鋁-空氣電池制備過程中鋁酸鈉溶液的循環利用工藝的制作方法
【專利摘要】鋁-空氣電池制備過程中鋁酸鈉溶液的循環利用工藝，先向濃度為155g/l的廢電解液鋁酸鈉溶液中加入吸附劑活性炭過濾、凈化后進行晶種分解，實現砂狀氫氧化鋁與凈化后母液的分離，砂狀氫氧化鋁制備的反應時間控制在2～8h，分解溫度為50～80℃，苛性比 1.53，種子比 0.35，攪拌速度75～150rpm，附聚效率達90%～350%，從而制得砂狀氫氧化鋁；再將晶種分解得到的砂狀氫氧化鋁在1000～1200℃煅燒溫度下高溫轉型成砂狀氧化鋁，進入電解鋁體系；經凈化后的母液補入一定量的堿性電解液及緩蝕劑后還可作為新鮮電解液回用于電池系統，實現廢電解液鋁酸鈉溶液的循環利用。
【專利說明】鋁-空氣電池制備過程中鋁酸鈉溶液的循環利用工藝
【技術領域】
[0001]本發明涉及鋁-空氣電池制備過程中鋁酸鈉溶液的循環利用工藝。
【背景技術】
[0002]由于礦物能源的有限性及礦物能源的使用造成的環境壓力，開發新的能源以替代礦物能源是擺在各國政府及科研工作者面前的一個迫切問題。電池由于具有清潔、安全、經濟等特性，受到各國研究者的青睞。與目前市場上流行使用的鉛酸電池、鎳電池、鋰離子電池、鋅電池以及用Mg、Fe等金屬作陽極的金屬電池相比，鋁-空氣電池因其能量密度高、功率密度高、工作電壓穩定、負極使用金屬鋁合金，資源豐富，環境友好，易于制備、電池中的材料不涉及有毒有害物質，不易燃、易爆，安全性良好等優點，使得鋁-空氣電池將在未來電動汽車市場占據強有力的優勢。隨著鋁產能過剩以及新能源汽車產業鏈建設的不斷推進，鋁-空氣電池的應用領域及市場規模也將得到很大程度上的拓展，也必將成鋁產業的一個新的經濟增長點。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于針對上述現有技術中存在的不足，提出了一種鋁-空氣電池制備過程中產生的廢電解液鋁酸鈉溶液循環利用整個電池體系的工藝。解決了鋁產能過剩，電解鋁行業日趨低迷的問題，實現了鋁產業鏈的資源循環。該工藝首先將廢電解液鋁酸鈉溶液經過濾、凈化處理后，進行晶種分解，種分得到砂狀氫氧化鋁，實現與凈化后母液的分離，砂狀氫氧化鋁煅燒制備砂狀氧化鋁，進入電解鋁體系，而凈化后母液通過補入堿性電解液并添加緩蝕劑實現電解液的再生，可回用于整個電池系統。
[0004]實現本發明的步驟是:(1)向濃度為155g/l的廢電解液鋁酸鈉溶液中加入吸附劑活性炭過濾、凈化后進行晶種分解，實現砂狀氫氧化鋁與凈化后母液的分離，砂狀氫氧化鋁制備的反應時間控制在2?8h，分解溫度為50?80°C，苛性比1.53，種子比0.35，攪拌速度75?150rpm，附聚效率可達90%?350%，從而制得砂狀氫氧化鋁。⑵再將晶種分解得到的砂狀氫氧化鋁在1000?1200°C煅燒溫度下高溫轉型成砂狀氧化鋁，進入電解鋁體系。
[0005]作為本發明的優選技術方案:
經凈化后的母液補入一定量的堿性電解液及緩蝕劑使濃度達155g/l后可作為新鮮電解液回用于電池系統，實現廢電解液鋁酸鈉溶液的循環利用。
[0006]晶種分解制備砂狀氫氧化鋁反應時間為5?8h，分解溫度75?80°C，攪拌速度10rpm0
[0007]砂狀氫氧化鋁在1200°C煅燒溫度下高溫轉型成砂狀氧化鋁。
[0008]在鋁-空氣電池制備過程中會產生大量的廢電解液鋁酸鈉溶液，經本發明的技術方案后，凈化——晶種分解——砂狀氫氧化鋁與母液分離——煅燒制備砂狀氧化鋁——電解液再生，從而實現廢電解液鋁酸鈉溶液的循環再利用。產生的砂狀氧化鋁，可回到電解鋁體系作為生產的原料，而凈化后得到的母液可補入堿性電解液并添加緩蝕劑實現電解液的再生，又可再次投入到鋁-空氣電池中進行生產應用，該工藝過程形成閉路循環體系，既降低了成本，又對環境無污染，從而實現鋁產業鏈的資源循環，這對于鋁產業鏈的延伸和發展具有重要意義和必要性。
[0009]本發明工藝流程簡單，形成閉路循環體系，既降低了成本，又對環境無污染，從而實現鋁產業鏈的資源循環。
[0010]【專利附圖】
【附圖說明】:
圖1為本發明的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0011]實施例1
⑴向濃度為155g/l的廢電解液鋁酸鈉溶液中加入吸附劑活性炭過濾、凈化后進行晶種分解，實現砂狀氫氧化鋁與凈化后母液的分離，砂狀氫氧化鋁制備的反應時間為在5h，分解溫度為75°C，苛性比1.53，種子比0.35，攪拌速度lOOrpm，附聚效率可達135%，從而制得砂狀氫氧化鋁。
