一种电池级硝酸锂生产废水的处理方法与流程

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1.本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种电池级硝酸锂生产废水的处理方法。

背景技术：

2.硝酸锂(lino3)是一种在锂离子电池生产中不可或缺的电极材料，不论是磷酸铁锂电池还是三元锂电池，都离不开硝酸锂的使用。随着新能源产业特别是新能源汽车的兴起，锂离子电池需求量大增，从而带来硝酸锂的需求量逐年增高。硝酸锂生产废水的处理及废水中高价值物料的回收成为一个新的课题。
3.硝酸锂生产过程一般会使用碳酸锂或氢氧化锂与硝酸反应，并对反应生成的硝酸锂进行蒸发、干燥得到，因此在此过程中会产生蒸发、干燥产生的冷凝水，水中含有系统带出的硝酸锂等生成原料。
4.由于硝酸锂废水中硝酸锂浓度较低，在通常的处理工艺中，通常会将硝酸锂废水经物化混凝沉淀后排放或并入厂区生活污水等其他废水一同处理达标后排放。造成水资源与硝酸锂原料的浪费。

技术实现要素：

5.本发明旨在解决上述问题，提供了一种电池级硝酸锂生产废水的处理方法，能够实现水资源、锂资源的综合回收利用。
6.按照本发明的技术方案，所述电池级硝酸锂生产废水的处理方法，包括以下步骤，
7.s1：电池级硝酸锂生产废水进入换热单元进行降温；
8.s2：降温后的电池级硝酸锂生产废水进入超滤单元进行过滤，过滤所得浓水直接排放，过滤所得产水进入进入一级软化器，去除钙镁离子；
9.s3：一级软化器产水进入一级反渗透单元进行浓缩分离，一级反渗透单元浓缩分离所得产水作为循环冷却水排出，一级反渗透单元浓缩分离所得浓水进入二级软化器，去除钙镁离子；
10.s4：二级软化器产水进入二级反渗透单元进行浓缩分离，二级反渗透单元浓缩分离所得产水作为循环冷却水排出；
11.s5：二级反渗透单元浓缩分离所得浓水进入电渗析单元进行盐水分离，盐水分离所得产水回流至一级反渗透单元继续处理或直接排放，盐水分离所得浓水作为生产原料提锂回用，完成电池级硝酸锂生产废水的处理。
12.本发明通过膜系统、电渗析系统的联合使用将水资源、锂资源得到综合回收利用。
13.进一步的，所述步骤s1中，电池级硝酸锂生产废水进入换热单元前储存于调节池，调节池用于电池级硝酸锂生产废水的缓冲储存。
14.进一步的，所述步骤s1中，降温至30-40℃，优选为35℃，用于保护后续处理中的膜材料。
15.进一步的，所述超滤单元中的超滤膜平均孔径30-70nm。
16.进一步的，所述步骤s2中，采用外压式过滤。
17.进一步的，所述步骤s2中，超滤单元的产水率90-95％，优选为93％，其进水流速为28-32m3/h，产水流速为26-29m3/h(进入一级软化器)，浓水流速为1.5-2.5m3/h排放；在一个实施例中，进水流速为29m3/h，产水流速为27m3/h(进入一级软化器)，浓水流速为2m3/h排放
18.进一步的，所述步骤s3中，一级反渗透单元中浓缩分离的平均操作压力为0.7-1.0mpa。
19.进一步的，所述步骤s3中，一级反渗透单元中浓缩分离的产水回收率为70-80％，优选为75％；其进水流速为26-29m3/h，浓水流速为6.5-7.5m3/h。
20.进一步的，所述步骤s4中，二级反渗透单元中浓缩分离的平均操作压力为1.2-2.0mpa。
21.进一步的，所述步骤s5中，二级反渗透单元中浓缩分离的产水回收率为55-65％，优选为75％；其进水流速为6.5-7.5m3/h，浓水流速为2.5-3.0m3/h；。
22.具体的，上述处理方法所采用的处理系统包括依次连通的换热单元、超滤单元、一级软化器、一级反渗透单元、一级软化器、二级反渗透单元和电渗析单元，其中一级反渗透单元和二级反渗透单元的产水出口连接氧化池，电渗析单元的产水出口连接一级反渗透单元和/或排水池，电渗析单元的浓水出口设有回用水池。
23.进一步的，换热单元为板式换热器，其换热材质可以为sus304(304不锈钢)，换热单元的进水口端设有调节池；超滤单元包括超滤进水箱、超滤进水泵、超滤反洗泵、超滤膜组，超滤管路、仪表等；一级软化器、二级软化器括软化进水箱、软化器罐体、树脂、再生系统，软化器管路、软化器仪表。
24.本发明的技术方案相比现有技术具有以下优点：
25.(1)本发明利用反渗透膜高效盐水分离作用及电渗析离子交换膜选择性透过性能的，实现盐类物质与有机物从溶液中脱除或富集浓缩，产生高浓度硝酸锂溶液；
