特征在于，所述分流頂蓋(3)頂部中心貫穿設置有排氣閥(301)，所述分流頂蓋(3)底部中心設置有連接上錐體(202)和排氣閥(301)的內集氣槽(303)，所述分流頂蓋(3)底部邊緣設置有外集氣槽(302)。

9.根據(jù)權利要求3所述的一種鋁電解廢渣回收制備電池級碳酸鋰的熱酸反應裝置，其特征在于，所述壓盤(601)外周設置有外錐套(602)，所述壓盤(601)內部設置有多層環(huán)倉(604)，且壓盤(601)底部設置有貫穿環(huán)倉(604)的混流腔(603)，且混流腔(603)內壁上設置有多組正螺旋板和反螺旋板。

技術總結
本發(fā)明公開了一種鋁電解廢渣回收制備電池級碳酸鋰的方法，屬于電解鋁廢渣處理技術領域，本發(fā)明包括以下步驟：將含鋰中間物料漿化、球磨，便于濕法溶解，得反應物α，將反應物α輸送進入熱酸反應裝置內，用硫酸將鋰浸出，鋰被浸出到溶液中，通過過濾得到含鋰浸出液；本發(fā)明中，既能通過精細控制的步驟處理含鋰中間物料，高效提取鋰并去除雜質，確保產品純度和質量，同時兼顧環(huán)保性，并通過焙燒改善物料反應活性，提高鋰浸出率，且化學試劑調節(jié)pH值，凈化硫酸鋰溶液，另一方面則通過熱酸反應裝置與多層混合技術，高效混合漿料與反應材料，提升鋰浸出率和回收效率，并利用外部熱風爐和余熱回收系統(tǒng)優(yōu)化能源利用。

技術研發(fā)人員：魏志剛,劉磊,劉喜軍,魏玉東,翟錫華
受保護的技術使用者：安徽鑫紀源科技有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/19