CN217809013U - 磷酸铁洗水梯次利用装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种磷酸铁洗水梯次利用装置，包括合成过滤组件和洗水梯次利用组件，合成过滤组件包括反应装置和第一过滤器；洗水梯次利用组件包括制浆槽、第二过滤器、第一水洗槽、纯水罐、第二洗水槽和第三过滤器，制浆槽与第一过滤器连通；制浆槽、第二过滤器和第一水洗槽依次通过第一管路组件连接并形成第一循环水路，第二过滤器还与纯水罐连通；第二过滤器、第二洗水槽和第三过滤器依次通过第二管路组件连接并形成第二循环水路。本实用新型通过洗水梯次利用组件实现纯水进行二次水洗，且水洗的水能循环利用，进而实现磷酸铁水洗工序的节水及循环利用。

Description

磷酸铁洗水梯次利用装置

技术领域

本实用新型涉及磷酸铁水洗技术领域，尤其涉及一种磷酸铁洗水梯次利用装置。

背景技术

近年，在正极材料行业磷酸铁锂凭借其优异的安全性能及成本优势逐渐主流，特别在今年磷酸铁迅速扩充产能。在行业内，由于磷酸铁提产降耗，磷酸铁合成向大化工、大生产的方向转型。随着磷酸铁合成逐渐成熟，厂家开始向大粒径磷酸铁合成转变，以适应市场低成本、高产能的要求。现有技术中磷酸铁合成多采用三价硫酸铁和磷酸在酸性溶液中按照1:1比例混合，逐步加入NaOH调节pH值，随着pH值逐渐升高，磷酸铁进行结晶生成磷酸铁沉淀物。沉淀物浆料通过过滤、反复洗涤，除去磷酸铁浆料中的硫酸根、磷酸根、钠离子、铁离子等杂质，进一步烘干脱水制得磷酸铁成品。

近年来，随着磷酸铁提产及与上游密切磷化工合作，为提升磷酸铁合成产能及保障产品均一性，大多数厂家开始改善合成工艺提升反应物三价铁和磷酸根浓度，快速生产合成大粒径磷酸铁。对于大粒径磷酸铁，由于粒径增大，导致BET 降低，且合成后磷酸铁浆料的固含量升高，对磷酸铁水洗工序要求更高。现有的设备需要使用大量的纯水洗涤磷酸铁中的硫酸根、磷酸根、钠离子、铁离子等杂质，浪费水资源，而且水洗效果不好。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种节约水资源且水洗效果好的磷酸铁洗水梯次利用装置。

根据本实用新型的第一方面实施例的磷酸铁洗水梯次利用装置，包括合成过滤组件和洗水梯次利用组件，合成过滤组件包括反应装置和第一过滤器，所述反应装置用于反应合成磷酸铁且将所述磷酸铁输送至所述第一过滤器上；洗水梯次利用组件包括制浆槽、第二过滤器、第一水洗槽、纯水罐、第二洗水槽和第三过滤器，所述制浆槽与所述第一过滤器连通，所述第一过滤器用于对所述磷酸铁进行固液分离且将分离后的滤饼输送至所述制浆槽上；所述制浆槽、所述第二过滤器和所述第一水洗槽依次通过第一管路组件连接并形成第一循环水路，所述第二过滤器用于对所述制浆槽内的浆料进行固液分离且将液体输送至所述第一水洗槽上，所述第二过滤器还与所述纯水罐连通；所述第二过滤器、所述第二洗水槽和所述第三过滤器依次通过第二管路组件连接并形成第二循环水路，所述第三过滤器用于对所述第二洗水槽内的液体进行固液分离。

根据本实用新型实施例的磷酸铁洗水梯次利用装置，至少具有如下技术效果：通过洗水梯次利用组件实现纯水进行二次水洗，且水洗的水能循环利用，进而实现磷酸铁水洗工序的节水及循环利用。

本实用新型的技术方案如下，所述反应装置包括若干个并联连接的反应组件，所述反应组件包括与所述第一过滤器连接的陈化槽和若干个与所述陈化槽连通的反应釜。

本实用新型的技术方案如下，所述洗水梯次利用组件还包括母液槽、浆液滤水槽和废液槽，所述母液槽分别与所述第一过滤器和所述废液槽连通，所述浆液滤水槽分别与所述第二过滤器和所述废液槽连通。

本实用新型的技术方案如下，所述洗水梯次利用组件还包括第四过滤器和废水循环利用装置，所述第四过滤器分别与所述制浆槽、所述废液槽和所述废水循环利用装置连通，所述第四过滤器用于对所述废液槽内的液体进行固液分离，所述废水循环利用装置与所述纯水罐连通。

