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三元前驅體解決方案

三元前驅體處理

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【三元前驅體解決方案詳情】

三元前驅體電池廢水處理

三元前驅體處理難點：
三元前驅體是鎳鈷錳氫氧化物NixCoyMn(1-x-y)（OH）2，三元復合正極材料前驅體產品，是以鎳鹽、鈷鹽、錳鹽為原料的一種電池正極材料，通常適用于動力電池和小型電型。在制備三元前驅體的過程中經常采用稀有金屬沉淀法進行制備，會產生大量含鎳、鈷廢水。
超濾和反滲透雖然處理效果好，但是處理速度較慢(每支滲透膜每小時處理廢水量不超過0.45m3)、膜造價高，膜孔易堵塞而致失效，壽命較短，且無法再生，只能更換，一般只有大型企業才具備此等經濟實力，中小型企業難以承受，只能經預處理后直接排放或僅進行初濾后排放，這樣即給環境引入二次污染，又導致廢水質量不符合工業生產用水標準難以重新返回利用，極大地造成了水資源浪費。
三元前驅體類型：三元前驅體通常由三元液(硫酸鎳、鈷、錳的混合溶液)、液堿與氨水在一定條件下液相合成，再經陳化、固液分離、流水洗滌、干燥、過篩、除鐵、包裝等工序制成成品。固液分離和流水洗滌環節分別產生母液和洗滌水，其中三元前驅體的母液pH為12～13，金屬離子(Co2++Ni2++Mn2+)質量濃度約100mg/L，氨氮約5～10g/L，硫酸鈉約100～150g/L;洗滌水pH為6～8，金屬離子(Co2++Ni2++Mn2+)質量濃度約20mg/L，氨氮約1～2g/L，硫酸鈉約10～15g/L。每生產1t三元前驅體約產生15m3母液、約10m3洗滌水，水量較大。母液和洗滌水的水質基本相同，但濃度差異較大，導致處理工藝難度大、成本高、效果差。
三元前驅體處理方法：
三元前驅體處理常見處理方法有汽提+冷凍結晶工藝以及汽提+傳統脫氨+冷凍結晶工藝兩種。這兩種工藝各有優劣。
1、汽提+冷凍結晶工藝
將母液和洗滌水混合均勻后，采用汽提工藝處理，回收氨水循環利用，重金屬(Co2++Ni2++Mn2+)生成氫氧化物〔Co(OH)2+Ni(OH)2+Mn(OH)2〕，汽提排水經調節pH后，用冷凍結晶工藝回收硫酸鈉。該工藝流程簡單，但洗滌水與母液混合后廢水中的氨氮降低，影響了汽提回收氨氮的效率，同時需要增大汽提的設計處理能力，汽提的投資和運行成本增加。采用冷凍結晶工藝時，硫酸鈉的去除率約為50%，排水中鹽分約為50g/L，難以滿足日益嚴格的環保排放標準要求。
2、汽提+傳統脫氨+冷凍結晶工藝
該工藝將母液與洗滌水分開處理。母液用汽提工藝除氨氮后，采用冷凍結晶工藝除硫酸鈉。洗滌水采用生化法、吹脫法、折點加氯法和化學沉淀法等傳統氨氮廢水處理工藝處置。但采用生物法處理時占地面積大，且洗滌水中的高濃度鹽分會對微生物產生抑制作用，導致處理效率降低;采用吹脫法、折點加氯和化學沉淀法存在處理效果差、費用高、產生二次污染等問題。傳統工藝已不能達到環保排放標準要求。
采用傳統處理工藝存在處理效率低，運行費用高、硫酸鈉回收率低，排水鹽分高、存在二次污染等問題，因此迫切需要采用新工藝處理三元前驅體廢水。
康景輝處理三元前驅體廢水處理工藝：
青島康景輝認為廢舊電池回收廢水的有效處理，要針對具體廢水的水質、水量和當地的環境實際狀況，采用技術可行、經濟合理的處理方案。盡可能做到在廢水處理的同時，能從廢水中分離、回收寶貴的資源?？稻拜x采用汽提+反滲透膜+MVR蒸發工藝。
母液和洗滌水分開進行收集與處理。母液采用汽提系統處理，在進汽提塔前預調節pH≥12(一般母液的原始pH為12～13，滿足進水要求)，使氨以游離狀態存在于水中，再送入汽提精餾塔，在塔釜通入蒸汽將氨氣從水中蒸出來，氨氣在塔頂換熱冷卻后冷凝成20%的氨水回用，蒸氨后的液體(氨氮<15mg/L，鈷、鎳、錳等重金屬在堿性條件下已自然沉淀)再送入過濾裝置固液分離回收重金屬，固液分離后的廢水經調節pH至中性后，送MVR系統蒸發。
根據實際生產情況，建設多套汽提裝置，因三元前驅體廢水中的氯離子<10mg/L，設備材質以316不銹鋼為主。汽提實際運行成本約為10元/m3，主要成本是蒸汽和電。
機械蒸汽再壓縮(MVR)是將蒸發過程的二次蒸汽用壓縮機進行壓縮，提高其溫度、壓力，重新作為熱源加熱蒸發物料，消耗少量電能即可循環利用蒸汽，減少外部蒸汽用量，是一種高效節能的蒸發工藝。脫氨廢水進入MVR后，可將全部廢水變為蒸餾水，返回生產車間作為洗滌水;蒸發回收的硫酸鹽作為工業副產品，生產經濟效益。
洗滌水采用多級反滲透膜技術進行處理，先調節pH至5～6，送超濾裝置去除少量懸浮物，再送多級RO反滲透膜系統，膜產濃水性質類似母液，合并至母液進汽提裝置處理，膜產滲透液已達標，各項指標接近純水，可作為產品洗滌水回用于生產。

汽提+反滲透膜+MVR組合工藝流程

汽提+反滲透膜+MVR組合工藝性：
采用汽提+反滲透膜+MVR組合工藝處理三元前驅體廢水，可實現廢水中的氨、重金屬的回收及循環再利用;副產元明粉可作為化工原料外售;副產蒸餾水作為產品洗滌水返回生產工序使用。該工藝路線實現了廢水處理的全量循環，是典型的循環經濟工藝路線，可變廢為寶，實現資源大限度的循環利用，設計和生產完全符合新時代綠色發展理念要求。

蒸發器設計軟件-MDP

青島康景輝公司基于國外蒸發器設計方法，結合實際應用經驗和實驗數據，通過不斷的優化改進，自我研發MDP蒸發器設計軟件，具有實用價值。
MDP蒸發器設計軟件功能涵蓋MVR蒸發器、多效蒸發器、壓縮機選型、結晶器設計、配套管道泵組設計、強度校核等所有數據計算，能夠準確計算蒸發器設計參數。