[發(fā)明專利]一種鋰電池前驅(qū)體制備產(chǎn)生的高鹽含鋰廢水處理方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710168069.9
• 申請日: 2017-03-21
• 公開（公告）號: CN106830143A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 戴劍鋒;劉驥飛;黃良標;彭萬通;王青
• 申請（專利權(quán)）人: 蘭州理工大學(xué)
• 主分類號: C02F1/04
• 分類號: C02F1/04;C01D15/08
• 代理公司: 蘭州振華專利代理有限責(zé)任公司62102
• 代理人: 董斌

技術(shù)領(lǐng)域

本應(yīng)用涉及鋰電池鋰鹽類材料的生產(chǎn)技術(shù)，具體是碳酸鹽型含鋰高鹽廢水的低能耗零排放技術(shù)。

背景技術(shù)

作為一種相對的清潔能源,鋰電已經(jīng)成為一個重要的能源工業(yè)產(chǎn)品。但在工業(yè)鋰電原材料生產(chǎn)中會產(chǎn)生大量的含鋰高鹽廢水，主要成份有鋰、鈉、鉀、氯離子、硫酸根離子等。這些含鋰高鹽廢水成分復(fù)雜、可生化性差、COD嚴重超標，除腐蝕管道和設(shè)備，沖擊污水生化處理系統(tǒng)，還將直接影響中水的進一步回用和水體生態(tài)環(huán)境。另一方面在受新能源政策刺激下碳酸鋰價格持續(xù)走高，鋰資源短缺的國際形勢中，針對鋰電原材料中碳酸鋰生產(chǎn)工業(yè)廢水的處理尤其是鋰的回收制定出一套高效可行、成本低廉的技術(shù)方案尤為必要。

現(xiàn)有的關(guān)于不含鋰高鹽廢水處理技術(shù)主要采用物理化學(xué)法，如化學(xué)氧化分解、藥劑電解及反滲透等處理技術(shù)，這些方法成本較高，且對操作人員要求較高。但對含鋰高鹽廢水處理工藝僅用的多效蒸發(fā)技術(shù)存在來自設(shè)備的高耗能、低效率、以及含鋰廢水固有屬性（碳酸鋰溶液加熱后結(jié)壁不易清理、極易堵塞蒸發(fā)器列管）的缺點。目前采用MVR系統(tǒng)處理普通化工廢水配套設(shè)施主要有管式效體和蒸汽壓縮機，但管式效體因針對碳酸鋰易結(jié)壁析出堵塞管路而無法高效處理含鋰廢水，將MVR系統(tǒng)中的壓縮機單獨處理含鋰類高鹽廢水的技術(shù)還是一項空白，MVR系統(tǒng)與傳統(tǒng)的多效蒸發(fā)器相比，一個MVR系統(tǒng)相當(dāng)于30效蒸發(fā)器處理廢水能力，可以將低溫飽和蒸汽壓縮后提高其熱焓再利用高溫蒸汽加熱蒸發(fā)釜，極大的降低能量損耗。針對含鋰廢水升溫后容易結(jié)壁問題，本次用蒸發(fā)釜（帶攪拌）代替?zhèn)鹘y(tǒng)的列管式蒸發(fā)器，有效的解決了碳酸鋰堵塞蒸發(fā)列管的技術(shù)難題。這項技術(shù)不僅將含鋰類高鹽廢水實現(xiàn)低能耗的分類回收，而且基本達到了含鋰高鹽廢水的零排放，有效的達到環(huán)境保護要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種鋰電池前驅(qū)體制備產(chǎn)生的高鹽含鋰廢水處理方法。

本發(fā)明是一種鋰電池前驅(qū)體制備產(chǎn)生的高鹽含鋰廢水處理方法，其步驟為：

（1）含鋰高鹽廢水負壓蒸發(fā)；

（2）負壓低溫飽和蒸汽通過MVR雙級壓縮機二次升溫后循環(huán)利用；

（3）分離高溫不溶性高品位碳酸鋰；

（4）分離結(jié)晶鈉鉀鹽；

（5）低品位鋰鹽和鈉鉀鹽分離回收。

本發(fā)明的有益之處是：可以很好地應(yīng)用于其他生產(chǎn)鋰鹽的廢水處理設(shè)施中。采用MVR和帶有攪拌的蒸發(fā)釜首先解決高能耗的運行成本，其次能夠有效避免結(jié)晶碳酸鋰對列管的堵塞問題，延長對碳酸鋰晶體結(jié)壁的清理周期，并將有價碳酸鋰和其他廉價鹽類有效分離并回收，有效提高鋰類產(chǎn)品整體生產(chǎn)工藝的回收率，降低廢水排放對環(huán)境的影響。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。

具體實施方式

如圖1所示，本發(fā)明是一種鋰電池前驅(qū)體制備產(chǎn)生的高鹽含鋰廢水處理方法，其步驟為：

（1）含鋰高鹽廢水負壓蒸發(fā)；

（2）負壓低溫飽和蒸汽通過MVR雙級壓縮機二次升溫后循環(huán)利用；

（3）分離高溫不溶性高品位碳酸鋰；

（4）分離結(jié)晶鈉鉀鹽；

（5）低品位鋰鹽和鈉鉀鹽分離回收。

以上所述步驟（1）含鋰高鹽廢水負壓蒸發(fā)工藝包括以下步驟：

將含鋰高鹽廢水通入1#、2#蒸發(fā)釜中，蒸發(fā)釜采用蒸汽盤管加熱廢水至85±3℃，蒸發(fā)釜內(nèi)0.06±0.01Mpa負壓，廢水原液在微負壓環(huán)境下蒸發(fā)2-2.5h，此時溶液比重為1.22±0.1。

以上所述步驟（2）低溫飽和蒸汽通過MVR壓縮機升溫后循環(huán)利用包括以下步驟：

① 將1#、2#、3#蒸發(fā)釜抽出的低溫飽和蒸汽通入MVR系統(tǒng)中，利用MVR壓縮機二次做工將飽和蒸汽溫度提升至120±5℃，工作電壓380V；

② 升溫后的二次蒸汽一部分用于輔助加熱1#、2#蒸發(fā)釜，另一部分用于預(yù)熱常溫廢水原液。

以上所述步驟（3）分離高溫難溶性高品位鋰鹽工藝包括以下步驟：

① 當(dāng)蒸發(fā)釜溶液比重至1.24-1.26時，將溶液排入抽濾缸4#開始液固分離，得到固體物料碳酸鋰含量在80-85%；鋰的一次直收率在90%以上；

② 濾液進入一次蒸發(fā)后液儲罐5#靜置待用。

以上所述步驟（4）分離結(jié)晶鈉鉀鹽工藝包括以下步驟：

① 將5#儲罐溶液通入結(jié)晶釜6#濃縮結(jié)晶；

② 將結(jié)晶出的液固混合物通入離心機，分離出的鈉鉀鹽經(jīng)干燥后可作為產(chǎn)品出售，低鋰含量溶液進入結(jié)晶后液儲罐7#。