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三元前驱体废水的处理工艺

发布时间:2021-2-26 11:06:25  中国污水处理工程网

申请日 20190530

公开(公告)日 20201201

IPC分类号 C02F9/10; C01D5/00; C01D5/16; C02F103/34

摘要

本发明公开了一种三元前驱体废水的处理工艺,具体为:对三元前驱体制备过程中产生的母液进行汽提处理,得元明粉;对三元前驱体制备过程中产生的洗涤水进行多级反渗透膜处理,并将在多级反渗透膜处理中产生的浓缩液合并至所述母液中继续进行处理,将在多级反渗透膜处理中产生的渗析液回用于生产,实现三元前驱体废水的循环处理;实现了废水中的氨、重金属的回收;并且,母液经汽提处理后再进行脱氨处理和MVR蒸发,产生的氨水和蒸馏水可回用于生产,副产元明粉,作为化工原料外售;做到了废水处理的全量循环,零排放的绿色生产工艺。工艺路线是典型的循环经济工艺路线,变废为宝,实现了资源最大限度的循环利用。

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权利要求书

1.一种三元前驱体废水的处理工艺,其特征在于,该处理工艺具体为:

对三元前驱体制备过程中产生的母液进行汽提处理,得元明粉;对三元前驱体制备过程中产生的洗涤水进行多级反渗透膜处理,并将在多级反渗透膜处理中产生的浓缩液合并至所述母液中继续进行处理,将在多级反渗透膜处理中产生的渗析液回用于生产,实现三元前驱体废水的处理。

2.根据权利要求1所述的一种三元前驱体废水的处理工艺,其特征在于,所述对三元前驱体制备过程中产生的母液进行汽提处理,具体为:

步骤1,将所述母液通入汽提塔进行脱氨,产生的氨水回用于生产;

步骤2,对脱氨后的母液进行固液分离,得滤液;

步骤3,调节所述滤液的pH至中性后,将其通入MVR系统中进行蒸发,产生的蒸馏水回用于生产,产生的残留固体依次进行结晶、过滤、干燥,得元明粉。

3.根据权利要求1或者2所述的一种三元前驱体废水的处理工艺,其特征在于,所述对三元前驱体制备过程中产生的洗涤水进行多级反渗透膜处理,具体为:

步骤11,调节所述洗涤水的pH至5-6,之后对其进行过滤;

步骤12,将过滤后的洗涤水进行反渗透,反渗透产生一级渗析液和以及浓缩液;

步骤13,将所述一级渗析液继续进行反渗透,反渗透产生二级渗析液和二级浓缩液;

步骤14,所述二级渗析液回用于生产,所述二级浓缩液返回步骤12中继续进行反渗透。

4.根据权利要求3所述的一种三元前驱体废水的处理工艺,其特征在于,所述步骤12中产生的浓缩液经反渗透后得三级浓缩液和三级渗析液,所述三级浓缩液合并至所述母液中继续进行汽提处理,所述三级渗析液合并至洗涤水中继续进行多级反渗透膜处理。

5.根据权利要求2所述的一种三元前驱体废水的处理工艺,其特征在于,所述将母液在通入汽提塔进行脱氨处理之前,调节母液的pH值使其不小于12。

6.根据权利要求5所述的一种三元前驱体废水的处理工艺,其特征在于,所述步骤3中的MVR系统包括依次连接的进液池(1)、一级预热器(2)、二级预热器(3)、三级预热器(4)、升膜蒸发单元(5)以及强制循环蒸发单元(6),所述升膜蒸发单元(5)和强制循环蒸发单元(6)一路通过蒸汽输出管连与蒸汽压缩机(7)的出口连接,另一路通过洗气塔(8)与蒸汽压缩机(7)的入口连接;所述升膜蒸发单元(5)和强制循环蒸发单元(6)还与凝水罐(9)连接,所述凝水罐(9)与一级预热器(2)连通。

7.根据权利要求6所述的一种三元前驱体废水的处理工艺,其特征在于,所述升膜蒸发单元(5)包括升膜蒸发器和升膜分离器。

8.根据权利要求7所述的一种三元前驱体废水的处理工艺,其特征在于,所述强制循环蒸发单元(6)包括强制循环泵、强制循环蒸发器和强制循环分离器。

说明书

一种三元前驱体废水的处理工艺

技术领域

本发明属于工业废水处理方法技术领域,具体涉及一种三元前驱体废水的处理工艺。

背景技术

在国家倡导绿色发展理念的背景下,动力电池行业乘着新能源快速发展的东风,规模日渐壮大。镍钴锰三元动力电池材料因其能量密度高、循环寿命长、质量轻等优点,被公认为是最有前景的车用动力电池之一,目前正呈现爆发式增长,从而带动了三元动力电池材料的核心原料—三元动力电池材料前驱体(以下简称“三元前驱体”)亦呈爆发式增长。

