含锂电解质提锂后残渣的资源化利用

含锂电解质是铝电解行业所产工业废物，锂含量通常在0.5%~1.5%（以Li+计），其主要物相组成为冰晶石、氟化锂、锂冰晶石以及少量的碳。

      近年来，随着新能源产业的发展，电池用锂盐市场需求旺盛，以含锂电解质为原料生产电池级锂盐（如Li2CO3、氟化锂、磷酸锂等）成为投资热点。

      受含锂电解质锂品位的限制，每处理1t电解质约产生950kg以上的提锂残渣，这种废渣主要成分为铝、氟、钠，属危险废物。若不予处理，则将造成严重的环境污染和安全隐患。

      目前，对含锂电解质提锂后残渣的利用方法主要有以下几种：

1、浮选法

      含锂电解质提锂后残渣中的铝、氟、钠以冰晶石形态存在，同时还含有少量碳粉，采用浮选分离的方法分选出提锂残渣中的碳，收得碳粉和冰晶石。该方法工艺流程短、设备投资少、运行成本低，但所产冰晶石中铝、氟、钠含量低于GB/T 4291-2017标准要求，为低品质冰晶石，且白度仅在80%左右，市场售价较低。

2、碱熔法

      将氢氧化钠与提锂提锂残渣混合后在高温条件下焙烧使其中的氟、铝转化为氟化钠与铝酸钠，再经浸出收得氟化钠与铝酸钠混合溶液。将该溶液净化后控制工艺条件经沉淀、分离收得冰晶石产品，冰晶石母液为碳酸钠溶液，经苛化收得液碱，也可经蒸发结晶收得碳酸钠。浸出残渣用于生产碳粉。碱熔法工艺流程相对较短，所制得的冰晶石质量符合标准，但存在着浸出液体量大，苛化所得液碱浓度低，若用于生产碳酸钠需蒸发结晶，能耗高等不足。

3、酸热法

      将干燥后提锂残渣与硫酸混合后在高温条件下分解，使废渣中的氟转化为氟化氢气体逸出并通过吸收装置制得HF或氟盐溶液，浸出烧成料得铝盐、钠盐混合溶液。将混合溶液净化后按照一定的比例与HF或氟盐溶液混合并反应，经沉淀、分离制得冰晶石。浸出残渣用于生产碳粉。酸热法工艺氟、铝、钠转化率高，氟补充量少，所制得冰晶石符合标准。但工艺流程相对较长，酸热反应设备对材质要求较高，设备造价高，投资大。

4、盐浸法

      盐浸法分为铝盐浸出法和FS浸出法。

      铝盐浸出法是以铝盐（硫酸铝、氯化铝或硝酸铝）为浸出剂浸出二次残渣中的冰晶石收得盐浸液和盐浸渣，盐浸液为铝盐、钠盐和氟化物混合溶液，经净化、调整（铝、氟、钠摩尔比）、沉淀制得冰晶石。盐浸渣用于生产碳粉。该法工艺成熟、冰晶石质量符合标准，但由于盐浸过程铝盐的加入导致溶液中铝、氟严重失衡，冰晶石生产过程需补充大量的氟，造成生产成本上升且冰晶石产量较大。

      FS浸出法由河南省睿博环境工程技术有限公司提出，该方法以FS（一种新型浸出剂）为浸出剂浸出提锂后残渣中的冰晶石收得浸出液和浸出渣，浸出液经净化、转化、沉淀制得冰晶石。冰晶石母液转化后收得FS溶液循环用作浸出剂。浸出渣用于生产碳粉。该工艺浸出剂系统内循环使用，生产过程基本不需补氟，所产冰晶石产品质量符合标准。生产过程无三废排放。该工艺是一种具有推广价值的工业化技术。

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