[发明专利]一种三元前驱体废水综合处理系统及方法

说明书

本发明公开了一种三元前驱体废水综合处理系统及方法。本发明的三元前驱体废水综合处理系统，包括洗水反渗透系统、脱氨除重系统以及MVR蒸盐系统，洗水反渗透系统包括多级反渗透单元、与多级反渗透单元连接的小型脱氨组件，所述小型脱氨组件与MVR蒸盐系统连接，脱氨除重系统包括汽提脱氨塔、与汽提脱氨塔连接的冷凝器、与冷凝器连接的冷凝液回收罐、与冷凝器及冷凝液回收罐均连接的氨气吸收塔，本发明通过在多级反渗透单元与MVR蒸盐系统之间增设小型脱氨组件，可以增加汽提脱氨塔对三元母液的单日处理量，通过设置冷凝液回收罐，把汽提脱氨塔产生的冷凝液转至氨气吸收塔吸收氨气，减少纯水的使用，降低生产成本。

技术领域

本发明涉及锂电池正极材料制备过程中废水处理技术领域，具体而言，涉及一种三元前驱体废水综合处理系统及方法。

背景技术

近年来，三元材料作为正极材料的动力锂电池凭借其容量高、能量密度大、循环稳定性好、成本适中等重要优点，逐渐在动力电池行业中占据愈发重要的地位。目前，工业上三元正极材料普遍采用Ni、Co、Mn三种元素的氢氧化物做前驱体配锂煅烧而成。三元材料前驱体生成的主流工艺是共沉淀法，通过配置一定浓度的混合金属离子的溶液，NaOH作为沉淀剂，氨水为络合剂，并流加入，共沉淀生产出类球形三元氢氧化物前驱体。该工艺可以比较容易地控制前驱体的粒径、比表面积、形貌和振实密度，但存在着废水问题，三元前驱体废水主要有三元前驱体母液和洗涤水，母液中含有一定量的Ni、Co、Mn等金属离子、NH₃和硫酸钠，母液具有重金属含量高、氨氮浓度大、含盐量高和碱度大等特点；洗涤水和母液水质基本相同，但重金属和氨氮浓度较低。

现行工艺处理三元前驱体废水，将洗涤水调节pH至5-6后，以高压泵泵入包含一级超滤膜和多级反渗透膜的洗水浓缩系统，得到浓缩液和纯水，而后将由洗涤水得到的浓缩液与三元前驱体合成反应产生的母液混合，共同进入汽提脱氨塔进行汽提脱氨处理，而后通过沉降除去重金属Ni、Co、Mn，经过汽提脱氨塔蒸发产生的氨气和水蒸汽经冷凝后，氨气流经氨气吸收塔用大量纯水进行吸收，水蒸汽冷却后流经冷凝液回收塔，冷凝液通过转料泵再次返回汽提脱氨塔进行蒸氨，这时，加上浓缩液也需要重新返回汽提脱氨塔再次蒸氨，冷凝液以及浓缩液的加入，降低了汽提脱氨塔对三元母液的处理量，严重影响三元车间洗涤工序进度。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种三元前驱体废水综合处理系统，可以增加汽提脱氨塔对母液的单日处理量，减少纯水的使用，降低生产成本。

本发明的另一目的还在于提供一种三元前驱体废水综合处理方法，使用以上述的三元前驱体废水综合处理系统。

本发明是这样实现的：

本发明提供一种三元前驱体废水综合处理系统，包括洗水反渗透系统、脱氨除重系统以及MVR蒸盐系统；

所述洗水反渗透系统包括多级反渗透单元、与多级反渗透单元连接的小型脱氨组件；

所述脱氨除重系统包括汽提脱氨塔、与汽提脱氨塔连接的冷凝器、与冷凝器连接的冷凝液回收罐、与冷凝器及冷凝液回收罐均连接的氨气吸收塔；所述汽提脱氨塔具有母液进料管以及含氨蒸气出口，含氨蒸气出口与冷凝器相连通，冷凝器与冷凝液回收罐之间设有冷凝液回流管，冷凝器与氨气吸收塔之间设有氨气管，冷凝液回收罐与氨气吸收塔之间设有冷凝液出口管；

所述小型脱氨组件与MVR蒸盐系统连接。

具体地，所述多级反渗透单元包括依次连接的一级反渗透处理膜、二级反渗透处理膜及三级反渗透处理膜，所述三级反渗透处理膜与小型脱氨组件之间设有三级浓水出口管。

具体地，所述汽提脱氨塔具有废水出口，该废水出口与MVR蒸盐系统连通。

具体地，所述小型脱氨组件通过脱氨树脂进行脱氨。