一种废液处理系统及工艺技术方案

本发明专利技术属于锂离子电池污水处理技术领域，公开了一种废液处理系统及工艺。包括废液池、泡沫分离器、中极性吸附树脂装置、负压旋转蒸馏装置、气体回收冷凝装置和金属盐回收装置，所述废液池、泡沫分离器、中极性吸附树脂、负压旋转蒸馏装置依次连通，所述负压旋转蒸馏装置包括设置与气体回收冷凝装置连接的气体出口和与金属盐回收装置连接的物料排出口。本发明专利技术废液处理系统及工艺可以广泛应用于不同合成过程中的废水处理。有效去除有机物，并且可以回收利用其中的氨气和金属离子，从而进一步降低工艺成本，提高环保性能。提高环保性能。提高环保性能。

【技术实现步骤摘要】
一种废液处理系统及工艺


[0001]本专利技术属于锂离子电池污水处理
，涉及一种废液处理系统及工艺，更具体的，涉及一种三元正极材料前驱体制备过程废液处理系统及工艺。

技术介绍

[0002]三元材料作为锂离子电池正极材料由于其高能量，高稳定性获得了广泛的关注和研究。三元材料在制备过程中产生大量的废液，如果直接排放，将对环境造成严重危害，因此对废液进行合理有效处理，成为当下的重要课题。
[0003]三元材料主要是通过采用共沉淀法合成前驱体，再经过后期煅烧合成三元材料产品。但是在合成前驱体过程中，由于添加剂、氨水的加入，从而造成产生的废液难以分离处理，同时废液中含有大量的金属离子对环境也造成了很大的危害。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术的的目的在于提供一种废液处理系统，该系统可以广泛应用于不同合成过程中的废水处理，有效去除有机物，并且可以回收利用其中的氨气和金属离子，降低工艺成本，提高环保性能。
[0005]本专利技术的另一目的在于提供一种废液处理工艺。
[0006]为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种废液处理系统，包括废液池、泡沫分离器、中极性吸附树脂装置、负压旋转蒸馏装置、气体回收冷凝装置和金属盐回收装置，所述废液池、泡沫分离器、中极性吸附树脂、负压旋转蒸馏装置依次连通，所述负压旋转蒸馏装置包括设置与气体回收冷凝装置连接的气体出口和与金属盐回收装置连接的物料排出口。
[0007]进一步地，所述泡沫分离器内设置排气阀和压力表；所述负压旋转蒸馏装置内设置温度计和浓度检测组件。
[0008]本专利技术还公开了一种废液处理工艺，使用所述的废液处理系统，包括以下步骤：（1）将废液池中的废液通入泡沫分离器进行气泡分离，去除废液中的有机物及碳源；（2）将经气泡分离后的废液通入中极性吸附树脂装置，对废液中剩余的有机物、微量掺杂金属源及大尺寸钠离子进行进一步吸附，然后进入负压旋转蒸馏装置；（3）废液在负压旋转蒸馏装置中进行梯度负压旋转蒸馏，具体为：在40~50℃温度下旋转蒸馏1~5h；在60~80℃温度下旋转蒸馏1~5h；在90~110℃温度下旋转蒸馏1~5h；蒸馏过程中所产生气体由气体回收冷凝装置处理，梯度负压旋转蒸馏后得金属盐晶体，由金属盐回收装置处理。
[0009]进一步地，所述废液为三元前驱体合成过程的废液，主要成分为镍盐、钴盐、锰盐、
氨水、钠盐，次要成分为苯胺、聚苯胺、柠檬酸、PVP等有机添加剂，葡萄糖、蔗糖、石墨烯等碳源，铬盐、镁盐、铝盐、锗盐、铁盐等微量掺杂金属源。
[0010]进一步地，所述泡沫分离器中加入的气体为空气，在气泡吸附分离过程，向废液中加入的表面活性剂，其中表面活性剂为十二烷基硫酸铵、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、月桂醇聚氧乙烯醚羧酸钠、月桂基硫酸三乙醇胺中的一种或几种。
[0011]进一步优选地，所述废液与表面活性剂的质量比为1：0.01~0.05。
[0012]进一步优选地，气泡吸附分离过程中，空气气泡流速为3~6 cm/s。
[0013]进一步地，所述中极性吸附树脂装置包含凝胶型树脂、聚丙烯酸酯型聚合物树脂、环氧树脂中的一种或几种。
[0014]进一步地，所述梯度负压旋转蒸馏具体为：在40~50℃温度下旋转蒸馏1~5h；检测负压旋转蒸馏装置中的溶液浓度，至金属盐溶液浓度为1~2mol/L；将蒸馏装置升温至60~80℃温度后，继续旋转蒸馏1~5h；收集氨气和水蒸气至回收装置内，检测负压旋转蒸馏装置中的溶液浓度，至金属盐溶液浓度为2~4mol/L；将蒸馏装置继续升温至90~110℃温度后，旋转蒸馏1~5h，水蒸气全部挥发，冷凝至回收装置，直至负压旋转蒸馏装置中的水分蒸发完全，负压旋转蒸馏装置中得到为金属盐晶体。
