[发明专利]一种金属锂废渣的无害化处理方法及系统

说明书

本发明公开了一种金属锂废渣的无害化处理方法及系统。所述方法包括：提供液相体系，所述液相体系包括分层的油相和水相，油相分布在水相上方，且油相与金属锂废渣不反应；将金属锂废渣加入所述液相体系，并使金属锂废渣分布于所述油相内；将金属锂废渣压入所述水相内，使其中的金属锂与水反应，同时持续移除反应产生的氢气，实现金属锂废渣的无害化处理。本发明的金属锂废渣的无害化处理方法整个反应是在水底进行，可隔绝氧气，可以保证金属锂与水的反应速率，提高处理效率，保证工业化生产的需求；同时，本发明的方法安全可控，没有锂渣起火和爆炸的风险。

技术领域

本发明涉及一种金属锂废渣的无害化处理方法，特别涉及一种快速有效地金属锂废渣的无害化处理方法及其系统，属于锂的回收技术领域。

背景技术

金属锂制造过程中的油炼阶段会产生大量含锂废渣，其质量约为金属锂产量的3％，主要成分包含金属锂、钾、钠及其氧化物、氮化物、碳化物。金属锂废渣通常是浸泡在白油中，从白油中捞出后，表面会均匀的覆盖一层油膜，这层油膜阻止了金属锂与空气中水、氧气和氮气等的直接接触，起到了保护金属锂废渣的作用。金属锂废渣回收装桶后，随着放置时间的延长，金属锂废渣表面的油膜逐渐变薄，并且在搬运过程中，金属锂废渣之间的摩擦促进了油膜的破坏，失去油膜保护的金属锂与空气中的水、氧气和氮气等发生如下反应：

Li+H₂O＝LiOH+H₂↑

4Li+O₂＝2Li₂O

Li₂O+H₂O＝2LiOH

6Li+N₂＝2Li₃N

Li₃N+3H₂O＝3LiOH+NH₃↑

上述反应释放大量反应热，并产生气体，如果不能及时处理掉这些金属锂废渣，热量不能及时排放，经过长时间的热量积聚，金属锂废渣的温度逐渐升高，积累到一定程度就会发生自燃甚至爆炸，引发火灾，造成财产损失和人身伤害，仅2012年就发生过3起金属锂废渣自燃事件。因此金属锂废渣的安全处理显得尤为重要，具有很大的社会价值和经济价值。

目前的金属锂废渣处理方法主要为：将金属锂废渣溶解于水得到锂的化合物。例如，专利CN1326640C提供了一种合成烷基锂所得锂渣的水解方法，将烷基锂过滤所得的锂渣收入锂渣缓冲罐中，然后通过锂渣计量泵将锂渣缓缓压入水解釜中，与水解釜内大量的水发生水解反应，反应温度控制在60℃以下，并通过水解釜的温度来控制锂渣的加入量；反应热通过釜体夹套冷却水带走，反应过程蒸发出来的烃类溶剂等气体则通过放空冷凝器冷却回收。但是将金属锂废渣溶解于水得到锂的化合物，由于金属锂的活泼性质，风险较高，金属锂废渣溶解于水时难免会出现燃烧甚至爆炸等危险情况。例如，专利CN206368190U提供了一种金属锂渣的回收反应装置及处理装置，该专利中采用饱和氢氧化锂溶液来降低水和锂渣的反应速率，从而降低了锂渣处理的风险。但是其缺点也是明显的，整个工艺效率低，锂渣处理量小。又例如，专利CN207016839U提供了一种金属锂废渣回收装置，该装置通过设立多个水解区域来促使锂渣水解完全，降低锂渣水解过程中的着火风险。虽然这种装置能够降低锂渣水解过程中的着火风险，但是，并不能避免锂渣处理时着火这种风险的产生。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种金属锂废渣的无害化处理方法及系统，从而克服了现有技术中的不足。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明实施例提供了一种金属锂废渣的无害化处理方法，其包括：

提供液相体系，所述液相体系包括分层的油相和水相，油相分布在水相上方，且油相与金属锂废渣不反应；