浅谈电解铝废渣中提锂工艺.docx

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1、浅谈电解铝废渣中提锂工艺1 .电解铝废渣中含有的成份：电解铝废渣中含有一定的氧化铝、二氧化硅、氧化铁、氧化钙、氧化锂等 物质。其具体成分因电解铝生产工艺、原料等因素而有所不同。通常情况下，含锂废渣中锂含量按Li计在0.5%25%之间。受新能源行 业需求增长的影响，近年来电池用锂盐价格迅猛上涨，今年初电池用碳酸锂价 格突破60万元/吨，2月份以来碳酸锂价格虽然出现波动，跌落到18万元/吨 的低点，但最近几周价格触底反弹，上涨迅速，重新登上25万元/吨关口，预 计未来有达到或突破30万元/吨的潜力。目前，暂无官方数据统计电解铝废渣提锂的市场规模。但根据部分行业报 告分析，每生产1吨电解铝会产生(H

2、H吨废渣，废渣含锂量平均按2%计算， 也就是说1吨电解铝的废渣如果能把锂完全提炼，能产出(H)(H吨碳酸锂。按 2021年国内电解铝产量3800万吨计算，废渣提锂的产能规模3.8万吨，按现 在碳酸锂60万的单价计算，每年废渣提锂的产值228亿。随着新能源行业的需求增长，电池用锂盐价格迅猛上涨，从电解铝行业所 产含锂废渣中提取碳酸锂、氟化锂、磷酸锂等成为投资热点，去年以来在国内 已经初步形成规模。废渣提锂市场规模受碳酸锂价格、电解铝产量等因素影响，若你想了解更 准确的市场规模数据，建议关注行业分析报告或咨询专业市场研究机构。电解铝废渣中含有大量的氧化铝、氧化铁、氧化硅等化合物，以及少量的 金属铝

3、、钙、镁等元素。近年来，一些研究表明，电解铝废渣中还含有较高的 锂含量，且锂可以通过一系列化学反应从废渣中提取出来。以含锂电解铝废渣和浓硫酸为原料，通过酸浸取等一系列工艺，制备电池 级碳酸锂，同时副产冰晶石。化渣水中硫酸钠浓度较高，氢氧化锂处于饱和状 态。根据以上特性，直接将化渣水进行冷冻降温结晶，析出十水硫酸钠。十水 硫酸钠带走部分水，提高了氢氧化锂的浓度，再将分离十水硫酸钠后的冷冻母 液通过加热蒸发的方式析出氢氧化锂。由于通过冷冻析钠后，硫酸钠的含量较 低，蒸发热析的过程中硫酸钠不析出。直接蒸发结晶该溶液，生产单水氢氧化锂，再经二次蒸发结晶可得到工业级单水氢氧化锂。2 .电解铝废渣提锂的技

4、术发展趋势：L高效提锂技术的研发：目前，电解铝废渣提锂技术的效率还比较低，需要 进一步提高提锂的效率和纯度，降低成本。2 .综合利用技术的开发：电解铝废渣中除了锂之外，还含有其他有价值的金 属和非金属元素，如铝、铁、硅等。因此，未来的技术发展趋势将是开发综合 利用技术，实现废渣的多元素综合回收。3 .环保技术的应用：电解铝废渣提锂过程中会产生一定的废水、废气和废渣, 需要采用环保技术进行处理，减少对环境的影响。4 .智能化技术的应用：未来的电解铝废渣提锂技术将更加智能化，采用自动 化控制系统和信息化管理系统，提高生产效率和质量。总之，电解铝废渣提锂的技术发展趋势是朝着高效、综合利用、环保和智

5、能化的方向发展，以实现废渣的资源化利用和环境保护的双重目标。3 .电解铝废渣提锂的含量与温度：电解铝废渣中锂的含量可能会随着电解温度和电流密度的变化而变化。一般来说，提高电解温度和电流密度可以提高电解铝的生产效率，但同时 也会增加废渣中锂的含量。这是因为提高电解温度和电流密度会增加电解过程 中的化学反应速率，从而导致更多的锂被还原出来并进入废渣中。不过，具体情况还需要根据实际的电解条件和废渣组成进行分析。如果废 渣中含有其他能够与锂发生化学反应的物质，那么电解温度和电流密度的变化 可能会对锂的含量产生复杂的影响。因此，需要对具体情况进行详细的研究和 分析，才能确定电解铝废渣中锂的含量是否会随着

