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三元前驱体解决方案

三元前驱体处理
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【三元前驱体解决方案详情】

三元前驱体电池废水处理



 
三元前驱体处理难点:
三元前驱体是镍钴锰氢氧化物NixCoyMn(1-x-y)(OH)2,三元复合正极材料前驱体产品,是以镍盐、钴盐、锰盐为原料的一种电池正极材料,通常适用于动力电池和小型电型。在制备三元前驱体的过程中经常采用稀有金属沉淀法进行制备,会产生大量含镍、钴废水。
超滤和反渗透虽然处理效果好,但是处理速度较慢(每支渗透膜每小时 处理废水量不超过0.45m3)、膜造价高,膜孔易堵塞而致失效,寿命较短,且无法再生,只能更换,一般只有大型企业才具备此等经济实力,中小型企业难以承受,只能经预处理后直接排放或仅进行初滤后排放,这样即给环境引入二次污染,又导致废水质量不符 合工业生产用水标准难以重新返回利用,极大地造成了水资源浪费。
三元前驱体类型:
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,其中三元前驱体的母液pH为12~13,金属离子(Co2++Ni2++Mn2+)质量浓度约100mg/L,氨氮约5~10g/L,硫酸钠约100~150g/L;洗涤水pH为6~8,金属离子(Co2++Ni2++Mn2+)质量浓度约20mg/L,氨氮约1~2g/L,硫酸钠约10~15g/L。每生产1t三元前驱体约产生15m3母液、约10m3洗涤水,水量较大。母液和洗涤水的水质基本相同,但浓度差异较大,导致处理工艺难度大、成本高、效果差。
三元前驱体处理方法
三元前驱体处理常见处理方法有汽提+冷冻结晶工艺以及汽提+传统脱氨+冷冻结晶工艺两种。这两种工艺各有优劣。
1、汽提+冷冻结晶工艺
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(Co2++Ni2++Mn2+)生成氢氧化物〔Co(OH)2+Ni(OH)2+Mn(OH)2〕,汽提排水经调节pH后,用冷冻结晶工艺回收硫酸钠。该工艺流程简单,但洗涤水与母液混合后废水中的氨氮降低,影响了汽提回收氨氮的效率,同时需要增大汽提的设计处理能力,汽提的投资和运行成本增加。采用冷冻结晶工艺时,硫酸钠的去除率约为50%,排水中盐分约为50g/L,难以满足日益严格的环保排放标准要求。
2、汽提+传统脱氨+冷冻结晶工艺
该工艺将母液与洗涤水分开处理。母液用汽提工艺除氨氮后,采用冷冻结晶工艺除硫酸钠。洗涤水采用生化法、吹脱法、折点加氯法和化学沉淀法等传统氨氮废水处理工艺处置。但采用生物法处理时占地面积大,且洗涤水中的高浓度盐分会对微生物产生抑制作用,导致处理效率降低;采用吹脱法、折点加氯和化学沉淀法存在处理效果差、费用高、产生二次污染等问题。传统工艺已不能达到环保排放标准要求。
采用传统处理工艺存在处理效率低,运行费用高、硫酸钠回收率低,排水盐分高、存在二次污染等问题,因此迫切需要采用新工艺处理三元前驱体废水。

168体育APP官网处理三元前驱体废水处理工艺:
168体育APP官网认为废旧电池回收废水的有效处理,要针对具体废水的水质、水量和当地的环境实际状况,采用技术可行、经济合理的处理方案。尽可能做到在废水处理的同时,能从废水中分离、回收宝贵的资源。168体育APP官网采用汽提+反渗透膜+MVR蒸发工艺。
母液和洗涤水分开进行收集与处理。母液采用汽提系统处理,在进汽提塔前预调节pH≥12(一般母液的原始pH为12~13,满足进水要求),使氨以游离状态存在于水中,再送入汽提精馏塔,在塔釜通入蒸汽将氨气从水中蒸出来,氨气在塔顶换热冷却后冷凝成20%的氨水回用,蒸氨后的液体(氨氮<15mg/L,钴、镍、锰等重金属在碱性条件下已自然沉淀)再送入过滤装置固液分离回收重金属,固液分离后的废水经调节pH至中性后,送MVR系统蒸发。
根据实际生产情况,建设多套汽提装置,因三元前驱体废水中的氯离子<10mg/L,设备材质以316不锈钢为主。汽提实际运行成本约为10元/m3,主要成本是蒸汽和电。

机械蒸汽再压缩(MVR)是将蒸发过程的二次蒸汽用压缩机进行压缩,提高其温度、压力,重新作为热源加热蒸发物料,消耗少量电能即可循环利用蒸汽,减少外部蒸汽用量,是一种高效节能的蒸发工艺。脱氨废水进入MVR后,可将全部废水变为蒸馏水,返回生产车间作为洗涤水;蒸发回收的硫酸盐作为工业副产品,生产经济效益。
洗涤水采用多级反渗透膜技术进行处理,先调节pH至5~6,送超滤装置去除少量悬浮物,再送多级RO反渗透膜系统,膜产浓水性质类似母液,合并至母液进汽提装置处理,膜产渗透液已达标,各项指标接近纯水,可作为产品洗涤水回用于生产。

 

汽提+反渗透膜+MVR组合工艺流程

蒸发器处理工业废水流程
汽提+反渗透膜+MVR组合工艺

汽提+反渗透膜+MVR组合工艺性:
采用汽提+反渗透膜+MVR组合工艺处理三元前驱体废水,可实现废水中的氨、重金属的回收及循环再利用;副产元明粉可作为化工原料外售;副产蒸馏水作为产品洗涤水返回生产工序使用。该工艺路线实现了废水处理的全量循环,是典型的循环经济工艺路线,可变废为宝,实现资源大限度的循环利用,设计和生产完全符合新时代绿色发展理念要求。

mvr蒸发器和多效蒸发器对比

蒸发器设计软件-MDP

蒸发器处理工业废水流程

          168体育APP官网公司基于国外蒸发器设计方法,结合实际应用经验和实验数据,通过不断的优化改进,自我研发MDP蒸发器设计软件,具有实用价值。
              MDP蒸发器设计软件功能涵盖MVR蒸发器、多效蒸发器、压缩机选型、结晶器设计、配套管道泵组设计、强度校核等所有数据计算,能够准确计算蒸发器设计参数
mdp蒸发器设计软件

 (软件截图,本软件是基于国外的计算公式和模型开发的)

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三元前驱体废水处理

项目案例:某三元前驱体废水处理项目案例


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