本实用新型的技术方案如下，所述废水循环利用装置包括废液滤水槽、废水处理装置和多个串联的RO反渗透过滤装置，所述废液滤水槽分别与所述第四过滤器和第一个RO反渗透过滤装置连通，最后一个RO反渗透过滤装置与所述纯水罐连通，每个所述RO反渗透过滤装置都与所述废水处理装置连接。

本实用新型的技术方案如下，所述陈化槽和所述反应釜都安装有第一搅拌装置。

本实用新型的技术方案如下，所述第一过滤器、所述第二过滤器、所述第三过滤器和所述第四过滤器都为压滤机。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型实施例的磷酸铁洗水梯次利用装置的结构示意图；

图2为洗水梯次利用组件的结构示意图；

图3为合成过滤组件与制浆槽和母液槽连接的结构示意图。

附图标记：合成过滤组件100、反应装置110、反应组件111、陈化槽1111、反应釜1112、第一搅拌装置1113、第一过滤器120、洗水梯次利用组件200、制浆槽210、第二过滤器220、第一水洗槽230、纯水罐240、第二洗水槽250、第三过滤器260、母液槽270、浆液滤水槽280、废液槽290、第四过滤器300、废水循环利用装置400、废液滤水槽410、废水处理装置420、RO反渗透过滤装置 430、第一管道500、第二管道510、第三管道520、第四管道530、第五管道540。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

参照图1、2所示，根据本实用新型实施例的磷酸铁洗水梯次利用装置包括合成过滤组件100和洗水梯次利用组件200，合成过滤组件100包括反应装置110 和第一过滤器120，反应装置110用于反应合成磷酸铁且将磷酸铁输送至第一过滤器120上；洗水梯次利用组件200包括制浆槽210、第二过滤器220、第一水洗槽230、纯水罐240、第二洗水槽250和第三过滤器260，制浆槽210与第一过滤器120连通，第一过滤器120用于对磷酸铁进行固液分离且将分离后的滤饼输送至制浆槽210上；制浆槽210、第二过滤器220和第一水洗槽230依次通过第一管路组件连接并形成第一循环水路，第二过滤器220用于对制浆槽210内的浆料进行固液分离且将液体输送至第一水洗槽230上，第二过滤器220还与纯水罐240连通；第二过滤器220、第二洗水槽250和第三过滤器260依次通过第二管路组件连接并形成第二循环水路，第三过滤器260用于对第二洗水槽250内的液体进行固液分离。

例如，反应装置110使用湿法反应合成磷酸铁，合成磷酸铁的反应浆料陈化粒子生长，生长后输送至第一过滤器120进行固液分离，可分离出母液和磷酸铁滤饼，分离出的磷酸铁滤饼通过管道掉落至制浆槽210内；如图2所示，制浆槽 210通过第一管道500与第二过滤器220的进水口连接，第一管道500上安装有用于将浆液输送至第二过滤器220上的泵，第二过滤器220的出水口通过第二管道510与第一水洗槽230连通，第一水洗槽230通过第三管道520与制浆槽210 连通，第三管道520上安装有用于将第一水洗槽230内的二次洗水输送至制浆槽 210内的泵，制浆槽210使二次洗水与一次压滤滤饼混合，促使磷酸铁与二次洗水混合均匀，达到较好的水洗效果，制浆槽210、第二过滤器220和第一水洗槽 230通过第一管道500、第二管道510和第三管道520形成第一循环水路，工作时，第一管道500上的泵将制浆槽210内的浆液抽出且将其输送至第二过滤器220上，第二过滤器220对浆液进行固液分离，液体回流至第一水洗槽230内，作为下次输送至制浆槽210内的液体；第二管道510还与第二洗水槽250连通，第二洗水槽250通过第四管道530与第三过滤器260的进水口连通，第三过滤器 260的出水口通过第五管道540与第二过滤器220的进水口连通，第四管道530 安装有用于将第二洗水槽250内的液体输送至第三过滤器260的泵，第二洗水槽 250、第三过滤器260和第二过滤器220通过第二管道510、第四管道530和第五管道540形成第二循环水路，工作时，第四管道530上的泵将第二洗水槽250 内的液体输送至第三过滤器260上，第三过滤器260对液体进行过滤，再将过滤的水输送第二过滤器220上；纯水罐240通过管路与第二过滤器220连接。

