处理三元前驱体生产废水的化学与物理耦合系统技术方案

本实用新型专利技术实施例提出一种处理三元前驱体生产废水的化学与物理耦合系统，包括依次连接的沉淀单元、过滤单元、脱氨单元、第一结晶单元、中和单元、纳滤单元和第二结晶单元，沉淀单元用于将废水中金属离子与氨的络合物解络合并形成沉淀；过滤单元用于过滤沉淀单元形成的沉淀；脱氨单元用于去除过滤单元出水中的氨；第一结晶单元用于将脱氨后的溶液进行结晶处理；中和单元用于母液进行中和；纳滤单元用于母液进行盐水分离；第二结晶单元用于对纳滤单元中纳滤截留液进行第二次结晶处理。本实用新型专利技术系统可以减少处理三元前躯体生产废水时酸的用量，而且降低处理后的废水中金属离子含量和氨的含量。和氨的含量。和氨的含量。

【技术实现步骤摘要】
处理三元前驱体生产废水的化学与物理耦合系统


[0001]本技术涉及三元前驱体生产废水处理
，尤其涉及一种处理三元前驱体生产废水的化学与物理耦合系统。

技术介绍

[0002]中国已经成为世界最大的锂电池生产制造基地。锂电池三元材料前驱体制备时，处理含镍(Ⅱ)、钴(Ⅲ)、锰(Ⅱ)硫酸盐需要氨作为配合剂，将三元前躯体分离后得到高氨氮高盐碱性废水。这种高氨氮高盐碱性废水还含有少量的镍、钴、锰等重金属离子，毒性很大。为防止水体污染，保护生态环境，这种高氨氮高盐碱性废水需要进行处理。
[0003]高氨氮高盐碱性废水中存在的物种非常复杂，包括Ni(NH3)
i2+
(i＝0,1,2,3,4,5,6)、Ni(OH)
j2
‑
j
(j＝1,2,3)、Co(OH)
L2
‑
L
(L＝1,2,3,4)、Mn(NH3)
m2+
(m＝0,1,2)、Mn(OH)
n2
‑
n
(n＝1,2)、NH3、NH
4+
、OH
‑
和H2O。不同的物质，有不同的热力学稳定常数，哪种物质的热力学稳定常数越大，就越容易生成哪种物质。在沉淀体系中加入氨水的目的是为控制沉淀生成时的过饱和度。加入氨水实现控制物质过饱和度的机理是氨水与金属离子镍(Ⅱ)、钴(Ⅲ)、锰(Ⅱ)形成水溶性的络合物。
[0004]对这种高氨氮高盐碱性废水进行处理时，主要有三种途径。第一种途径是向其中加入酸，先后将水中的氢氧根和游离氨分别转化为水和NH
4+
。第二种途径是向其中加入另外的络合剂，例如EDTA，取代氨与金属离子镍(Ⅱ)、钴(Ⅲ)、锰(Ⅱ)形成更稳定的络合物。第三种途径是对废水直接加热，将氨与金属离子镍(Ⅱ)、钴(Ⅲ)、锰(Ⅱ)形成的络合物进行分解。这三种途径，均存在难以克服的缺点，导致处理废水的最终成本难以接受。例如，第一种途径，不仅消耗大量的酸，而且在处理NH
4+
时要么消耗氯气(折点加氯法)要么消耗更多的碱。
[0005]破坏氨与金属离子镍(Ⅱ)、钴(Ⅲ)、锰(Ⅱ)形成的稳定络合物，并将氨从水中分离出来，是实现这种高氨氮高盐碱性废水治理的关键所在。

