【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电池材料生产，具体而言，涉及磷酸铁材料生产废水的处理方法。
技术介绍
1、随着动力电池、储能锂电池的飞速发展，现有的电池容量已逐渐不能满足大众要求，磷酸铁锂作为一种电性能好、较为稳定的锂离子电池正极材料，未来市场空间非常大。其生产工艺主要选用固相法，按铁源的不同可分为氧化铁红法、草酸铁法和磷酸铁法。其中磷酸铁工艺路线作为最晚出现的工艺路线，凭借其工艺简单、能耗少、烧成率高等优点逐渐成为主流的工艺路线。由于磷酸铁锂和磷酸铁的结构具有极大的相似性，可以直接在磷酸铁颗粒的基础上进行生长得到磷酸铁锂晶体颗粒，因而该路线中前驱体磷酸铁的制备就及其重要。
2、当下较主流的磷酸铁生产路线为“铵法”(硫酸亚铁+磷酸一铵)和“钠法”(磷酸+液碱+硫酸亚铁)，“铁法”工艺路线(磷酸+铁粉)也比较火热，虽然原材料价格较高，但其废产物主要为氢气排放，废水少、环保压力小，随着后期安全环保压力的逐步加强，将成为一项主流工艺。现有“铁法”磷酸铁生产工艺中，主要以铁粉和磷酸为原料来制备磷酸铁,但为了降低磷酸铁生产成本，现有技术多选择以钛白副产物硫酸亚铁作为磷酸铁的铁源制备磷酸铁，对于资源最大化利用、实现循环经济也具有重要意义。而在钛白粉产业中，当采用大型电炉、使用钛精矿及焦炭为原料进行高钛渣的生产时，则会产生副产物铁水，经过高温脱氧、脱硫、脱碳等工序能生产得到生铁。据统计1吨钛渣就约有400公斤副产生铁，估算我国每年约产生80万吨生铁，因此，钛渣副产生铁产量较大，来源广，并且这种生铁除了碳、硫元素外其余元素含量均较低，若能够实现钛产业
3、然而无论是利用钛白副产物硫酸亚铁还是钛渣副产生铁作为铁源制备磷酸铁，在生产过程中会产生大量的磷酸铁废水，其中磷酸铁废水中含有质量浓度为10％左右的磷酸和总金属离子含量超过1～ppm的杂质金属离子，若直接排放，不仅会造成磷酸资源浪费还会污染生态环境。鉴于以上原因，为了综合处理及回收磷酸铁废水，目前磷酸铁废水处理的主流工艺路线为“预处理+多级膜浓缩+蒸发结晶”，但该废水处理工艺主要是针对以高纯铁块为原料制备磷酸铁，产生的废水中主要为含磷废水，金属杂质离子含量较低，处理后能够达到磷酸和清水回用的目的。但对于钛白产业中钛渣副产生铁为铁源制备磷酸铁产生的废水中，含有浓度较高的磷酸和金属杂质离子，利用“预处理+多级膜浓缩+蒸发结晶”方式进行废水处理，只能回用少部分磷酸和清水，造成资源的极大浪费；此外，金属离子预处理后不能完全去除进入后端的膜系统，将会使膜元件出现污染、结垢，长时间运行下去将会产生不可逆的影响，造成整套磷酸铁废水处理系统瘫痪。因此需要一种处理工艺可以对金属离子进行高效去除，最终实现磷酸回收和结晶盐回用。针对磷酸铁废水杂质含量较高的问题，行业科研工作者开展了大量研究，最终方向集中在膜处理-纳滤膜处理领域。
4、专利cn219449506u提供了一种磷酸铁废水中金属离子的高效去除系统，该种方法包括以下步骤：采用氨水加药+离子交换器(螯合树脂)吸附对废水中的金属离子进行双重去除，保证金属离子不会进入到后端膜浓缩系统，同时，树脂产生的再生废液不会排向系统外部，造成对环境污染，而是回流至母液调节池，即系统前端，再次进入母液混合反应池对金属离子进行高效去除，同时氨水加药+螯合树脂的组合可以大大降低氨水的加药量，从总体上来讲，可以有效降低系统的药剂成本，最终实现回用水tds≤10mg/l，浓液tds≥250000mg/l。该法通过添加氨水加药和螯合树脂对废水进行预处理，树脂价格高昂，处理成本较高，此外该法没有回收利用其中的磷酸，会造成磷酸损耗，进一步提高产品生产成本。
5、申请号为cn202010477670.8的中国专利公开了一种磷酸废酸的回收处理方法，通过对磷酸废酸依次进行纳滤、中和沉淀以及电解操作，将磷酸废酸中的杂质分离，实现磷酸的富集回收，磷酸的回收率高；回收后的磷酸纯度高，性能优异，可满足半导体等行业的要求。该申请提出了对磷酸废酸进行纳滤处理，得到可以直接回用其中磷酸的纳滤透过液，以及需要进一步除去金属杂质离子的纳滤截留液。尽管该申请指出，可以通过纳滤处理磷酸废水，来分离其中的金属杂质离子和磷酸，但是该申请中纳滤处理的对象是磷酸废酸，其中所含主要成分仍然以磷酸为主，而金属杂质离子种类较少，如其说明书中提及的al3+、ca2+或mg2+中任意一种或至少两种的组合。对于处理对象为杂质金属离子较多、种类较复杂的情况，例如钛渣副产生铁制备磷酸铁正极材料的废水中，金属杂质离子复杂，难以采用该申请提到的方法除去的同时，存在较多的磁性杂质也会影响产品的容量保持率和充放电性能。
