CN109574356A - 一种三元材料清洗废水零排放处理方法 - Google Patents

一种三元材料清洗废水零排放处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种三元材料清洗废水零排放处理方法，采用陶瓷膜处理系统、电渗析处理系统、RO反渗透系统、MVR蒸发结晶系统和碳酸锂回收系统相结合的工艺流程，包括(1)将三元材料清洗水通过陶瓷微滤膜处理系统，过滤废水中固体悬浮物，回收废水中固体氧化物；(2)陶瓷微滤膜过滤后的废水进入混凝沉淀池；(3)电渗析系统是将混凝沉淀池出水进行浓缩处理；(4)电渗析产水进入RO反渗透系统，RO反渗透系统产水达到回用水的标准，RO浓水返回到电渗析进水，重新进行浓缩处理；(5)电渗析浓水通过加入适量的饱和碳酸钠溶液，碳酸锂会结晶析出，通过离心机将碳酸锂固液分离，最后干燥处理；(6)回收碳酸锂后的母液进入MVR蒸发系统。

Description

一种三元材料清洗废水零排放处理方法
技术领域
本发明涉及环保设施技术领域，具体为一种三元材料清洗废水零排放处理方法。
背景技术
随着地球资源不断的消耗，传统的石油资源也给人类的生存环境带来了挑战，开发可再生绿色能源已是迫在眉睫。目前储能材料受到科学家和企业家的广泛关注。其中锂离子电池的优越性能，是目前大功率动力电池开发重点对象。
成功商业化锂离子电池正极材料很多，具有代表性的有钴酸锂、锰酸锂和磷酸铁锂。钴酸锂和锰酸锂的放电比容量小，较差的化学稳定性，所以难以成为大功率动力电池的正极材料。磷酸铁锂电池虽然热稳定性好，但是比容量小及导电性差的缺点，难以满足市场化发展的需求。镍钴锰三元正极材料做为新型锂离子电池材料，具有放电容量高，循环寿命长，安全性高，成本低廉，是最具有前景的锂离子电池的正极材料。
三元正极材料合成的方法主要有溶胶凝胶法、化学共沉淀法、水热合成法、高温固相法和喷雾干燥法等，其中化学共沉淀法合成产物的组分均匀性好，条件容易控制，操作简单，是目前工业上合成三元材料的主流方法。化学共沉淀法一般是将合成原料以溶液状态混合，并向溶液中加入沉淀试剂，使溶液中混合均匀的各个组分按照计量比共沉淀出来，再通过煅烧分解制备出细粉料。化学共沉淀法在洗涤和分离过程会产生大量的碱性废水，高氨氮以及重金属络合物，另外，清洗水含有大量的硫酸钠盐，氨氮处理后仍不能达到排放标准，而且形成资源浪费。
伴随着新能源汽车的快速推广，锂离子电池被大量的使用，因此碳酸锂价格也是水涨船高，因此回收碳酸锂资源回收再利用的课题也是学者们探讨的热门课题。
因此实现三元材料清洗废水达标排放，同时实现碳酸锂资源回收利用，需要一种针对三元材料清洗废水零排放处理方法及回收碳酸锂的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种三元材料清洗废水零排放处理方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种三元材料清洗废水零排放处理方法，采用陶瓷膜处理系统、电渗析处理系统、RO反渗透系统、MVR蒸发结晶系统和碳酸锂回收系统相结合的工艺流程，包括以下步骤：
(1)将三元材料清洗水通过陶瓷微滤膜处理系统，过滤废水中固体悬浮物，回收废水中固体氧化物；
(2)陶瓷微滤膜过滤后的废水进入混凝沉淀池，通过调pH，将废水中铝离子沉淀析出，通过PAC和PAM混凝试剂，形成矾花，更好的将铝沉淀完全，为更好的回收锂提供良好的环境；
(3)电渗析系统是将混凝沉淀池出水进行浓缩处理，电渗析将三元材料清洗水浓缩到一定浓度待回收碳酸锂；
(4)电渗析产水进入RO反渗透系统，RO反渗透系统产水达到回用水的标准，RO浓水返回到电渗析进水，重新进行浓缩处理；
(5)电渗析浓水通过加入适量的饱和碳酸钠溶液，碳酸锂会结晶析出，通过离心机将碳酸锂固液分离，最后干燥处理；
(6)回收碳酸锂后的母液进入MVR蒸发系统，MVR冷凝水回到电渗析进水，整个系统实现闭环，废水回用率达到99％以上，实现零排放工艺标准，同时也实现资源回收再利用。
所述步骤(1)中陶瓷微滤膜系统处理能力为3T/h，膜孔径为5um。
所述步骤(2)中调节沉淀池的pH为8.5。
所述电渗析处理能力为3T/h，其中原水电导率为26200us/cm，通过电渗析浓缩将废水电导率提高到90000us/cm，电渗析产水电导率在5000us/cm。
