含锂废旧阴极的无害化利用

废旧阴极是电解铝行业产生的一种危险废物，其中部分废旧阴极含有锂元素(由氧化铝及电解过程所使用的含锂添加剂引入)。含锂废旧阴极以石墨炭为主，含有冰晶石、氟化钙、氟化镁、氟化锂等，同时还含有少量的可溶性氟化物、CN+，不仅会污染水资源，还会释放有毒有害气体，影响动植物的生长，环境危害较大。

     对含锂废旧阴极的利用包含无害化处置和资源化利用两个方面，处置方法主要有以下几种：

1、燃烧法

     通过高温焙烧工艺处理含锂废旧阴极，反应过程阴极中的炭转化为二氧化碳逸出，焙烧过程不需另行补充热源，焙烧残余物主要为冰晶石、氟化钙、氟化镁、氟化锂等氟化物，返回铝电解工序作为电解质循环使用，焙烧尾气经洗气后达标排放。该工艺能够对含锂废旧阴极中的冰晶石、氟化物进行综合利用，但处置过程碳作为燃料使用，附加值较低，而且未能对阴极中的锂进行分离和利用，不仅造成资源浪费，而且利用价值较低。

2、浮选法

     采用湿法工艺对含锂阴极进行处置，脱除其中所含CN+等，然后采用浮选工艺分离处置后废旧阴极中的碳回收碳粉，回收炭粉后所产生的尾渣主要成分为冰晶石、氟化钙、氟化镁、氟化锂等，返回铝电解工序作为电解质循环使用。该工艺能够对含锂废旧阴极中的碳和电解质进行利用，但由于浮选工艺的局限性，无法使炭与电解质分离，所得碳粉与电解质纯度较低，附加值不高。同时，未能对珍贵的锂元素进行分离和利用，造成资源浪费。

3、干湿联合法

     采用湿法工艺对含锂阴极进行处置，然后采用酸烧—浸出法工艺浸出其中的锂、铝、氟、钠，再进一步分离其中的锂生产电池用锂盐(Li2CO3、氟化锂或磷酸锂)，分离其中的铝、氟、钠生产高分子比冰晶石，处理浸出残渣生产高纯碳粉。该实现了含锂废旧阴极的处置和锂、铝、氟、钠、碳等元素的资源化利用，经济效益显著，但存在的不足是工艺流程长，设备投资大，酸烧法处理过程有含氟尾气产生，存在安全隐患。

4、选择性浸出法法

     采用选择性浸出工艺，以无机酸为浸出剂在全湿法条件下浸出含锂阴极中的锂并生产电池用锂盐(Li2CO3、氟化锂和磷酸锂)。再采用盐浸法工艺或FS法工艺进一步浸出浸锂残余物中的铝、氟、钠，控制工艺条件生产高分子比冰晶石。将盐浸或FS浸出残渣送高纯碳粉制备工序经处理制得高纯碳粉。所得锂盐质量符合电池用锂盐标准，高分子冰晶石质量GB4291-2017标准，所得碳粉纯度>98.5%。该工艺在资源化利用过程中同步实现了含锂阴极的处置，资源利用水平高，经济效益显著，所得产品符合行业标准，生产过程无三废排放，环保。为具有较高实用价值和经济价值的含锂废旧阴极资源化利用新技术。

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