含鋰電解質提鋰后殘渣的資源化利用

含鋰電解質是鋁電解行業所產工業廢物，鋰含量通常在0.5%~1.5%（以Li+計），其主要物相組成為冰晶石、氟化鋰、鋰冰晶石以及少量的碳。

      近年來，隨著新能源產業的發展，電池用鋰鹽市場需求旺盛，以含鋰電解質為原料生產電池級鋰鹽（如Li2CO3、氟化鋰、磷酸鋰等）成為投資熱點。

      受含鋰電解質鋰品位的限制，每處理1t電解質約產生950kg以上的提鋰殘渣，這種廢渣主要成分為鋁、氟、鈉，屬危險廢物。若不予處理，則將造成嚴重的環境污染和安全隱患。

      目前，對含鋰電解質提鋰后殘渣的利用方法主要有以下幾種：

1、浮選法

      含鋰電解質提鋰后殘渣中的鋁、氟、鈉以冰晶石形態存在，同時還含有少量碳粉，采用浮選分離的方法分選出提鋰殘渣中的碳，收得碳粉和冰晶石。該方法工藝流程短、設備投資少、運行成本低，但所產冰晶石中鋁、氟、鈉含量低于GB/T 4291-2017標準要求，為低品質冰晶石，且白度僅在80%左右，市場售價較低。

2、堿熔法

      將氫氧化鈉與提鋰提鋰殘渣混合后在高溫條件下焙燒使其中的氟、鋁轉化為氟化鈉與鋁酸鈉，再經浸出收得氟化鈉與鋁酸鈉混合溶液。將該溶液凈化后控制工藝條件經沉淀、分離收得冰晶石產品，冰晶石母液為碳酸鈉溶液，經苛化收得液堿，也可經蒸發結晶收得碳酸鈉。浸出殘渣用于生產碳粉。堿熔法工藝流程相對較短，所制得的冰晶石質量符合標準，但存在著浸出液體量大，苛化所得液堿濃度低，若用于生產碳酸鈉需蒸發結晶，能耗高等不足。

3、酸熱法

      將干燥后提鋰殘渣與硫酸混合后在高溫條件下分解，使廢渣中的氟轉化為氟化氫氣體逸出并通過吸收裝置制得HF或氟鹽溶液，浸出燒成料得鋁鹽、鈉鹽混合溶液。將混合溶液凈化后按照一定的比例與HF或氟鹽溶液混合并反應，經沉淀、分離制得冰晶石。浸出殘渣用于生產碳粉。酸熱法工藝氟、鋁、鈉轉化率高，氟補充量少，所制得冰晶石符合標準。但工藝流程相對較長，酸熱反應設備對材質要求較高，設備造價高，投資大。

4、鹽浸法

      鹽浸法分為鋁鹽浸出法和FS浸出法。

      鋁鹽浸出法是以鋁鹽（硫酸鋁、氯化鋁或硝酸鋁）為浸出劑浸出二次殘渣中的冰晶石收得鹽浸液和鹽浸渣，鹽浸液為鋁鹽、鈉鹽和氟化物混合溶液，經凈化、調整（鋁、氟、鈉摩爾比）、沉淀制得冰晶石。鹽浸渣用于生產碳粉。該法工藝成熟、冰晶石質量符合標準，但由于鹽浸過程鋁鹽的加入導致溶液中鋁、氟嚴重失衡，冰晶石生產過程需補充大量的氟，造成生產成本上升且冰晶石產量較大。

      FS浸出法由河南省睿博環境工程技術有限公司提出，該方法以FS（一種新型浸出劑）為浸出劑浸出提鋰后殘渣中的冰晶石收得浸出液和浸出渣，浸出液經凈化、轉化、沉淀制得冰晶石。冰晶石母液轉化后收得FS溶液循環用作浸出劑。浸出渣用于生產碳粉。該工藝浸出劑系統內循環使用，生產過程基本不需補氟，所產冰晶石產品質量符合標準。生產過程無三廢排放。該工藝是一種具有推廣價值的工業化技術。

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