技术实现思路

[0006]本技术实施例提供一种处理三元前驱体生产废水的化学与物理耦合系统，以解决现有技术中遇到的一个或者多个技术问题。
[0007]第一方面，本技术实施例提供了一种处理三元前驱体生产废水的化学与物理耦合系统，包括：
[0008]沉淀单元，所述沉淀单元用于将废水中金属离子与氨的络合物解络合，并形成沉淀；
[0009]过滤单元，所述过滤单元与所述沉淀单元连接，所述过滤单元用于过滤所述沉淀单元形成的沉淀；
[0010]脱氨单元，所述脱氨单元与所述过滤单元连接，所述脱氨单元用于去除所述过滤单元出水中的氨；
[0011]第一结晶单元，所述第一结晶单元与所述脱氨单元连接，所述第一结晶单元用于将脱氨后的溶液进行结晶处理；
[0012]中和单元，所述中和单元与所述第一结晶单元连接，所述中和单元用于将所述第一结晶单元结晶处理后的母液进行中和；
[0013]纳滤单元，所述纳滤单元与所述中和单元连接，所述纳滤单元用于将所述中和单元中和后的母液进行盐水分离；
[0014]第二结晶单元，所述第二结晶单元与所述纳滤单元连接，所述第二结晶单元用于对所述纳滤单元中纳滤截留液进行第二次结晶处理。
[0015]在一种较佳的实施方式中，所述第一结晶单元与所述沉淀单元连接，所述第一结晶单元用于将结晶处理后产生的部分母液回流至所述沉淀单元。
[0016]在一种较佳的实施方式中，所述第二结晶单元用于将第二次结晶处理的产生的母液回流至所述纳滤单元，所述纳滤单元包括保安过滤单元，所述保安过滤单元用于去除颗粒物杂质以保护纳滤单元正常运行。
[0017]在一种较佳的实施方式中，所述沉淀单元包括含有氢氧化钠的碱性溶液，所述沉淀单元内溶液的pH值不低于12。
[0018]在一种较佳的实施方式中，所述过滤单元的滤材为尼龙、聚丙烯、玻璃纤维、聚酯材料和聚四氟乙烯中的一种，所述过滤单元的滤材孔径为40～200目。
[0019]在一种较佳的实施方式中，所述脱氨单元包括闪蒸罐、闪蒸釜、板式塔和镇料塔中的至少一种；所述脱氨单元的操作温度为50～100℃，所述脱氨单元的操作压力范围处于100帕～标准大气压之间。
[0020]在一种较佳的实施方式中，所述脱氨单元为闪蒸罐或闪蒸釜，所述脱氨单元的操作方式为间歇式操作。
[0021]在一种较佳的实施方式中，所述脱氨单元为板式塔或者镇料塔，所述脱氨单元的操作方式为连续式操作。
[0022]在一种较佳的实施方式中，所述第一结晶单元和所述第二结晶单元均包括冷冻结晶处理和蒸发结晶处理；所述第一结晶单元和所述第二结晶单元采用蒸发结晶处理时包括连续式操作或者间歇式操作。
[0023]在一种较佳的实施方式中，所述中和单元与含有浓度为3％～98.3％硫酸溶液的酸液单元连通，所述中和单元内溶液的pH值为6
‑
9时，所述酸液单元与所述中和单元断开连通。
[0024]上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：本技术系统可以减少处理三元前躯体生产废水时酸的用量，而且降低处理后的废水中金属离子含量和氨的含量。
[0025]上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本技术进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。
附图说明
[0026]在附图中，除非另外规定，否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的
部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解，这些附图仅描绘了根据本技术公开的一些实施方式，而不应将其视为是对本技术范围的限制。
[0027]图1示出根据本技术实施例处理三元前驱体生产废水的化学与物理耦合系统的整体结构连接示意图。
具体实施方式
[0028]在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本技术的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
[0029]图1示出根据本技术实施例处理三元前驱体生产废水的化学与物理耦合系统的整体结构连接示意图。
[0030]本实施例提供了一种处理三元前驱体生产废水的化学与物理耦合系统，包括依次连接的沉淀单元110、过滤单元120、脱氨单元130、第一结晶单元140、中和单元150、纳滤单元160和第二结晶单元170。
[0031]沉淀单元110用于将废水中金属离子与氨的络合物解络合，并形成沉淀。
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种处理三元前驱体生产废水的化学与物理耦合系统，其特征在于，包括：沉淀单元，所述沉淀单元用于将废水中金属离子与氨的络合物解络合，并形成沉淀；过滤单元，所述过滤单元与所述沉淀单元连接，所述过滤单元用于过滤所述沉淀单元形成的沉淀；脱氨单元，所述脱氨单元与所述过滤单元连接，所述脱氨单元用于去除所述过滤单元出水中的氨；第一结晶单元，所述第一结晶单元与所述脱氨单元连接，所述第一结晶单元用于将脱氨后的溶液进行结晶处理；中和单元，所述中和单元与所述第一结晶单元连接，所述中和单元用于将所述第一结晶单元结晶处理后的母液进行中和；纳滤单元，所述纳滤单元与所述中和单元连接，所述纳滤单元用于将所述中和单元中和后的母液进行盐水分离；第二结晶单元，所述第二结晶单元与所述纳滤单元连接，所述第二结晶单元用于对所述纳滤单元中纳滤截留液进行第二次结晶处理。2.如权利要求1所述的处理三元前驱体生产废水的化学与物理耦合系统，其特征在于，所述第一结晶单元与所述沉淀单元连接，所述第一结晶单元用于将结晶处理后产生的部分母液回流至所述沉淀单元。3.如权利要求1所述的处理三元前驱体生产废水的化学与物理耦合系统，其特征在于，所述第二结晶单元用于将第二次结晶处理的产生的母液回流至所述纳滤单元，所述纳滤单元包括保安过滤单元，所述保安过滤单元用于去除颗粒物杂质以保护纳滤单元正常运行。4.如权利要求1
‑
3任一项权利要求所述的处理三元前驱体生产废水的化学与物理耦合系统，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖传绪，丁然，张志强，齐奇，曹辉，韩孟利，张迎，杨辉，
申请(专利权)人：北京天地人环保科技有限公司，
类型：新型
国别省市：