钠锂冰晶石高效转化回收锂的研究

退役磷酸铁锂电池黑粉中有价元素的回收是当下重要的研究方向之一，其回收工艺以湿法为主。湿法浸出的有价金属浸出液中通常含有铜、铝、氟等杂质离子，有价金属产品转化前的溶液净化必不可少，特别是铝离子。高效除铝过程中最大程度地避免锂的物理吸附损失和化学共沉淀损失是研究焦点。中和沉淀法是除铝常用方法，但沉铝渣中存在不可忽视的锂吸附量；冰晶石除铝法适用于酸性环境，除铝产物结晶度高，锂吸附损失少，但用于含锂溶液时易生成含锂冰晶石，造成相当量的锂共沉淀损失。本研究旨在通过湿法工艺实现钠锂冰晶石（Na1.5Li1.5AlF6）中锂的回收，解决冰晶石除铝的分离难题。提出了在NaF溶液中Na1.5Li1.5AlF6向Na3AlF6和LiF转化的方法，进一步针对Na3AlF6与LiF固体混合物的分离，提出利用Na+的同离子效应，在含Na2SO4的H2SO4介质中选择性溶解LiF的方法。数据表明，当NaF浓度为45 g/L、转化温度为70 ℃、液固比为15 mL/g、时间为3 h时，Na1.5Li1.5AlF6能完全转化为Na3AlF6与LiF；当初始H2SO4溶液浓度为90 g/L、H2SO4溶液中Na+浓度≥8 g/L、溶解温度为20~30 ℃、液固比为15 mL/g、时间为1 h时，Na3AlF6未溶解，而LiF完全溶解。通过转化−分离两步法，实现了Na1.5Li1.5AlF6中铝在Na3AlF6固相富集和锂向液相迁移的分离目标。为含锂冰晶石中Li的有效回收提供了解决思路。