6、电解温度和电流密度的变化 而变化。电解铝废渣是指在电解铝生产过程中产生的废渣，主要包括炭渣和铝灰。 其中，炭渣是由预焙阳极在高温下发生氧化，碳颗粒脱落进入电解质中形成的。在电解铝生产中，预焙阳极在960度左右的高温下会发生氧化，碳颗粒脱 落进入电解质中，形成炭渣。炭渣的产生会在电解质中累积，具体表现为电解 质的电压降升高、槽温上升、电解槽内铝的二次反应增加、电流效率下降、突 发效应增加等。铝灰则是在铝液从电解槽中取出时，表面的氧化铝膜破裂，导致部分铝液 与空气接触，发生氧化反应而形成的。电解铝废渣中含有锂，可能是因为在电解铝的过程中，原料中含有锂元素, 或者是生产过程中使用了含有锂元素的熔盐。

7、在现代铝产业中，普遍采用冰晶石、氧化铝、熔盐电解法。其中，熔盐电 解法的原理是氧化铝溶解在熔融冰晶石中，以碳素作为阴阳两极，通入强大直 流电，产生电化学反应，在阴极上的产物就是铝液。如果熔盐中含有锂元素， 那么在电解过程中，锂元素可能会进入到阴极产物中，从而导致电解铝废渣中 含有锂。4 .电解铝废渣提锂的方法：L酸浸法：该方法是将电解铝废渣与酸性溶液混合，使其中的锂溶解在溶液 中，然后通过沉淀、过滤等方法将锂分离出来。常用的酸性溶液有硫酸、盐酸 等。2 .碱浸法：该方法是将电解铝废渣与碱性溶液混合，使其中的锂溶解在溶液 中，然后通过沉淀、过滤等方法将锂分离出来。常用的碱性溶液有氢氧化钠、 氢氧

8、化钾等。3 .浮选法：该方法是利用锂矿物与其他矿物之间的表面性质差异，通过浮选 药剂的作用，使锂矿物与其他矿物分离。常用的浮选药剂有捕收剂、起泡剂等。4 .磁选法：该方法是利用锂矿物与其他矿物之间的磁性差异，通过磁场的作 用，使锂矿物与其他矿物分离。常用的磁选设备有磁选机等。需要注意的是，各类提锂方法适用于不同的电解铝废渣，选择合适的提锂 方法需要根据废渣的性质、锂的含量、生产成本等因素进行综合考虑。同时， 提锂过程中需要注意环保和安全问题，确保提锂过程不会对环境和人体健康造 成危害。5 .提锂过程中常用的化学试剂：L酸：常用的酸有硫酸、盐酸、硝酸等，用于溶解废渣中的锂。2 .碱：常用的碱有氢

9、氧化钠、氢氧化钾等，用于调节溶液的酸碱度，促进锂 的溶解和沉淀。3 .沉淀剂：常用的沉淀剂有碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钙等，用于沉淀溶液 中的锂。4 .萃取剂：常用的萃取剂有有机溶剂、离子交换树脂等，用于提取溶液中的 锂。5 .浮选药剂：常用的浮选药剂有捕收剂、起泡剂等，用于浮选分离锂矿物和 其他矿物。在提锂过程中，需要根据废渣的性质和锂的含量选择合适的化学试剂，并 严格控制试剂的用量和反应条件，以确保提锂过程的安全性和有效性。同时， 提锂过程中产生的废水、废气和废渣需要进行妥善处理，以避免对环境造成污 染。6 .电解铝废渣提锂的工艺优势：L资源回收利用：电解铝废渣中含有一定量的锂资源，通过提锂

10、工艺可以将 这些资源回收利用，减少资源浪费。2 .环保节能：相比于传统的锂矿开采和提炼工艺，电解铝废渣提锂工艺可以 减少对环境的污染和破坏，同时也可以节约能源。3 .成本低廉：电解铝废渣提锂工艺的成本相对较低，因为废渣本身就是一种 废弃物，不需要额外的开采和运输成本。4 .工艺简单：电解铝废渣提锂工艺相对简单，不需要复杂的设备和技术，易 于实现工业化生产。总之，电解铝废渣提锂的工艺优势在于资源回收利用、环保节能、成本低 廉和工艺简单等方面。7 .优化提锂的工艺降低能源消耗：L预处理：对废渣进行预处理，如破碎、筛分、磁选等，可以提高后续提锂 工艺的效率，减少能源消耗。2 .浸取：选择合适的浸取剂

11、和浸取条件，可以提高锂的浸出率，减少浸取时 间和能源消耗。3 .沉淀：选择合适的沉淀剂和沉淀条件，可以提高锂的沉淀率，减少沉淀时 间和能源消耗。4 .过滤：选择高效的过滤设备和过滤条件，可以提高过滤效率，减少能源消 耗。5 .洗涤：选择合适的洗涤方法和洗涤条件，可以提高锂的回收率，减少洗涤 时间和能源消耗。6 .干燥：选择高效的干燥设备和干燥条件，可以提高干燥效率，减少能源消 耗。还可以采用一些节能技术，如余热回收、能源梯级利用等，以进一步降低 能源消耗。同时，要加强对工艺流程的监控和管理，以含锂电解铝废渣和浓硫 酸为原料，通过酸浸取等一系列工艺，制备电池级碳酸锂，同时副产冰晶石。 其具体工艺