所述步骤(5)中电渗析浓水加入300L饱和碳酸钠溶液，均匀搅拌30分钟后，沉淀出碳酸锂，通过离心机进行固液分离，最后进行干燥处理。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用陶瓷膜处理系统、电渗析处理系统、RO反渗透系统、MVR蒸发结晶系统和碳酸锂回收系统相结合的工艺流程，对三元材料清洗废水进行深度回收利用，回收废水中碳酸锂等资源，实现零排放；本发明中膜分离简单可靠，能耗低；MVR蒸发结晶需要争气了极少，极大地降低了运行成本；本发明投资少，运行成本低，设备简单，易于维护；本发明回收碳酸锂，锂回收率可以达到90％以上，实现资源回收利用；本发明无副产品产水，无二次污染。
附图说明
图1为一种三元材料清洗废水零排放处理方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种三元材料清洗废水零排放处理方法，采用陶瓷膜处理系统、电渗析处理系统、RO反渗透系统、MVR蒸发结晶系统和碳酸锂回收系统相结合的工艺流程，包括以下步骤：
(1)将三元材料清洗水通过陶瓷微滤膜处理系统，过滤废水中固体悬浮物，回收废水中固体氧化物；
(2)陶瓷微滤膜过滤后的废水进入混凝沉淀池，通过调pH，将废水中铝离子沉淀析出，通过PAC和PAM混凝试剂，形成矾花，更好的将铝沉淀完全，为更好的回收锂提供良好的环境；
(3)电渗析系统是将混凝沉淀池出水进行浓缩处理，电渗析将三元材料清洗水浓缩到一定浓度待回收碳酸锂；
(4)电渗析产水进入RO反渗透系统，RO反渗透系统产水达到回用水的标准，RO浓水返回到电渗析进水，重新进行浓缩处理；
(5)电渗析浓水通过加入适量的饱和碳酸钠溶液，碳酸锂会结晶析出，通过离心机将碳酸锂固液分离，最后干燥处理；
(6)回收碳酸锂后的母液进入MVR蒸发系统，MVR冷凝水回到电渗析进水，整个系统实现闭环，废水回用率达到99％以上，实现零排放工艺标准，同时也实现资源回收再利用。
所述步骤(1)中陶瓷微滤膜系统处理能力为3T/h，膜孔径为5um。
所述步骤(2)中调节沉淀池的pH为8.5。
所述电渗析处理能力为3T/h，其中原水电导率为26200us/cm，通过电渗析浓缩将废水电导率提高到90000us/cm，电渗析产水电导率在5000us/cm。
所述步骤(5)中电渗析浓水加入300L饱和碳酸钠溶液，均匀搅拌30分钟后，沉淀出碳酸锂，通过离心机进行固液分离，最后进行干燥处理。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种三元材料清洗废水零排放处理方法，采用陶瓷膜处理系统、电渗析处理系统、RO反渗透系统、MVR蒸发结晶系统和碳酸锂回收系统相结合的工艺流程，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将三元材料清洗水通过陶瓷微滤膜处理系统，过滤废水中固体悬浮物，回收废水中固体氧化物；
(2)陶瓷微滤膜过滤后的废水进入混凝沉淀池，通过调pH，将废水中铝离子沉淀析出，通过PAC和PAM混凝试剂，形成矾花，更好的将铝沉淀完全，为更好的回收锂提供良好的环境；
(3)电渗析系统是将混凝沉淀池出水进行浓缩处理，电渗析将三元材料清洗水浓缩到一定浓度待回收碳酸锂；
(4)电渗析产水进入RO反渗透系统，RO反渗透系统产水达到回用水的标准，RO浓水返回到电渗析进水，重新进行浓缩处理；
(5)电渗析浓水通过加入适量的饱和碳酸钠溶液，碳酸锂会结晶析出，通过离心机将碳酸锂固液分离，最后干燥处理；
(6)回收碳酸锂后的母液进入MVR蒸发系统，MVR冷凝水回到电渗析进水，整个系统实现闭环，废水回用率达到99％以上，实现零排放工艺标准，同时也实现资源回收再利用。
2.根据权利要求1所述的一种三元材料清洗废水零排放处理方法，其特征在于：所述步骤(1)中陶瓷微滤膜系统处理能力为3T/h，膜孔径为5um。
3.根据权利要求1所述的一种三元材料清洗废水零排放处理方法法，其特征在于：所述步骤(2)中调节沉淀池的pH为8.5。
4.根据权利要求3所述的一种三元材料清洗废水零排放处理方法，其特征在于：所述电渗析处理能力为3T/h，其中原水电导率为26200us/cm，通过电渗析浓缩将废水电导率提高到90000us/cm，电渗析产水电导率在5000us/cm。
5.根据权利要求1所述的一种三元材料清洗废水零排放处理方法，其特征在于：所述步骤(5)中电渗析浓水加入300L饱和碳酸钠溶液，均匀搅拌30分钟后，沉淀出碳酸锂，通过离心机进行固液分离，最后进行干燥处理。
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