磷酸铁洗水工作过程：如图1、2所示，反应装置110将磷酸铁浆料输送至第一过滤器120上，第一过滤器120进行固液分离，将分离的滤饼输送至制浆槽 210，制浆槽210的浆料通过泵和第一管道500输送至第二过滤器220，第四管道530上的泵抽取第二洗水槽250内的一次洗水至第三过滤器260上，第三过滤器260对一次洗水进行过滤，过滤后的水通过第五管道540输送至第二过滤器 220上，过滤后的水对浆料水洗，第二过滤器220将浆料固液分离，将固体的磷酸铁留在第二过滤器220内，洗水通过第二管道510进入第一洗水槽230作为二次洗水(二次洗水与下一次制浆槽210内的滤饼混合)，完成滤饼的一次水洗，再进行二次水洗，纯水罐240与第二过滤器220连通，将纯水输送至第二过滤器 220上，对第二过滤器220内的滤饼进行纯水水洗，水洗后的水通过第二管道510 输送至第二洗水槽250内作为一次洗水，经过纯水水洗后的滤饼卸料至下游干燥设备进行磷酸铁滤饼的干燥。

通过第二过滤器220、第三过滤器260、第一洗水槽、第二洗水槽250和纯水罐240，可对浆液进行两次水洗，以及能将水洗后的水洗收集且作为下次水洗的水，实现洗水的分类应用，有效的重复利用洗水，实现节水降耗。

第三过滤器260对一次洗水过滤，可有效的除去一次洗水中的磷酸铁，避免洗水反方向通过第二过滤器220的滤布，造成洗水中的磷酸铁反向堵塞滤布的问题。二次洗水与制浆槽210混合，能促使磷酸铁与二次洗水混合均匀，达到较好的水洗效果。第一过滤器120能溶出硫酸根、磷酸根、钠离子、铁离子等杂质。

可以想到的是，第二管道510上可设有球阀，用于控制洗水进入第一洗水槽还是第二洗水槽250，纯水罐240也可以设有球阀，用于控制纯水罐240的纯水是否进入第二过滤器220。

本实用新型的技术方案如下，反应装置110包括若干个并联连接的反应组件 111，反应组件111包括与第一过滤器120连接的陈化槽1111和若干个与陈化槽 1111连通的反应釜1112。

例如，若干个反应釜1112安装于陈化槽1111的顶部，反应釜1112可以为 1个、2个或2个以上，反应组件111可以为1个、2个或2个以上，在图3的实施例中，反应釜1112为两个，陈化槽1111为两个，反应釜1112上端通过进料口进入硫酸铁和磷酸，在酸性溶液中按照1:1比例混合，加入NaOH调节pH 值，通过升温加热促使磷酸铁颗粒生成，在持续加热搅拌的过程中，生成的磷酸铁小颗粒逐渐团聚生长成磷酸铁大颗粒。反应一定时间之后，反应釜1112打开底部下料阀，反应浆料进入陈化槽1111，在陈化槽1111继续反应。通过反应釜 1112进行初步合成反应，在陈化槽1111内进一步合成反应，并且2个反应釜1112 对应一个陈化槽1111且陈化槽1111体积是反应釜1112的2倍以上可有效地存放反应釜1112内初步反应的浆料，通过分步反应可有效地提升生产效率，而且两个陈化槽1111对应一个第一过滤器120，可通过球阀切换相应的陈化釜到第一过滤器120，实现陈化槽1111到第一过滤器120的二对一配置，可有效地节约使用第一过滤器120的数量，提升设备的使用率。

本实用新型的技术方案如下，如图1、2、3所示，洗水梯次利用组件200 还包括母液槽270、浆液滤水槽280和废液槽290，母液槽270分别与第一过滤器120和废液槽290连通，浆液滤水槽280分别与第二过滤器220和废液槽290 连通。工作时，第一过滤器120对浆液固液分离，将母液排放至母液槽270上，第二过滤器220对浆液固液分离，将过滤后的浆液输送浆液滤水槽280上，母液槽270和浆液滤水槽280将液体输送废液槽290内存放。

本实用新型的技术方案如下，如图2所示，洗水梯次利用组件200还包括第四过滤器300和废水循环利用装置400，第四过滤器300分别与制浆槽210、废液槽290和废水循环利用装置400连通，第四过滤器300用于对废液槽290内的液体进行固液分离，废水循环利用装置400与纯水罐240连通。

