MVR工藝在電池材料廢水中的資源化利用。
一、電池材料廢水的來(lái)源
鋰電三元正極材料清洗濾液經(jīng)過(guò)前端中水回用和鋰資源化回用后,產(chǎn)生高濃度的含鹽廢水,此類(lèi)廢水為含有硫酸鋰的廢水,加入碳酸鈉進(jìn)入沉鋰后形成高濃度硫酸鈉溶液,為實(shí)現鋰資源回用過(guò)程中廢水“零"排放的目的,對該高濃度含鹽廢水進(jìn)行蒸發(fā)結晶。
二、電池材料廢水的處理方法
目前,蒸發(fā)結晶技術(shù)方式較多,有單效蒸發(fā)結晶、多效蒸發(fā)結晶、MVR 蒸發(fā)結晶等方式,從投入成本和使用成本綜合考慮,需選擇一種低成本、高效節能的蒸發(fā)結晶方式,進(jìn)行高鹽廢水的蒸發(fā)結晶。
MVR蒸發(fā)結晶技術(shù)作為目前更為常用蒸發(fā)器技術(shù),僅開(kāi)機時(shí)需要少量生蒸汽,運行過(guò)程中幾乎不消耗蒸汽,通過(guò)熱量的再利用極大地降低企業(yè)運行成本。
三、MVR蒸發(fā)工藝在電池材料廢水中的應用
1、廢水相關(guān)參數
高濃度的硫酸鋰廢水輸送至沉鋰反應釜內,在一定的 pH值和溫度下,通過(guò)加熱、攪拌、添加碳酸鈉形成沉淀,反應原理如下:
Li2SO4 + Na2CO3→Li2CO3↓ + Na2SO4
通過(guò)離心得到回用,離心液為高濃度的硫酸鈉廢水,該廢水為待蒸發(fā)廢水,其參數為:水量為 2 t/h,pH 值為 7 ~8; 溫度為 30 ~ 50℃;主要成分是硫酸鈉,含有極少量的碳酸鈉和; 電導率 70000 μs/cm 左右,折合硫酸鈉濃度約3.8% ,屬于高濃度工業(yè)含鹽廢水; 飽和硫酸鈉溶液的沸點(diǎn)升為5
2、電池廢水處理工藝設計
根據水質(zhì)相關(guān)參數進(jìn)行設計分析,為電池廢水處理設計MVR蒸發(fā)工藝具體流程如下:
硫酸鈉廢水首先經(jīng)過(guò)冷凝水初步預熱,然后再經(jīng)過(guò)生蒸汽預熱,通過(guò)控制生蒸汽量來(lái)控制料液進(jìn)入分離器前的溫度,使該溫度維持在在 85~ 90℃ ,然后進(jìn)入蒸發(fā)器的分離段,再經(jīng)由內部導流系統進(jìn)入結晶段,清濁液分離后清液經(jīng)導流筒周?chē)h(huán)形區域進(jìn)入強制循環(huán)管進(jìn)口,再進(jìn)入一級加熱器和二級加熱器底部向上進(jìn)入加熱管內,屬于升膜蒸發(fā)管內的物料與管外的蒸汽進(jìn)行換熱,物料提高溫度后再次進(jìn)入分離段進(jìn)行閃蒸、提濃,然后進(jìn)入結晶段,如此循環(huán)。
當結晶段底部鹽析腿晶體量達到一定密度時(shí),出料泵將結晶器底部物料打入稠厚釜,結晶器內清液經(jīng)結晶器與分離器的連接管道直接返回分離段,晶體部分在稠厚釜適當降溫后進(jìn)入離心機,離心分離后獲得晶體產(chǎn)品,母液返回蒸發(fā)系統。
通過(guò)采用MVR蒸發(fā)器對硫酸鈉廢水進(jìn)行蒸發(fā)結晶處理,達到設計要求的蒸發(fā)量和晶體產(chǎn)出量,而且系統能夠穩定地實(shí)現自動(dòng)控制,而且運行成本與常規三效、四效相比,節能效果較為明顯,預計不到兩年可以回收MVR的多余投資成本。