鋁-空氣電池制備過(guò)程中鋁酸鈉溶液的循環(huán)利用工藝的制作方法
【專利摘要】鋁-空氣電池制備過(guò)程中鋁酸鈉溶液的循環(huán)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(guò)濾、凈化后進(jìn)行晶種分解，實(shí)現(xiàn)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(yīng)時(shí)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(dá)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(zhuǎn)型成砂狀氧化鋁，進(jìn)入電解鋁體系；經(jīng)凈化后的母液補(bǔ)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(tǒng)，實(shí)現(xiàn)廢電解液鋁酸鈉溶液的循環(huán)利用。
【專利說(shuō)明】鋁-空氣電池制備過(guò)程中鋁酸鈉溶液的循環(huán)利用工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋁-空氣電池制備過(guò)程中鋁酸鈉溶液的循環(huán)利用工藝。

【背景技術(shù)】
[0002]由于礦物能源的有限性及礦物能源的使用造成的環(huán)境壓力，開發(fā)新的能源以替代礦物能源是擺在各國(guó)政府及科研工作者面前的一個(gè)迫切問(wèn)題。電池由于具有清潔、安全、經(jīng)濟(jì)等特性，受到各國(guó)研究者的青睞。與目前市場(chǎng)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(yáng)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(wěn)定、負(fù)極使用金屬鋁合金，資源豐富，環(huán)境友好，易于制備、電池中的材料不涉及有毒有害物質(zhì)，不易燃、易爆，安全性良好等優(yōu)點(diǎn)，使得鋁-空氣電池將在未來(lái)電動(dòng)汽車市場(chǎng)占據(jù)強(qiáng)有力的優(yōu)勢(shì)。隨著鋁產(chǎn)能過(guò)剩以及新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)的不斷推進(jìn)，鋁-空氣電池的應(yīng)用領(lǐng)域及市場(chǎng)規(guī)模也將得到很大程度上的拓展，也必將成鋁產(chǎn)業(yè)的一個(gè)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提出了一種鋁-空氣電池制備過(guò)程中產(chǎn)生的廢電解液鋁酸鈉溶液循環(huán)利用整個(gè)電池體系的工藝。解決了鋁產(chǎn)能過(guò)剩，電解鋁行業(yè)日趨低迷的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了鋁產(chǎn)業(yè)鏈的資源循環(huán)。該工藝首先將廢電解液鋁酸鈉溶液經(jīng)過(guò)濾、凈化處理后，進(jìn)行晶種分解，種分得到砂狀氫氧化鋁，實(shí)現(xiàn)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(jìn)入電解鋁體系，而凈化后母液通過(guò)補(bǔ)入堿性電解液并添加緩蝕劑實(shí)現(xiàn)電解液的再生，可回用于整個(gè)電池系統(tǒng)。
[0004]實(shí)現(xiàn)本發(fā)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(guò)濾、凈化后進(jìn)行晶種分解，實(shí)現(xiàn)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(yīng)時(shí)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(dá)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(zhuǎn)型成砂狀氧化鋁，進(jìn)入電解鋁體系。
[0005]作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案:
經(jīng)凈化后的母液補(bǔ)入一定量的堿性電解液及緩蝕劑使?jié)舛冗_(dá)155g/l后可作為新鮮電解液回用于電池系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)廢電解液鋁酸鈉溶液的循環(huán)利用。
[0006]晶種分解制備砂狀氫氧化鋁反應(yīng)時(shí)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(zhuǎn)型成砂狀氧化鋁。
[0008]在鋁-空氣電池制備過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的廢電解液鋁酸鈉溶液，經(jīng)本發(fā)明的技術(shù)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(shí)現(xiàn)廢電解液鋁酸鈉溶液的循環(huán)再利用。產(chǎn)生的砂狀氧化鋁，可回到電解鋁體系作為生產(chǎn)的原料，而凈化后得到的母液可補(bǔ)入堿性電解液并添加緩蝕劑實(shí)現(xiàn)電解液的再生，又可再次投入到鋁-空氣電池中進(jìn)行生產(chǎn)應(yīng)用，該工藝過(guò)程形成閉路循環(huán)體系，既降低了成本，又對(duì)環(huán)境無(wú)污染，從而實(shí)現(xiàn)鋁產(chǎn)業(yè)鏈的資源循環(huán)，這對(duì)于鋁產(chǎn)業(yè)鏈的延伸和發(fā)展具有重要意義和必要性。
[0009]本發(fā)明工藝流程簡(jiǎn)單，形成閉路循環(huán)體系，既降低了成本，又對(duì)環(huán)境無(wú)污染，從而實(shí)現(xiàn)鋁產(chǎn)業(yè)鏈的資源循環(huán)。
[0010]【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】:
圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0011]實(shí)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(guò)濾、凈化后進(jìn)行晶種分解，實(shí)現(xiàn)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(yīng)時(shí)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(dá)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(zhuǎn)型成砂狀氧化鋁，進(jìn)入電解鋁體系。
[0013]⑶經(jīng)凈化后的母液補(bǔ)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(tǒng)，實(shí)現(xiàn)廢電解液鋁酸鈉溶液的循環(huán)利用。
[0014]實(shí)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(guò)濾、凈化后進(jìn)行晶種分解，實(shí)現(xiàn)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(yīng)時(shí)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(dá)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(zhuǎn)型成砂狀氧化鋁，進(jìn)入電解鋁體系。
[0016]⑶經(jīng)凈化后的母液補(bǔ)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(tǒng)，實(shí)現(xiàn)廢電解液鋁酸鈉溶液的循環(huán)利用。
[0017]實(shí)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(guò)濾、凈化后進(jìn)行晶種分解，實(shí)現(xiàn)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(yīng)時(shí)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(dá)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(zhuǎn)型成砂狀氧化鋁，進(jìn)入電解鋁體系。
[0019]⑶經(jīng)凈化后的母液補(bǔ)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(tǒng)，實(shí)現(xiàn)廢電解液鋁酸鈉溶液的循環(huán)利用。
[0020]實(shí)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(guò)濾、凈化后進(jìn)行晶種分解，實(shí)現(xiàn)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(yīng)時(shí)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(dá)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(zhuǎn)型成砂狀氧化鋁，進(jìn)入電解鋁體系。
[0022]⑶經(jīng)凈化后的母液補(bǔ)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(tǒng)，實(shí)現(xiàn)廢電解液鋁酸鈉溶液的循環(huán)利用。
[0023]實(shí)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(guò)濾、凈化后進(jìn)行晶種分解，實(shí)現(xiàn)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(yīng)時(shí)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(dá)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(zhuǎn)型成砂狀氧化鋁，進(jìn)入電解鋁體系。⑶經(jīng)凈化后的母液補(bǔ)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(tǒng)，實(shí)現(xiàn)廢電解液鋁酸鈉溶液的循環(huán)利用。
【權(quán)利要求】
1.鋁-空氣電池制備過(guò)程中鋁酸鈉溶液的循環(huán)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(guò)濾、凈化后進(jìn)行晶種分解，實(shí)現(xiàn)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(yīng)時(shí)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(zhuǎn)型成砂狀氧化鋁，進(jìn)入電解鋁體系。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁-空氣電池制備過(guò)程中鋁酸鈉溶液的循環(huán)利用工藝，其特征在于，步驟⑴所述經(jīng)凈化后的母液補(bǔ)入一定量的堿性電解液及緩蝕劑使?jié)舛冗_(dá)155g/l后作為新鮮電解液回用于電池系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁-空氣電池制備過(guò)程中鋁酸鈉溶液的循環(huán)利用工藝，其特征在于:晶種分解制備砂狀氫氧化鋁反應(yīng)時(shí)間為5?8h，分解溫度75?80°C，攪拌速度10rpm0
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁-空氣電池制備過(guò)程中鋁酸鈉溶液的循環(huán)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(zhuǎn)型成砂狀氧化鋁。
【文檔編號(hào)】C01F7/30GK104495890SQ201410752197
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月11日
【發(fā)明者】謝剛, 田永, 徐慶鑫, 和曉才, 李懷仁, 胥富順, 李曉陽(yáng), 魏可, 崔濤, 袁野, 柯浪, 徐俊毅, 姚云, 田林, 賴浚 申請(qǐng)人:昆明冶金研究院