工作时，母液和浆液滤水通过输送泵进入废液槽290，废液槽290内的废水提供输送泵进入第四过滤器300，第四过滤器300过滤废水中残留的磷酸铁，从而完成废水的过滤，残留的磷酸铁输送至制浆槽210，重新制浆水洗过滤，使磷酸铁重复利用，从而提升磷酸铁的回收率，过滤后的废水输送至废水循环利用装置400，废水循环利用装置400对过滤后的废水进行过滤，使废水变成纯水，纯水输送纯水罐240，实现水资源循环利用。

本实用新型的技术方案如下，如图2所示，废水循环利用装置400包括废液滤水槽410、废水处理装置420和多个串联的RO反渗透过滤装置430，废液滤水槽410分别与第四过滤器300和第一个RO反渗透过滤装置430连通，最后一个RO反渗透过滤装置430与纯水罐240连通，每个RO反渗透过滤装置430都与废水处理装置420连接。

工作时，第四过滤器300过滤后的废水输送至废液滤水槽410内存放，通过输送泵将滤液槽内的废水输送到第一个RO反渗透过滤装置430进行水与硫酸根、磷酸根、钠离子、铁离子等杂质进行分离，分离后的水进入的第二个RO反渗透过滤装置430再次过滤得到纯水，纯水通过输送泵输送至纯水罐240重复利用达到节水的目的。多个RO反渗透过滤装置430的浓盐水进入废水处理装置420 进行废水处理。可以想到的是，RO反渗透过滤装置430可以为一个、两个或两个以上。

本实用新型的技术方案如下，如图3所示，陈化槽1111和反应釜1112都安装有第一搅拌装置1113。设有第一搅拌装置1113，以使材料被充分搅拌，提高水洗效果。具体地，第一搅拌装置1113包括电机、轴和搅拌叶。

本实用新型的技术方案如下，第一过滤器120、第二过滤器220、第三过滤器260和第四过滤器300都为压滤机。

在本说明书的描述中，参考术语“一些实施例”或、“可以想到的是”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种磷酸铁洗水梯次利用装置，其特征在于，包括：

合成过滤组件，包括反应装置和第一过滤器，所述反应装置用于反应合成磷酸铁且将所述磷酸铁输送至所述第一过滤器上；

洗水梯次利用组件，包括制浆槽、第二过滤器、第一水洗槽、纯水罐、第二洗水槽和第三过滤器，所述制浆槽与所述第一过滤器连通，所述第一过滤器用于对所述磷酸铁进行固液分离且将分离后的滤饼输送至所述制浆槽上；

所述制浆槽、所述第二过滤器和所述第一水洗槽依次通过第一管路组件连接并形成第一循环水路，所述第二过滤器用于对所述制浆槽内的浆料进行固液分离且将液体输送至所述第一水洗槽上，所述第二过滤器还与所述纯水罐连通；

所述第二过滤器、所述第二洗水槽和所述第三过滤器依次通过第二管路组件连接并形成第二循环水路，所述第三过滤器用于对所述第二洗水槽内的液体进行固液分离。

2.根据权利要求1所述的磷酸铁洗水梯次利用装置，其特征在于：所述反应装置包括若干个并联连接的反应组件，所述反应组件包括与所述第一过滤器连接的陈化槽和若干个与所述陈化槽连通的反应釜。

3.根据权利要求1所述的磷酸铁洗水梯次利用装置，其特征在于：所述洗水梯次利用组件还包括母液槽、浆液滤水槽和废液槽，所述母液槽分别与所述第一过滤器和所述废液槽连通，所述浆液滤水槽分别与所述第二过滤器和所述废液槽连通。

4.根据权利要求3所述的磷酸铁洗水梯次利用装置，其特征在于：所述洗水梯次利用组件还包括第四过滤器和废水循环利用装置，所述第四过滤器分别与所述制浆槽、所述废液槽和所述废水循环利用装置连通，所述第四过滤器用于对所述废液槽内的液体进行固液分离，所述废水循环利用装置与所述纯水罐连通。

5.根据权利要求4所述的磷酸铁洗水梯次利用装置，其特征在于：所述废水循环利用装置包括废液滤水槽、废水处理装置和多个串联的RO反渗透过滤装置，所述废液滤水槽分别与所述第四过滤器和第一个RO反渗透过滤装置连通，最后一个RO反渗透过滤装置与所述纯水罐连通，每个所述RO反渗透过滤装置都与所述废水处理装置连接。

6.根据权利要求2所述的磷酸铁洗水梯次利用装置，其特征在于：所述陈化槽和所述反应釜都安装有第一搅拌装置。

7.根据权利要求4所述的磷酸铁洗水梯次利用装置，其特征在于：所述第一过滤器、所述第二过滤器、所述第三过滤器和所述第四过滤器都为压滤机。

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