6、申请号为cn202321664088.8的中国专利公开了一种磷酸铁生产废水回收磷酸的系统，包括原水罐、超滤过滤单元、一级纳滤过滤单元、一级反渗透单元、二级纳滤单元和二级反渗透单元。该技术的系统采用两级纳滤+反渗透对磷酸铁生产废水进行净化浓缩，纳滤去除金属阳离子，作为反渗透的预处理，可减缓金属离子在反渗透表面的积累，延长反渗透的寿命。但是该申请使用了多次(至少五次)的分离手段才可以将磷酸铁生产废水中的金属离子很好地除去并回收其中的磷酸，增加了耗材的成本，降低了回收的效率。也就是说，该申请只是简单地利用了多次分离手段，并没有指出如何根据磷酸铁生产废水中的金属杂质离子的情况，采用较少次数的分离手段也可以很好地分离其中的金属杂质离子，同时较高效地回用其中的磷酸。
7、专利cn116462347a提供一种磷酸铁生产废水的处理方法，该种方法包括以下步骤：(1)调节废水的ph为2.2～2.5，然后固液分离得到第一滤液和第一固体；(2)调节第一滤液的ph为5.5～6，然后固液分离得到第二滤液和第二固体；(3)向第二母液中加入硅氟吸附剂和絮凝剂，然后固液分离得到第三滤液和第三固体；(4)对第三滤液进行纳滤膜处理，得到第一浓水和第一产水；(5)调节第一浓水的ph为9～9.5，加入磷酸盐，然后固液分离得到第四滤液和第四固体；(6)对第一产水和第四滤液进行反渗透膜处理，得到第二浓水和第二产水；所述第二浓水中富含硫酸铵。该法在废水处理过程中通过多次ph调节来达到液固分离的目的，但在实际生产过程中需要添加大量ph调节剂，以及在处理过程中添加硅氟吸附剂和絮凝剂，成本较高，会引入新的杂质。
8、综上所述，以上专利中虽然均指出了对磷酸铁生产废水进行分离除杂，并回收利用其中的磷酸，但是对于金属杂质离子较多并且特异性地想要将回用液投入磷酸铁锂正极材料制备工艺的溶铁工序的情况，以上申请均没有指出如何针对性地、高效地除杂回用，而使用多步骤的分离手段来处理磷酸铁废水，容易带来新的杂质的同时造成生产效率下降。
技术实现思路
1、由于利用钛产业中钛渣副产生铁含有97～98％的单质铁、1～2％的碳和少量杂质，杂质含量高于高纯生铁(fe含量＞99％)，制备磷酸铁过程中产生的废水杂质本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种磷酸铁生产废水的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种磷酸铁生产废水的处理方法，其特征在于，所述S1中，所述生产废水蒸发浓缩后得到冷凝水，经反渗透膜处理后，滤出的清水进入回用池，剩下的浓水回到蒸发装置继续蒸发，所述清水中磷酸的质量浓度为0.8％～1.4％，金属杂质离子总含量为80～200ppm。
3.根据权利要求1所述的一种磷酸铁生产废水的处理方法，其特征在于，所述第一回用液中金属杂质离子总含量为300～450ppm。
4.根据权利要求1所述的一种磷酸铁生产废水的处理方法，其特征在于，所述第二回用液中磷酸的质量浓度为14％～25％，金属杂质离子总含量＜400ppm。
5.根据权利要求1所述的一种磷酸铁生产废水的处理方法，其特征在于，所述S4中，中和所用的碱为氢氧化钠或氢氧化钙，用量为所述第二浓水质量浓度的6～13％。
6.根据权利要求1所述的一种磷酸铁生产废水的处理方法，其特征在于，所述蒸发装置为三效降膜蒸发器。
7.根据权利要求1所述的一种磷酸铁生产废水的处理方法，其特征
...【技术特征摘要】
1.一种磷酸铁生产废水的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种磷酸铁生产废水的处理方法，其特征在于，所述s1中，所述生产废水蒸发浓缩后得到冷凝水，经反渗透膜处理后，滤出的清水进入回用池，剩下的浓水回到蒸发装置继续蒸发，所述清水中磷酸的质量浓度为0.8％～1.4％，金属杂质离子总含量为80～200ppm。
3.根据权利要求1所述的一种磷酸铁生产废水的处理方法，其特征在于，所述第一回用液中金属杂质离子总含量为300～450ppm。
4.根据权利要求1所...
【专利技术属性】
技术研发人员：缑可贞，杨纯，李凤，周高明，洪顺，段婷婷，
申请(专利权)人：宜宾天原科创设计有限公司，
类型：发明
国别省市：
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