一種磷酸鐵鋰生產(chǎn)廢水的資源化處理工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)廢水深度處理領(lǐng)域，特別是涉及一種磷酸鐵鋰生產(chǎn)廢水的資源化處理工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰，憑借其相容性好、能量密度高、循環(huán)壽命長、高溫性能和安全性能好等優(yōu)點，在儲能市場和電動車市場具有很強(qiáng)的投資價值。
[0003]然而，在磷酸鐵鋰材料發(fā)展過程中面臨的一個突出問題，就是生產(chǎn)工藝路線過多過雜，這也正反映出該材料的生產(chǎn)工藝在國內(nèi)總體上來看還沒有完全成熟。目前市場上主流的生產(chǎn)工藝路線具體包括四種:水熱法工藝路線、草酸亞鐵工藝路線、氧化鐵工藝路線和磷酸鐵工藝路線。其中常用的草酸亞鐵工藝路線、氧化鐵工藝路線和磷酸鐵工藝路線，都要使用以磷酸和磷酸二氫銨為代表的磷酸鹽和銨鹽，與此同時，磷酸鐵鋰前驅(qū)體在等洗滌和分離過程會產(chǎn)生大量酸性廢水(pH〈2)，該廢水不但含有高濃度氨氮和磷酸鹽還含有硫酸鹽等其它污染物，其中氨氮含量高達(dá)數(shù)十克每升，又由于溶液酸性較強(qiáng)，如果采取加堿蒸氨法處理，則將耗費大量的堿，使得成本過高；如果采用鈣法調(diào)節(jié)pH，一方面產(chǎn)生難以利用的磷石膏，另一方面基于氨氮很高需要進(jìn)一步吹脫或汽提，由于含鈣高使得后續(xù)氨吹脫塔或蒸氨塔將會發(fā)生堵塔現(xiàn)象，容易導(dǎo)致后續(xù)處理難度加大，造成不必要的處理問題，成本提高，經(jīng)濟(jì)效益差。
[0004]除以上所述，現(xiàn)有技術(shù)對該類廢水處理的研宄主要針對氨氮的脫除并沒有對磷酸根和硫酸根離子深度處理的研宄記載，脫氨后的廢水仍含有硫酸根和磷酸根離子，直接排放不但污染環(huán)境還對磷、硫資源造成了浪費。
[0005]因此，發(fā)明人在現(xiàn)有磷硫鐵鋰生產(chǎn)廢水處理研宄基礎(chǔ)上，開發(fā)出一種將磷硫鐵鋰生產(chǎn)廢水實現(xiàn)全組分資源化回收的新工藝，該工藝成本較低，處理效果穩(wěn)定，實現(xiàn)了廢水零排放，獲得的產(chǎn)品市場價值高，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明工藝解決了現(xiàn)有磷酸鐵鋰生產(chǎn)廢水難處理的問題，與現(xiàn)有技術(shù)相比在充分有效脫除氨氮的基礎(chǔ)上進(jìn)一步實現(xiàn)了脫氨廢水中磷酸根和硫酸根離子的資源化回收利用，實現(xiàn)了廢水零排放的同時獲得的產(chǎn)品市場價值高，具有較強(qiáng)的實用性，市場前景不可估量。
[0007]為達(dá)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種磷酸鐵鋰生產(chǎn)廢水的資源化處理工藝，所述工藝包括如下步驟:
(1)磷酸鐵鋰生產(chǎn)廢水首先進(jìn)入第一級攪拌反應(yīng)器，與菱鎂礦粉反應(yīng)，投加菱鎂礦控制反應(yīng)液pH為7-8，然后反應(yīng)液進(jìn)入第二級密閉反應(yīng)器，反應(yīng)器內(nèi)投加氫氧化鈉調(diào)節(jié)反應(yīng)液體PH為8-9，然后混合漿液通過封閉式板框過濾器過濾，得到第一級固體渣和第一級濾液；
(2)上述步驟(I)所述第一級濾液與后續(xù)步驟(3)所述蒸氨塔的塔底液體進(jìn)行換熱提高溫度后，進(jìn)入第三級密閉反應(yīng)器，測定反應(yīng)液中液相磷濃度，如果磷濃度高于0.1 mg/L，則加入氫氧化鎂溶液繼續(xù)攪拌反應(yīng)2 h，然后反應(yīng)混合液通過封閉式板框過濾器過濾，得到第二級固體渣和第二級濾液；如果磷濃度不高于0.lmg/L，第三級反應(yīng)器反應(yīng)液不需要添加氫氧化鎂乳液反應(yīng)，直接作為第二級濾液使用；
(3)將步驟(2)所述第二級濾液通過管道混合器加入氫氧化鈉溶液后，進(jìn)入蒸氨塔，通過蒸汽汽提回收氨水，塔底液體與步驟(2)所述的第一級濾液進(jìn)行換熱；
