MVR工藝在(zai)電池(chi)材料廢水中的資源化利用。

一、電池材料廢水的來源

鋰(li)電三元正極材(cai)料清洗濾液經(jing)過(guo)前端(duan)中水(shui)回用(yong)和鋰(li)資(zi)源(yuan)化回用(yong)后，產生高(gao)濃(nong)度的含(han)(han)鹽廢水(shui)，此類廢水(shui)為(wei)含(han)(han)有硫酸鋰(li)的廢水(shui)，加入碳酸鈉(na)進(jin)(jin)入沉鋰(li)后形成(cheng)高(gao)濃(nong)度硫酸鈉(na)溶液，為(wei)實(shi)現(xian)鋰(li)資(zi)源(yuan)回用(yong)過(guo)程中廢水(shui)“零(ling)”排放(fang)的目的，對該高(gao)濃(nong)度含(han)(han)鹽廢水(shui)進(jin)(jin)行蒸發結(jie)晶。

二、電池(chi)材(cai)料廢水的處(chu)理方(fang)法(fa)

目(mu)前，蒸發(fa)(fa)結(jie)(jie)(jie)晶技術方(fang)(fang)式(shi)較多(duo)(duo)，有(you)單效蒸發(fa)(fa)結(jie)(jie)(jie)晶、多(duo)(duo)效蒸發(fa)(fa)結(jie)(jie)(jie)晶、MVＲ 蒸發(fa)(fa)結(jie)(jie)(jie)晶等方(fang)(fang)式(shi)，從投入(ru)成(cheng)本和使用成(cheng)本綜(zong)合考慮，需(xu)選擇一種低成(cheng)本、高效節能(neng)的蒸發(fa)(fa)結(jie)(jie)(jie)晶方(fang)(fang)式(shi)，進(jin)行高鹽廢水(shui)的蒸發(fa)(fa)結(jie)(jie)(jie)晶。

MVＲ蒸發(fa)結晶(jing)技術(shu)(shu)作(zuo)為(wei)目前更為(wei)常用蒸發(fa)器技術(shu)(shu)，僅開機時(shi)需要少量生蒸汽，運(yun)行過程(cheng)中幾乎不消耗蒸汽，通過熱量的再利用極(ji)大地降低企業運(yun)行成(cheng)本。

三、MVＲ蒸發工藝在(zai)電池材料廢(fei)水中的應用(yong)

1、廢水相關參數

高濃度的硫酸(suan)鋰(li)廢水輸送至沉鋰(li)反(fan)應釜(fu)內，在一定的 pH值和(he)溫度下(xia)(xia)，通過加(jia)(jia)熱(re)、攪拌、添加(jia)(jia)碳(tan)酸(suan)鈉形成碳(tan)酸(suan)鋰(li)沉淀，反(fan)應原理如下(xia)(xia)：

Li2SO4 + Na2CO3→Li2CO3↓ + Na2SO4

碳酸鋰(li)通過離(li)心得到回用，離(li)心液為高(gao)濃度(du)的硫(liu)酸鈉廢水(shui)(shui)，該廢水(shui)(shui)為待蒸(zheng)發廢水(shui)(shui)，其參數為：水(shui)(shui)量(liang)為 2 t/h，pH 值為 7 ～8; 溫(wen)度(du)為 30 ～ 50℃；主要(yao)成(cheng)分是硫(liu)酸鈉，含有極少(shao)量(liang)的碳酸鈉和碳酸鋰(li)； 電導率 70000 μs/cm 左右，折合硫(liu)酸鈉濃度(du)約3.8% ，屬于(yu)高(gao)濃度(du)工(gong)業含鹽廢水(shui)(shui)； 飽(bao)和硫(liu)酸鈉溶液的沸點升為5

2、電池廢水處理工(gong)藝設計(ji)

根據水質(zhi)相(xiang)關參(can)數進行設(she)計(ji)分析(xi)，為電池廢水處(chu)理設(she)計(ji)MVR蒸發(fa)工藝具體流(liu)程(cheng)如下：

硫(liu)酸鈉(na)廢水(shui)首先經(jing)(jing)過(guo)冷凝水(shui)初(chu)步預熱(re)(re)，然(ran)(ran)后再經(jing)(jing)過(guo)生蒸(zheng)(zheng)汽(qi)預熱(re)(re)，通過(guo)控(kong)制生蒸(zheng)(zheng)汽(qi)量來控(kong)制料(liao)液進(jin)入(ru)(ru)分(fen)離(li)器(qi)前的溫(wen)(wen)度，使(shi)該溫(wen)(wen)度維持在在 85～ 90℃ ，然(ran)(ran)后進(jin)入(ru)(ru)蒸(zheng)(zheng)發器(qi)的分(fen)離(li)段(duan)，再經(jing)(jing)由內部導流系統進(jin)入(ru)(ru)結晶(jing)段(duan)，清(qing)濁(zhuo)液分(fen)離(li)后清(qing)液經(jing)(jing)導流筒(tong)周圍環(huan)(huan)形區域(yu)進(jin)入(ru)(ru)強(qiang)制循(xun)環(huan)(huan)管進(jin)口(kou)，再進(jin)入(ru)(ru)一級(ji)加熱(re)(re)器(qi)和二級(ji)加熱(re)(re)器(qi)底部向上(shang)進(jin)入(ru)(ru)加熱(re)(re)管內，屬(shu)于升膜(mo)蒸(zheng)(zheng)發管內的物(wu)料(liao)與管外(wai)的蒸(zheng)(zheng)汽(qi)進(jin)行(xing)換熱(re)(re)，物(wu)料(liao)提高溫(wen)(wen)度后再次進(jin)入(ru)(ru)分(fen)離(li)段(duan)進(jin)行(xing)閃蒸(zheng)(zheng)、提濃，然(ran)(ran)后進(jin)入(ru)(ru)結晶(jing)段(duan)，如此循(xun)環(huan)(huan)。

當結(jie)晶(jing)段(duan)底(di)部(bu)鹽析腿(tui)晶(jing)體量達(da)到一(yi)定(ding)密度時(shi)，出料泵將結(jie)晶(jing)器(qi)底(di)部(bu)物(wu)料打入稠(chou)厚(hou)釜(fu)，結(jie)晶(jing)器(qi)內清液經結(jie)晶(jing)器(qi)與(yu)分離(li)器(qi)的連(lian)接管道直接返回(hui)分離(li)段(duan)，晶(jing)體部(bu)分在稠(chou)厚(hou)釜(fu)適(shi)當降溫后進(jin)入離(li)心機，離(li)心分離(li)后獲得晶(jing)體產品(pin)，母液返回(hui)蒸發系統。

通(tong)過采用MVR蒸發器對硫酸鈉廢水進行(xing)蒸發結晶處理，達到設(she)計要求的蒸發量和晶體(ti)產出量，而(er)且系統能夠穩定地實現自(zi)動控制，而(er)且運行(xing)成本與常規三效(xiao)(xiao)、四(si)效(xiao)(xiao)相比(bi)，節能效(xiao)(xiao)果較為明顯(xian)，預(yu)計不到兩(liang)年可以(yi)回收MVR的多余投資(zi)成本。