[0015]进一步地，在金属盐回收处理装置中，对所得金属盐晶体中的Ni含量、Co含量、Mn含量进行检测，按照比例补充Ni盐、Co盐、Mn盐中的一种或多种，做为前驱体制备的原料。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：（1）本专利技术废液处理系统及工艺可以广泛应用于不同合成过程中的废水处理。有效去除有机物，并且可以回收利用其中的氨气和金属离子，从而进一步降低工艺成本，提高环保性能。
[0017]（2）本专利技术创造性地在气泡吸附分离结合表面活性剂起泡增活技术吸附大部分的有机物，表面活性剂在溶液中的大量起泡，可以有效吸附废液中的有机物。
[0018]（3）本专利技术采用梯度负压旋转蒸馏技术，通过分段蒸馏，可以有效去除氨气，同时能够最大限度保留有价金属离子，提高提纯效率，保证金属盐晶体的高纯度，随后对其中Ni、Co、Mn含量进行检测后，按照比例补充相关金属盐，从而用做前驱体制备的原料。
附图说明
[0019]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1为本专利技术废液处理系统的结构示意图。
具体实施方式
[0020]为了便于理解本专利技术，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本专利技术作更全面、细致地描述，但本专利技术的保护范围并不限于以下具体的实施例。
[0021]除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不旨在限制本专利技术的
保护范围。
[0022]除非另有特别说明，本专利技术中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
[0023]实施例1如图1所示，本实施例公开了包括废液池、泡沫分离器、中极性吸附树脂装置、负压旋转蒸馏装置、气体回收冷凝装置和金属盐回收装置，所述废液池、泡沫分离器、中极性吸附树脂、负压旋转蒸馏装置依次连通，所述负压旋转蒸馏装置包括设置与气体回收冷凝装置连接的气体出口和与金属盐回收装置连接的物料排出口。所述泡沫分离器内设置排气阀和压力表；所述负压旋转蒸馏装置内设置温度计和浓度检测组件。
[0024]实施例2本实施例提供一种废液处理工艺，使用实施例1中的废液处理系统，包括以下步骤：（1）将废液池中的废液通入泡沫分离器进行气泡分离，去除废液中的有机物及碳源；所述泡沫分离器中加入的气体为空气，在气泡吸附分离过程，向废液中加入的表面活性剂，其中表面活性剂为十二烷基硫酸铵；废液与表面活性剂的质量比为1：0.02，所述加入的空气气泡流速为4 cm/s；（2）经气泡分离后的废液进入中极性吸附树脂装置，对废液中剩余的有机物、微量掺杂金属源及大尺寸钠离子进行进一步吸附，然后进入负压旋转蒸馏装置；（3）废液在负压旋转蒸馏装置中进行梯度负压旋转蒸馏，具体为：在50℃温度下旋转蒸馏2h，得金属盐溶液浓度为2 mol/L，蒸馏后气体回收冷凝装置收集气体为氨气；在80℃温度下旋转蒸馏1h，得金属盐溶液浓度为3 mol/L，蒸馏后气体回收冷凝装置收集气体为水蒸汽，直接排出；在100℃温度下旋转蒸馏2h本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种废液处理系统，其特征在于，包括废液池、泡沫分离器、中极性吸附树脂装置、负压旋转蒸馏装置、气体回收冷凝装置和金属盐回收装置，所述废液池、泡沫分离器、中极性吸附树脂、负压旋转蒸馏装置依次连通，所述负压旋转蒸馏装置包括设置与气体回收冷凝装置连接的气体出口和与金属盐回收装置连接的物料排出口。2.如权利要求1所述的废液处理系统，其特征在于，所述泡沫分离器内设置排气阀和压力表；所述负压旋转蒸馏装置内设置温度计和浓度检测组件。3.一种废液处理工艺，其特征在于，使用权利要求1或2所述的废液处理系统，包括以下步骤：（1）将废液池中的废液通入泡沫分离器进行气泡分离，去除废液中的有机物及碳源；（2）将经气泡分离后的废液通入中极性吸附树脂装置，对废液中剩余的有机物、微量掺杂金属源及大尺寸钠离子进行进一步吸附，然后进入负压旋转蒸馏装置；（3）废液在负压旋转蒸馏装置中进行梯度负压旋转蒸馏，具体为：在40~50℃温度下旋转蒸馏1~5h；在60~80℃温度下旋转蒸馏1~5h；在90~110℃温度下旋转蒸馏1~5h；蒸馏过程中所产生气体由气体回收冷凝装置处理，梯度负压旋转蒸馏后得金属盐晶体，由金属盐回收装置处理。4.如权利要求3所述的废液处理工艺，其特征在于，所述泡沫分离器中加入的气体为空气，在气泡吸附分离过程，向废液中加入表面活性剂，其中表面活性剂为十二烷基硫酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：路娜，罗秀兰，
申请(专利权)人：世韩天津节能环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：