电解铝废渣酸浸液中铝锂钠的分离工艺研究.pdf

中文摘要

电解铝废渣提锂是电解铝废渣资源化利用的主要途径之一，酸浸法电解铝废渣

提锂工艺中的AlCl3和NaCl在水中和酸性溶液中的溶解度很相近，它们存在着共同

结晶和析出的现象，因此酸浸液体系中铝、锂、钠三种组分的分离时机和最佳分离

条件就成为电解铝废渣提锂工艺待解决的一个重要的技术问题。本文基于

AlCl-NaCl-HO(-HCl)水盐体系相图分析，针对电解铝废渣酸浸液的分离条件进行研

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究，并对酸浸液进行蒸发结晶，分离得到纯度为90%以上的AlCl·6HO，最后对电

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解铝废渣酸浸液的分离工艺进行优化，结合相图理论与实际工艺，研究分析了酸浸

液体系中铝、锂、钠三种组分平衡及分离的科学问题，解决了电解铝废渣提锂工艺

+

中Li损失率过大的问题，为电解铝行业实际生产提供了理论指导。主要研究内容和

结论如下:

（1）对AlCl-NaCl-HO(-HCl)相图体系进行了分析，确立了先分离钠后分离铝

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的实验路线。对酸浸液体系的蒸发结晶条件进行实验分析，发现温度对该平衡体系

的影响不大，AlCl-NaCl-HO(-HCl)水盐体系下每种盐对温度并不敏感，因此温度

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升高后，该相图仍然可以适用。与温度相比，对体系的溶解度影响更大的是酸度，

酸度的增大使得盐的溶解度大幅度降低，因此NaCl和AlCl3的结晶区都在伴随酸度

的增大而缩小。

3++3+

（2）研究了不同条件对Al去除率和Li损失率的影响，发现Al去除率在

pH=5.0左右时斜率最高，而pH大于5.0之后Al3+去除率提升不大。酸度的增加后，

+

Li损失率先增大后减小，这可能与冰晶石或者Na、Al混盐的产生有一定关系，在

+3+3+

酸度为2.0、7.0时，Li损失率皆为最小值，Al去除率超过pH为5.0的时候，Al

3++

去除率达到一个比较完美的状态，综合Al去除率和Li损失率的结果，本文选择

3++

pH=7.0为各相分离的最佳酸度，此时Al去除率和Li损失率分别为98.3%和14.1%。

（3）通过对真实电解铝废渣进行酸浸，并循环结晶获得富锂溶液及Al盐产物，

产品的平均收率达到80%以上。通过表征分析，发现模拟酸浸液可以有效地反映真

+3++

实酸浸液中元素变化的各项数据指标。综合Na、Al去除率和Li损失率三个指标

+

的变化，在pH=7.0时且温度为90℃的情况下，Na去除率达到94%，可以分离得到

溶液中近2/3的铝，而得到的富锂溶液，锂的损失率仅有约15%。

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关键词：相分离；相图；等温蒸发；六水氯化铝；富锂溶液

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ABSTRACT

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