一种电解铝厂含冰晶石固废回收碱浸液处理系统 技术领域： [0001] 本发明涉及电解铝厂含冰晶石固废回收技术领域，具体地说涉及一种电解铝厂含冰晶石固废回收碱浸液处理系统。 背景技术： [0002] 电解铝厂产出的含冰晶石固体废弃物主要有大修渣、阴极碳块、阳极碳块、壳面块、电解质五类，其中大修渣除主要成分Na3AlF6和Na4Fe(CN)6外就是耐火砖，阴极碳块、阳极碳块除主要成分Na3AlF6、Na2LiAlF6和Na3Fe(CN)6外就是碳粉，壳面块主要成分是Na3AlF6和金属铝，电解质主要成分是Na3AlF6和Na2LiAlF6。目前研发出一种碱性钙浸出工艺，先通过破碎、筛分、浮选等工序对上述含冰晶石的固废进行预处理，去除其中的单质铝和碳粉，获得含锂废冰晶石粉；之后将含锂废冰晶石粉与碱性钙(电石渣、氢氧化钙)溶液进行混合浸出，反应方程式如下： [0003] 2Na3AlF6+7Ca(OH)2＝6NaOH+6CaF2↓+CaAl2(OH)8↓ [0004] 2Li3AlF6+7Ca(OH)2＝6LiOH+6CaF2↓+CaAl2(OH)8↓ [0005] 2LiF+Ca(OH)2＝LiOH+CaF2↓ [0006] Na3Fe(CN)6+3NaOH＝6NaCN+Fe(OH)3↓ [0007] Na3AlF6+2Ca(OH)2＝2NaF↓+NaAlO2+2CaF2↓+2H2O [0008] 经过固液分离后，获得以CaF2、CaAl2(OH)8和Fe(OH)3为主的碱浸渣，以及以NaOH、LiOH、NaAlO2和NaCN为主的碱浸液，对此，特提出一种电解铝厂含冰晶石固废回收碱浸液处理系统，以实现对钠、锂的分离处理。 发明内容： [0009] 本发明的目的在于提供一种电解铝厂含冰晶石固废回收碱浸液处理系统。 [0010] 本发明由如下技术方案实施：一种电解铝厂含冰晶石固废回收碱浸液处理系统，其包括碳化反应釜、第一过滤机、浓缩器、高温水解器、冷却器、碱性萃取槽、结晶器、高温搅拌槽、离心机、第一干燥机，碱浸液给料管与所述碳化反应釜的进口连通，所述碳化反应釜的出口与所述第一过滤机的进口连通，所述第一过滤机的滤液出口与所述浓缩器的进口连通，所述第一过滤机的固相出口与含铝氟粗制碳酸锂排放管连通；所述浓缩器的浓缩液出口与所述高温水解器的进口连通，所述浓缩器的固相出口与粗制碳酸锂排放管连通；所述高温水解器的出口与所述冷却器的进口连通，所述冷却器的出口与所述碱性萃取槽的进口连通，所述碱性萃取槽的第一出口与锂盐排放管连通，所述碱性萃取槽的第二出口与结晶器的进口连通；所述结晶器的料浆出口与所述高温搅拌槽的进口连通，所述高温搅拌槽的出口与所述离心机的进口连通，所述离心机的固相出口与所述第一干燥机的进口连通，所述离心机的液相出口与饱和碳酸钠排放管连通；所述第一干燥机的出口连通有重质碳酸钠排放管。 [0011] 进一步的，其还包括设置在所述冷却器和所述碱性萃取槽之间的第二过滤机，所述冷却器的出口与所述第二过滤机的进口连通，所述第二过滤机的出口与所述碱性萃取槽的进口连通。 [0012] 进一步的，所述结晶器的母液出口与三通管的进口连通，所述三通管的第一出口与所述结晶器的进口连通，所述三通管的第二出口连通有母液排放管。 [0013] 进一步的，所述含铝氟粗制碳酸锂排放管、所述粗制碳酸锂排放管和锂盐排放管均与粗制碳酸钠精制单元的进口连通。 [0014] 进一步的，所述粗制碳酸钠精制单元包括溶解槽，所述含铝氟粗制碳酸锂排放管、所述粗制碳酸锂排放管和锂盐排放管均与均与溶解槽的进口连通，在所述溶解槽顶部设置有加酸口和加碱口，所述溶解槽的出口与所述第一洗涤过滤机的进口连通，所述第一洗涤过滤机的滤液出口与所述第一树脂交换柱的进口连通；所述第一树脂交换柱的出口和所述纯碳酸钠给料管均与所述碳酸锂沉淀槽的进口连通，所述碳酸锂沉淀槽的出口与所述第二洗涤过滤机的进口连通，所述第二洗涤过滤机的排渣口与所述制浆槽的进口连通，所述制浆槽的出口与所述离心分离机的进口连通，所述离心分离机的固相出口与所述第二干燥机的进口连通，所述第二干燥机的出口连通有碳酸锂产品排料管。 [0015] 进一步的，所述第一洗涤过滤机的洗水出口与所述溶解槽的进口连通。 [0016] 进一步的，所述第二洗涤过滤机的滤液出口与排二氧化碳槽的进口连通，所述排二氧化碳槽的侧部连通有酸液给料管；所述排二氧化碳槽的出口与MVR蒸发结晶器的进口连通，所述MVR蒸发结晶器的结晶相出口连通有钠盐产品排料管。 [0017] 进一步的，所述MVR蒸发结晶器的母液出口与所述溶解槽的进口连通。 [0018] 进一步的，其还包括依次连接的碳酸钠溶液配置槽、过滤机和第二树脂交换柱，所述第二树脂交换柱的出口与所述纯碳酸钠给料管的进口端连通。 [0019] 进一步的，所述第二洗涤过滤机的洗水出口和所述离心分离机的洗水出口均与所述碳酸钠溶液配置槽的进口连通。 [0020] 本发明的优点：碱浸液先经过二氧化碳碳化反应并进行过滤分离，再对分离出的滤液进行浓缩，可分离出粗制碳酸锂，之后经粗制碳酸锂精制单元进一步处理得到碳酸锂产品，并回收了钠盐产品；浓缩后的溶液经过高温水解器进行高温水解，可使微量氰化钠水解实现脱毒，而无需采用酸法工艺脱毒，避免产生剧毒氰化氢气体，提高了安全性；之后采用碱性萃取，将碳酸钠溶液中的锂以锂盐的形式分离出去，之后碳酸钠溶液再经蒸发结晶、分离和干燥得到重质碳酸钠产品。碳化过程使用二氧化碳作辅料，属于低碳工艺；通过该系统，可以将碱浸液中的钠回收为重质纯碱，比回收成氯化钠或硫酸钠价值高，比回收成硝酸钠更安全。 附图说明： [0021] 图1为本实施例的整体结构示意图。 [0022] 碳化反应釜1、第一过滤机2、浓缩器3、高温水解器4、冷却器5、碱性萃取槽6、结晶器7、高温搅拌槽8、离心机9、第一干燥机10、碱浸液给料管11、含铝氟粗制碳酸锂排放管12、粗制碳酸锂排放管13、锂盐排放管14、饱和碳酸钠排放管15、重质碳酸钠排放管16、第二过滤机17、三通管18、溶解槽19、加酸口20、加碱口21、第一洗涤过滤机22、第一树脂交换柱23、纯碳酸钠给料管24、碳酸锂沉淀槽25、第二洗涤过滤机26、制浆槽27、离心分离机28、第二干燥机29、碳酸锂产品排料管30、排二氧化碳槽31、酸液给料管32、MVR蒸发结晶器33、钠盐产品排料管34、碳酸钠溶液配置槽35、第三过滤机36、第二树脂交换柱37。 具体实施方式： [0023] 在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。 [0024] 如图1所示，一种电解铝厂含冰晶石固废回收碱浸液处理系统，其包括碳化反应釜 1、第一过滤机2、浓缩器3、高温水解器4、冷却器5、碱性萃取槽6、结晶器7、高温搅拌槽8、离心机9、第一干燥机10，碱浸液给料管11与碳化反应釜1的进口连通，碳化反应釜1的出口与第一过滤机2的进口连通，第一过滤机2的滤液出口与浓缩器3的进口连通，第一过滤机2的固相出口与含铝氟粗制碳酸锂排放管12连通；浓缩器3的浓缩液出口与高温水解器4的进口连通，浓缩器3的固相出口与粗制碳酸锂排放管13连通；高温水解器4的出口与冷却器5的进口连通，冷却器5的出口与碱性萃取槽6的进口连通，其还包括设置在冷却器5和碱性萃取槽 6之间的第二过滤机17，冷却器5的出口与第二过滤机17的进口连通，第二过滤机17的出口与碱性萃取槽6的进口连通。碱性萃取槽6的第一出口与锂盐排放管14连通，碱性萃取槽6的第二出口与结晶器7的进口连通；结晶器7的母液出口与三通管的进口连通，三通管18的第一出口与结晶器7的进口连通，三通管18的第二出口为母液排放口。结晶器7的料浆出口与高温搅拌槽8的进口连通，高温搅拌槽8的出口与离心机9的进口连通，离心机9的固相出口与第一干燥机10的进口连通，离心机9的液相出口与饱和碳酸钠排放管15连通；第一干燥机 10的出口连通有重质碳酸钠排放管16。 [0025] 含铝氟粗制碳酸锂排放管12、粗制碳酸锂排放管13和锂盐排放管14均与粗制碳酸钠精制单元的溶解槽19的进口连通，在溶解槽19顶部设置有加酸口20和加碱口21，溶解槽 19的出口与第一洗涤过滤机22的进口连通，第一洗涤过滤机22的滤液出口与第一树脂交换柱23的进口连通；第一树脂交换柱23的出口和纯碳酸钠给料管24均与碳酸锂沉淀槽25的进口连通，碳酸锂沉淀槽25的出口与第二洗涤过滤机26的进口连通，第二洗涤过滤机26的排渣口与制浆槽27的进口连通，制浆槽27的出口与离心分离机28的进口连通，离心分离机28的固相出口与第二干燥机29的进口连通，第二干燥机29的出口连通有碳酸锂产品排料管 30。 [0026] 第一洗涤过滤机22的洗水出口与溶解槽19的进口连通。 [0027] 第二洗涤过滤机26的滤液出口与排二氧化碳槽31的进口连通，排二氧化碳槽31的侧部连通有酸液给料管32；排二氧化碳槽31的出口与MVR蒸发结晶器33的进口连通，MVR蒸发结晶器33的结晶相出口连通有钠盐产品排料管34。 [0028] MVR蒸发结晶器33的母液出口与溶解槽19的进口连通。 [0029] 其还包括依次连接的碳酸钠溶液配置槽35、第三过滤机36和第二树脂交换柱37，第二树脂交换柱37的出口与纯碳酸钠给料管24的进口端连通。第二洗涤过滤机26的洗水出口和离心分离机28的洗水出口均与碳酸钠溶液配置槽35的进口连通。 [0030] 处理过程： [0031] S1：通过碱浸液给料管11将碱性钙和含锂废冰晶石粉混合浸出的碱浸液送到碳化反应釜1内，与通入的二氧化碳反应得到碳酸锂和碳酸钠的混合溶液，以及碳酸锂固体的混合料浆；反应方程式如下： [0032] CO2+2NaOH＝Na2CO3+H2O [0033] CO2+2LiOH＝Li2CO3↓+H2O [0034] 2NaAlO2+CO2+3H2O＝2Al(OH)3↓+Na2CO3 [0035] S2：将S1得到的混合料浆送入第一过滤机2中进行固液分离，分离出含铝氟的粗制碳酸锂经含铝氟粗制碳酸锂排放管12排出到粗制碳酸钠精制单元，分离出的碳酸钠溶液则送入浓缩器3； [0036] S3：本实施例中的浓缩器3选用MVR蒸发浓缩器，碳酸钠溶液在浓缩器3中进行蒸发浓缩，当碳酸钠溶液不断蒸发浓缩时，微溶在碳酸钠溶液中的碳酸锂由于过饱和而析出，之后经粗制碳酸锂排放管13排出到粗制碳酸钠精制单元； [0037] S4：将浓缩器3排出的碳酸钠溶液送到高温水解器4中，在高温下将碳酸钠溶液中的微量氰化钠转换为甲酸钠，之后再将溶液送到冷却器5进行冷却降温；反应方程式如下： [0038] NaCN+2H2O＝HCOONa+NH3↑ [0039] S5：将冷却器5排出的降温后的碳酸钠溶液先通过第二过滤机17进行除杂，然后在送到碱性萃取槽6中采用碱性萃取剂(HBL121或3938H)分离锂，得到碳酸钠溶液和锂盐溶液，锂盐溶液经锂盐排放管14排放到粗制碳酸钠精制单元； [0040] S6：碱性萃取槽6排出的碳酸钠先送入结晶器7进行蒸发结晶得到碳酸钠母液和高固含的一水碳酸钠浆料，结晶器7排出的液相碳酸钠母液中含有钾离子，当钾含量较低(小于100g/L)时则送回到结晶器7入口进行重结晶，当钾含量较高(大于100g/L)时，则经母液排放口排出系统；结晶器7排出的高固含的一水碳酸钠浆料送到高温搅拌槽8中进行加热脱水，得碳酸钠固体和饱和碳酸钠溶液的混合料浆； [0041] S7：最后再将高温搅拌槽8排出的混合料浆送到离心机9进行固液分离，分离出的碳酸钠饱和溶液经饱和碳酸钠排放管15排到后系统，分离出的碳酸钠固态送入第一干燥机 10干燥得到重质碳酸钠产品经重质碳酸钠排放管16排出系统。 [0042] S8：含铝氟粗制碳酸锂排放管12、粗制碳酸锂排放管13和锂盐排放管14排出的物料在溶解槽19中混合，之后进行粗制碳酸锂的精制；具体的过程如下： [0043] S8‑1：由加酸口20向溶解槽19中加入盐酸，溶解获得粗制氯化锂溶液，将其PH控制在1‑3，其中部分铝和氟以Na3AlF6沉淀； [0044] S8‑2：由加碱口21向溶解罐1加入氢氧化钠溶液调节PH至5‑8，剩余的铝以絮团状的Al(OH)3存在，且对氟离子具有吸附作用； [0045] S8‑3：将溶解槽19内的浆料送入到第一洗涤过滤机22中进行洗涤和过滤，分离出固相铝氟渣(可送回到碱浸工序循环处理)、含杂质锂盐滤液以及洗水，第一洗涤过滤机22分离出的洗水可送回到溶解槽19中进行循环处理，分离出的含杂质锂盐滤液则送入第一树脂交换柱23去除锂溶液中可溶性二价和三价金属，得到低钠纯净锂溶液。 [0046] S8‑4：第一树脂交换柱23排出的低钠纯净锂溶液和纯碳酸钠给料管24送来的纯碳酸钠一同送入到碳酸锂沉淀槽25中混合制得碳酸锂浆料，之后将碳酸锂浆料先送入第二洗涤过滤机26进行洗涤过滤，之后经制浆槽27制浆后再依次经离心分离机28、第二干燥机29进行离心脱水、干燥得到碳酸锂产品由碳酸锂产品排料管30排出系统。其中，纯碳酸钠给料管24送来的纯碳酸钠由工业优质碳酸钠制得，具体的将其投入碳酸钠溶液配置槽35后依次经过第三过滤机36、第二树脂交换柱37的过滤和除杂获得纯碳酸钠。第二洗涤过滤机26排出的洗水和离心分离机28排出的洗水则送回到碳酸钠溶液配置槽35进行循环处理。 [0047] S8‑5：第二洗涤过滤机26排出的滤液主要为钠盐溶液，先送入到排二氧化碳槽31中通过酸液给料管32加入盐酸、硫酸或硝酸，与溶液中多余的碳酸钠反应排放二氧化碳，排二氧化碳槽31排出的溶液则送入MVR蒸发结晶器33进行蒸发结晶，获得对应的氯化钠、硫酸钠或硝酸钠盐经钠盐产品排料管34排出系统；MVR蒸发结晶器33排出的母液中含有高浓度的锂送回到溶解槽19进行循环处理。 [0048] 最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。