[0012]⑵再將晶種分解得到的砂狀氫氧化鋁在1100°C煅燒溫度下高溫轉型成砂狀氧化鋁，進入電解鋁體系。
[0013]⑶經凈化后的母液補入一定量的堿性電解液及緩蝕劑后可作為新鮮電解液回用于電池系統，實現廢電解液鋁酸鈉溶液的循環利用。
[0014]實施例2
⑴向濃度為155g/l的廢電解液鋁酸鈉溶液中加入吸附劑活性炭過濾、凈化后進行晶種分解，實現砂狀氫氧化鋁與凈化后母液的分離，砂狀氫氧化鋁制備的反應時間控制在7h，分解溫度為75°C，苛性比1.53，種子比0.35，攪拌速度lOOrpm，附聚效率可達220%，從而制得砂狀氫氧化招。
[0015]⑵再將晶種分解得到的砂狀氫氧化鋁在1100°C煅燒溫度下高溫轉型成砂狀氧化鋁，進入電解鋁體系。
[0016]⑶經凈化后的母液補入一定量的堿性電解液及緩蝕劑后可作為新鮮電解液回用于電池系統，實現廢電解液鋁酸鈉溶液的循環利用。
[0017]實施例3
⑴向濃度為155g/l的廢電解液鋁酸鈉溶液中加入吸附劑活性炭過濾、凈化后進行晶種分解，實現砂狀氫氧化鋁與凈化后母液的分離，砂狀氫氧化鋁制備的反應時間控制在7h，分解溫度為78°C，苛性比1.53，種子比0.35，攪拌速度lOOrpm，附聚效率可達285%，從而制得砂狀氫氧化招。
[0018]⑵再將晶種分解得到的砂狀氫氧化鋁在1200°C煅燒溫度下高溫轉型成砂狀氧化鋁，進入電解鋁體系。
[0019]⑶經凈化后的母液補入一定量的堿性電解液及緩蝕劑后可作為新鮮電解液回用于電池系統，實現廢電解液鋁酸鈉溶液的循環利用。
[0020]實施例4
⑴向濃度為155g/l的廢電解液鋁酸鈉溶液中加入吸附劑活性炭過濾、凈化后進行晶種分解，實現砂狀氫氧化鋁與凈化后母液的分離，砂狀氫氧化鋁制備的反應時間控制在7.5h，分解溫度為75°C，苛性比1.53，種子比0.35，攪拌速度75rpm，附聚效率可達107%,從而制得砂狀氫氧化招。
[0021]⑵再將晶種分解得到的砂狀氫氧化鋁在1200°C煅燒溫度下高溫轉型成砂狀氧化鋁，進入電解鋁體系。
[0022]⑶經凈化后的母液補入一定量的堿性電解液及緩蝕劑后可作為新鮮電解液回用于電池系統，實現廢電解液鋁酸鈉溶液的循環利用。
[0023]實施例5
⑴向濃度為155g/l的廢電解液鋁酸鈉溶液中加入吸附劑活性炭過濾、凈化后進行晶種分解，實現砂狀氫氧化鋁與凈化后母液的分離，砂狀氫氧化鋁制備的反應時間控制在7.5h，分解溫度為78°C，苛性比1.53，種子比0.35，攪拌速度150rpm，附聚效率可達145%,從而制得砂狀氫氧化招。
[0024]⑵再將晶種分解得到的砂狀氫氧化鋁在1200°C煅燒溫度下高溫轉型成砂狀氧化鋁，進入電解鋁體系。⑶經凈化后的母液補入一定量的堿性電解液及緩蝕劑后可作為新鮮電解液回用于電池系統，實現廢電解液鋁酸鈉溶液的循環利用。
【權利要求】
1.鋁-空氣電池制備過程中鋁酸鈉溶液的循環利用工藝，其特征在于，步驟如下: ⑴向濃度為155g/l的廢電解液鋁酸鈉溶液中加入吸附劑活性炭過濾、凈化后進行晶種分解，實現砂狀氫氧化鋁與凈化后母液的分離，砂狀氫氧化鋁制備的反應時間控制在2?8h，分解溫度為50?80°C，苛性比1.53，種子比0.35，攪拌速度75?150rpm，附聚效率90%?350%，制得砂狀氫氧化鋁； ⑵將晶種分解得到的砂狀氫氧化鋁在1000?1200°C煅燒溫度下高溫轉型成砂狀氧化鋁，進入電解鋁體系。
2.根據權利要求1所述的鋁-空氣電池制備過程中鋁酸鈉溶液的循環利用工藝，其特征在于，步驟⑴所述經凈化后的母液補入一定量的堿性電解液及緩蝕劑使濃度達155g/l后作為新鮮電解液回用于電池系統。
3.根據權利要求1所述的鋁-空氣電池制備過程中鋁酸鈉溶液的循環利用工藝，其特征在于:晶種分解制備砂狀氫氧化鋁反應時間為5?8h，分解溫度75?80°C，攪拌速度10rpm0
4.根據權利要求1所述的鋁-空氣電池制備過程中鋁酸鈉溶液的循環利用工藝，其特征在于:砂狀氫氧化鋁在1200°C煅燒溫度下高溫轉型成砂狀氧化鋁。
【文檔編號】C01F7/30GK104495890SQ201410752197
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月11日 優先權日:2014年12月11日
【發明者】謝剛, 田永, 徐慶鑫, 和曉才, 李懷仁, 胥富順, 李曉陽, 魏可, 崔濤, 袁野, 柯浪, 徐俊毅, 姚云, 田林, 賴浚 申請人:昆明冶金研究院