三元前驱体通常由三元液(硫酸镍、钴、锰的混合溶液)、液碱与氨水在一定条件下液相合成,再经陈化、固液分离、流水洗涤、干燥、过筛、除铁、包装等工序制成成品;固液分离和流水洗涤环节分别产生母液和洗涤水;三元前驱体的母液pH为12-13,金属离子(Co2+、+Ni2+、+Mn2+)浓度约100mg/L,氨氮约5-10g/L,硫酸钠浓度约100-150g/L。洗涤水pH为6-8,金属离子浓度约20mg/L,氨氮约1-2g/L,硫酸钠浓度约10-15g/L;每生产一吨三元前驱体产生母液15m3,洗水10m3,水量较大;母液和洗涤水水质基本相同,但浓度差异较大,导致处理工艺难度大、成本高、效果差。

传统的处理三元前驱体废水的工艺一般将母液和洗涤水混合均匀后,采用汽提工艺处理,回收氨水循环利用,重金属生成氢氧化物,汽提排水经过调节pH后,采用冷冻结晶工艺回收硫酸钠;该工艺流程简单,但洗水与母液混合后,降低了废水中氨氮含量,影响汽提回收氨氮的效率,同时需要增大汽提的设计处理能力,增加汽提的投资和运行成本。采用冷冻结晶工艺[6],硫酸钠的去除率约50%,排水中盐分约50g/L,难以满足日益严格的环保排放标准。

发明内容

为了克服现有技术的不足,本发明的目的旨在提供一种三元前驱体废水的处理工艺。

一种三元前驱体废水的处理工艺,该处理工艺具体为:

对三元前驱体制备过程中产生的母液进行汽提处理,得元明粉;对三元前驱体制备过程中产生的洗涤水进行多级反渗透膜处理,并将在多级反渗透膜处理中产生的浓缩液合并至所述母液中继续进行处理,将在多级反渗透膜处理中产生的渗析液回用于生产,实现三元前驱体废水的处理。

优选地,所述对三元前驱体制备过程中产生的母液进行汽提处理,具体为:

步骤1,将所述母液通入汽提塔中进行脱氨,产生的氨水回用于生产;

步骤2,对脱氨后的母液进行固液分离,得滤液;

步骤3,调节所述滤液的pH至中性后,将其通入MVR系统中进行蒸发,产生的蒸馏水回用于生产,产生的残留固体依次进行结晶、过滤、干燥,得元明粉。

优选地,所述对三元前驱体制备过程中产生的洗涤水进行多级反渗透膜处理,具体为:

步骤11,调节所述洗涤水的pH至5-6,之后对其进行过滤;

步骤12,将过滤后的洗涤水进行反渗透,反渗透产生一级渗析液和以及浓缩液;

步骤13,将所述一级渗析液继续进行反渗透,反渗透产生二级渗析液和二级浓缩液;

步骤14,所述二级渗析液回用于生产,所述二级浓缩液返回步骤12中继续进行反渗透。

优选地,所述步骤12中产生的浓缩液经反渗透后得三级浓缩液和三级渗析液,所述三级浓缩液合并至所述母液中继续进行汽提处理,所述三级渗析液合并至洗涤水中继续进行多级反渗透膜处理。

优选地,所述将母液通入汽提塔中进行脱氨处理之前,调节母液的pH值使其不小于12。

优选地,所述步骤3中的MVR系统包括依次连接的进液池、一级预热器、二级预热器、三级预热器、升膜蒸发单元以及强制循环蒸发单元,所述升膜蒸发单元和强制循环蒸发单元一路通过蒸汽输出管连与蒸汽压缩机的出口连接,另一路通过洗气塔与蒸汽压缩机的入口连接;所述升膜蒸发单元和强制循环蒸发单元还与凝水罐连接,所述凝水罐与一级预热器连通。

优选地,所述升膜蒸发单元包括升膜蒸发器和升膜分离器。

优选地,所述强制循环蒸发单元包括强制循环泵、强制循环蒸发器和强制循环分离器。

与现有技术相比,本发明实现废水中的氨、重金属的回收及循环再利用;副产元明粉,作为化工原料外售;副产的蒸馏水作为产品洗涤水返回生产工序使用;做到了废水处理的全量循环,零排放的绿色生产工艺。工艺路线是典型的循环经济工艺路线,变废为宝,实现了资源最大限度的循环利用,设计和生产完全符合新时代国家绿色发展理念要求。

发明人 (蒋振康;柳涛;徐鑫;)

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