[发明专利]一种硫酸钠废液的回收再利用方法

说明书

本发明公开了一种硫酸钠废液的回收再利用方法，该方法是采用工业中废弃的硫酸钠溶液，通过调节废弃硫酸钠溶液的浓度，加入适量的硫酸亚铁后，在一定的温度中搅拌一段时间并蒸干水分后即可得到硫酸亚铁钠的前躯体。前躯体在一定的烧结温度下烧结即可得到钠离子电池正极材料硫酸亚铁钠。本发明为工业废弃硫酸钠溶液找到一种具有高经济附加值的回收利用途径，利用硫酸钠废水为原料制备钠离子电池正极材料，实现了硫酸钠废液的资源化利用，具备良好的经济和环保效益，制备的硫酸亚铁钠材料应用作为钠离子正极材料时具有高比容量、高工作电压、良好的循环稳定性能以及优异的倍率性能。

技术领域

本发明属于废液回收领域，具体涉及一种硫酸钠废液的回收再利用方法。

背景技术

硫酸钠是许多化学工业生产部门、冶金工厂的副产品，可以作为工业原料，用于日用化工、玻璃、造纸、纺织、建材、化织、制革等行业，是制造硫化碱、硫酸钾、沉淀硫酸钡等的一种化工原料，也可用于合成洗涤剂的填充剂等，存在价格低廉，工业利用附加值不高等问题。同时，在冶金、造纸、化工等领域有大量的硫酸钠废液排出，需要高经济价值处理。

在冶金工厂中大量酸液浸出金属后，废液会用NaOH进行中和，造成大量的硫酸钠废液，造成处理工艺复杂，回收价值不高，如果不经净化处理直接排放到自然环境中，会导致水体和土壤污染，不利于生态环境的自然发展。

另外，在采用以氢氧化钠或碳酸钠为沉淀剂，过渡金属硫酸盐为原料的共沉淀法制备新能源产业领域锂离子电池三元正极材料的过程中也会产生含有大量硫酸钠的废液。

含硫酸钠废水已成为一种常见的污染废液，目前，硫酸钠废水的处理方法主要有三种：一是加入沉淀剂形成硫酸盐沉淀和氢氧化钠溶液；二是对其进行重结晶，提取高纯度硫酸钠；三是对废液进行电解，得到烧碱及硫酸副产品。采用上述三种方法明显都只能得到低附加值的工业产品，且能耗高、提取得到的硫酸钠纯度低、杂质含量高，除可能存在镍钴铝钙等杂质金属离子外，还可能存在如硝酸根等杂质阴离子，且回收得到的产品由于大量杂质的存在难以重新利用，往往导致回收的硫酸钠产品大量堆积无法利用，不仅经济效益低，还存在二次污染环境的风险。因此，目前亟需一种高效、低能耗的硫酸钠废液回收工艺来实现废旧硫酸钠的再利用。

随着锂资源的大量开发、全球金属锂资源的匮乏及分布不均衡，导致锂离子电池的原料成本呈不断上升的趋势，使其在电动汽车及大型储能等需要大量电池原料领域的发展受到了极大限制。钠与锂处在元素周期表中处于同一主族，有着与锂极其类似的性质，并且与匮乏的锂元素相比，钠元素储量丰富且来源更加广泛，因此，钠离子电池的制造成本及类锂电池的优异电化学性能使其成为一种最具潜力的可实现产业的大规模储能用的电池体系。

硫酸亚铁钠作为一种钠离子电池的正极材料，具有3.8V的理论平台，与锂离子电池相媲美的工作电压，相对于其它聚阴离子型钠离子正极材料具有巨大的优势，能有效地克服钠离子电池工作电压低、能量密度低的问题。现有硫酸亚铁钠的制备方法一般采用水热法，制备工艺复杂，设备要求高且难以实现大规模生产。

发明内容

本发明的目的在于提供一种简单，低能耗能将硫酸钠废液高效利用，且能够将利用硫酸钠废液直接制备硫酸亚铁钠的硫酸钠废液的回收再利用方法。

本发明的技术方案针对硫酸钠废液利用价值不高的不足，提出以硫酸钠废弃液为原料，通过液相法制备钠离子电池正极材料硫酸亚铁钠，实现变废为宝。

一种硫酸钠废液的回收再利用方法，包括以下步骤：

(1)将硫酸钠废液过滤，加入沉淀剂沉淀，过滤去除沉淀物，得到滤液；

(2)调整滤液中钠离子与硫酸根离子的浓度，使钠离子的浓度为0.01～2mol/L；并调节滤液的pH至中性；

(3)加入硫酸亚铁，并使钠元素、铁元素和硫元素的摩尔比为2～3：2：3～4，然后于80～100℃搅拌蒸干溶剂得到前驱体；