(4)塔底出水經(jīng)過與第一級濾液換熱降溫后，通過微濾器過濾，然后進(jìn)入鈉陽離子交換柱深度脫除鎂或其他高價離子，然后進(jìn)入三效蒸發(fā)器蒸發(fā)，再進(jìn)行結(jié)晶，得到硫酸鈉產(chǎn)品和蒸餾水。
[0008]步驟(I)所述的第一級固體渣和步驟(2)所述的第二級固體渣，進(jìn)行混合后在110攝氏度進(jìn)行烘干加熱，烘干廢氣通過水吸收得到稀氨水，固體渣用作氮磷復(fù)合肥。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)方案相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
1、本發(fā)明公開了一種磷酸鐵鋰生產(chǎn)廢水全組分資源化回收新工藝；
2、本發(fā)明新工藝與現(xiàn)有處理技術(shù)相比具有成本低、處理效果穩(wěn)定等特點，真正實現(xiàn)了資源的回收利用，廢水零排放；
3、本發(fā)明新工藝流程簡單，操作方便，經(jīng)處理獲得的產(chǎn)品市場價值高，具有良好的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明磷酸鐵鋰生產(chǎn)廢水的資源化處理工藝流程圖。
[0011]下面對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。但下述的實例僅僅是本發(fā)明的簡易例子，并不代表或限制本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍，本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
【具體實施方式】
[0012]為更好地說明本發(fā)明，便于理解本發(fā)明的技術(shù)方案，本發(fā)明的典型但非限制性的實施例如下:
如圖1所示，一種磷酸鐵鋰生產(chǎn)廢水資源化處理工藝，所述工藝包括如下步驟:
(1)磷酸鐵鋰生產(chǎn)廢水首先進(jìn)入第一級攪拌反應(yīng)器，與菱鎂礦粉反應(yīng)，投加菱鎂礦控制反應(yīng)液pH為7-8，然后反應(yīng)液進(jìn)入第二級密閉反應(yīng)器，反應(yīng)器內(nèi)投加氫氧化鈉調(diào)節(jié)反應(yīng)液體PH為8-9，然后混合漿液通過封閉式板框過濾器過濾，得到第一級固體渣和第一級濾液；
(2)上述步驟(I)所述第一級濾液與后續(xù)步驟(3)所述蒸氨塔的塔底液體進(jìn)行換熱提高溫度后，進(jìn)入第三級密閉反應(yīng)器，測定反應(yīng)液中液相磷濃度，如果磷濃度高于0.1 mg/L,則加入氫氧化鎂溶液繼續(xù)攪拌反應(yīng)2 h，然后反應(yīng)混合液通過封閉式板框過濾器過濾，得到第二級固體渣和第二級濾液；如果磷濃度不高于0.lmg/L，第三級反應(yīng)器反應(yīng)液不需要添加氫氧化鎂乳液反應(yīng)，直接作為第二級濾液使用；
(3)將步驟(2)所述第二級濾液通過管道混合器加入氫氧化鈉溶液后，進(jìn)入蒸氨塔，通過蒸汽汽提回收氨水，塔底液體與步驟(2)所述的第一級濾液進(jìn)行換熱；
(4)塔底出水經(jīng)過與第一級濾液換熱降溫后，通過微濾器過濾，然后進(jìn)入鈉陽離子交換柱深度脫除鎂或其他高價離子，然后進(jìn)入三效蒸發(fā)器蒸發(fā)，再進(jìn)行結(jié)晶，得到硫酸鈉產(chǎn)品和蒸餾水。
[0013]步驟(I)所述的第一級固體渣和步驟(2)所述的第二級固體渣，進(jìn)行混合后在110攝氏度進(jìn)行烘干加熱，烘干廢氣通過水吸收得到稀氨水，固體渣用作氮磷復(fù)合肥。
[0014]實施例1
某鋰電池生產(chǎn)廠排出的磷酸鐵鋰生產(chǎn)廢水，經(jīng)預(yù)處理后進(jìn)入攪拌反應(yīng)器，邊攪拌邊加入廉價的菱鎂礦粉，將混合液的PH控制在7，然后將混合液泵入密閉反應(yīng)器，向反應(yīng)器內(nèi)投加氫氧化鈉溶液，將反應(yīng)液PH調(diào)為8后，將混合漿液泵入封閉式板框過濾器過濾，得到固體渣鳥糞石和含高濃度氨氮的硫酸鹽濾液。
[0015]