12、和流程如下：L化渣：使化渣水中硫酸钠浓度变高，氢氧化锂处于饱和状态。7 .冷冻降温结晶：直接将化渣水进行冷冻降温，析出十水硫酸钠。8 .分离十水硫酸钠：将析出十水硫酸钠后的冷冻母液进行分离。9 .蒸发结晶：通过加热蒸发分离后的母液，析出氢氧化锂。10 二次蒸发结晶：生产单水氢氧化锂，再经二次蒸发结晶可得到工业级单水 氢氧化锂。在电解铝废渣提锂的过程中，需要注意控制工艺关键点、产品质量和工艺 特点等方面，以确保提锂的效果和效率。同时，要注意处理过程中的环保问题, 避免对环境造成污染。8 .电解铝废渣提锂跟工艺的关系：电解铝废渣中锂的含量会受到生产工艺的影响。不同的电解铝生产工艺会 产生不同类型和

13、组成的废渣，从而影响其中锂的含量。例如，采用传统的电解铝生产工艺，即霍尔-埃鲁法，会产生大量的铝渣和 电解质渣，其中锂的含量通常较低。而采用新型的电解铝生产工艺，如惰性阳 极电解法和离子液体电解法等，可以减少废渣的产生，同时提高其中锂的含量。此外，生产工艺中的一些参数，如电解温度、电流密度、电解质组成等， 也会对废渣中锂的含量产生影响。因此，在进行电解铝废渣提锂工艺之前，需要对废渣的来源和生产工艺进行详细的分析和评估，以确定其中锂的含量和可回收性。9 .蒸发器在电解铝废渣提锂的应用：蒸发结晶是一种常见化工工艺，可以用于从溶液中提取固体物质。在电解 铝废渣提锂的过程中，蒸发结晶可以用于从废渣浸出

14、液中提取锂盐。具体来说，蒸发结晶的工艺可以包括以下步骤：L浸出：将电解铝废渣与一定浓度的酸溶液混合,使其中的锂溶解到溶液中。2 .过滤：将浸出液进行过滤，去除其中的固体杂质。3 .蒸发：将过滤后的浸出液加热，使其中的水分蒸发，从而提高溶液的浓度。4 .结晶：当溶液中的锂浓度达到一定程度时，锂盐会开始结晶。通过控制溶 液的温度和浓度，可以控制结晶的速度和质量。5 .分离：将结晶后的锂盐与溶液分离，得到纯净的锂盐产品。需要注意的是，蒸发结晶的工艺需要消耗大量的能源和水资源，同时也会 产生一定的废气和废水。因此，在应用蒸发结晶工艺时，需要采取相应的环保 措施，以减少对环境的影响。但是、蒸发结晶的工艺

15、并不适用于所有的锂盐提取过程。蒸发结晶是一种 基于物理原理的分离方法，其基本原理是利用溶液中溶质和溶剂的沸点差异， 通过加热使溶剂蒸发，从而使溶质浓度提高并结晶析出。然而，对于某些锂盐提取过程，蒸发结晶可能并不适用。例如，对于一些 高浓度的锂盐溶液，由于其沸点较高，蒸发结晶需要消耗大量的能量，因此可 能不经济实用。止匕外，对于一些含有其他杂质的锂盐溶液，蒸发结晶可能无法 有效地去除这些杂质，从而影响锂盐的纯度和质量。在选择锂盐提取工艺时，需要根据具体情况进行综合考虑，选择最适合的 提取方法。除了蒸发结晶外，还可以采用其他方法，如沉淀法、萃取法、离子 交换法等，以满足不同的锂盐提取需求10.电解

16、铝废渣中提锂对环境的影响：L废渣处理：电解铝废渣中含有一定量的锂，如果不经过适当的处理，可能 会对环境造成污染。在提锂过程中，需要对废渣进行处理，以减少对环境的影 响。2,废水处理：电解铝废渣提锂过程中会产生一定量的废水，如果不经过适当 的处理，可能会对环境造成污染。废水处理需要采用适当的方法，如化学沉淀、 生物处理等，以减少对环境的影响。3.大气污染：电解铝废渣提锂过程中可能会产生一定量的废气，如果不经过 适当的处理，可能会对大气环境造成污染。废气处理需要采用适当的方法，如 吸附、催化燃烧等，以减少对环境的影响。为了减少电解铝废渣提锂对环境的影响，需要采用适当的环保措施，如废 渣处理、废水处理、废气处理等，同时也需要加强对环境的监测和管理，确保 提锂过程的环保性