26.(2)本发明有效解决了常规技术在对电池级硝酸锂生产废水进行处理时，存在的水资源与硝酸锂原料的浪费的问题，实现了水资源、锂资源的综合回收利用。
附图说明
27.图1为实施例1中的处理系统的结构示意图。
28.图2为实施例2中的处理方法的流程示意图。
29.附图标记说明：1-调节池、2-换热单元、3-超滤单元、4-一级软化器、5-一级反渗透单元、6-一级软化器、7-二级反渗透单元、8-电渗析单元、9-氧化池、10-排水池、11-回用水池。
具体实施方式
30.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
31.实施例1
32.如图1所示，电池级硝酸锂生产废水的处理系统，包括依次连通的调节池1、换热单
元2、超滤单元3、一级软化器4、一级反渗透单元5、一级软化器6、二级反渗透单元7和电渗析单元8。其中，超滤单元3的浓水出口连接排水池10；一级反渗透单元5和二级反渗透单元7的产水出口连接氧化池9；电渗析单8的产水出口连接一级反渗透单元5和/或排水池10，电渗析单元的浓水出口连接回用水池11。
33.实施例2
34.如图2所示，电池级硝酸锂生产废水的处理方法，采用实施例1中的处理系统，包括以下步骤：
35.s1：使用增压泵将存储于调节池中的电池级硝酸锂生产废水(废水)泵入换热单元(板式换热器)在冷却水的作用下进行降温，废水温度从50℃降低至35℃；
36.调节池的废水总盐分为1000mg/l，废水通入调节池的流速为29m3/h；换热单元的进水流速为29m3/h；
37.s2：降温后的电池级硝酸锂生产废水进入超滤单元进行过滤，去除其中的悬浮物；超滤单元过滤所得浓水直接排放，过滤所得产水进入进入一级软化器，去除钙镁离子；
38.超滤单元包括超滤进水箱、超滤进水泵、超滤反洗泵、超滤膜组，管路、仪表等；超滤单元设计产水率93％，进水流速29m3/h，产水以流速27m3/h进入一级软化器，浓水以流速2m3/h排放(排入排水池10)；
39.s3：一级软化器产水进入一级反渗透单元进行浓缩(将硝酸锂进行浓缩)分离，一级反渗透单元浓缩分离所得产水作为循环冷却水(用于厂区循环)排出，一级反渗透单元浓缩分离所得浓水进入二级软化器，去除钙镁离子；
40.一级反渗透单元设计产水回收率75％，进水流速27m3/h，产水流速20.25m3/h(排入氧化池)，浓水以流速6.75m3/h进入二级软化器，经过一级反渗透系统，硝酸锂浓度被浓缩提高至原水(电池级硝酸锂生产废水)的4倍；
41.s4：二级软化器产水进入二级反渗透单元进行浓缩分离，二级反渗透单元浓缩分离所得产水作为循环冷却水排出；
42.二级反渗透单元设计产水回收率60％，进水流速6.75m3/h，产水流速4.05m3/h(排入氧化池)，浓水以流速2.7m3/h进入电渗析单元，经过二级反渗透单元，硝酸锂浓度被浓缩提高至原水的10倍；
43.s5：二级反渗透单元浓缩分离所得浓水进入电渗析单元，通过电渗析进行盐水分离，盐水分离所得产水(电渗析产超滤产水)直接排放，盐水分离所得浓水作为生产原料提锂回用，完成电池级硝酸锂生产废水的处理。
44.电渗析单元设计进水流速2.75m3/h，产生浓水的流速为0.27m3/h，产水流速2.43m3/h。经过电渗析单元，硝酸锂浓度被浓缩提高至原水的55倍，达到生产硝酸锂的生产的水质要求。
45.实施例3
46.在实施例2的基础上，将步骤s5中的直接排放的盐水分离所得产水(电渗析产超滤产水)回流至一级反渗透单元继续处理，此时加大一级反渗透系统的处理量，提高处理流速。
47.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变
动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

技术特征：

1.一种电池级硝酸锂生产废水的处理方法，其特征在于，包括以下步骤，s1：电池级硝酸锂生产废水进入换热单元进行降温；s2：降温后的电池级硝酸锂生产废水进入超滤单元进行过滤，过滤所得浓水直接排放，过滤所得产水进入进入一级软化器，去除钙镁离子；s3：一级软化器产水进入一级反渗透单元进行浓缩分离，一级反渗透单元浓缩分离所得产水作为循环冷却水排出，一级反渗透单元浓缩分离所得浓水进入二级软化器，去除钙镁离子；s4：二级软化器产水进入二级反渗透单元进行浓缩分离，二级反渗透单元浓缩分离所得产水作为循环冷却水排出；s5：二级反渗透单元浓缩分离所得浓水进入电渗析单元进行盐水分离，盐水分离所得产水回流至一级反渗透单元继续处理或直接排放，盐水分离所得浓水作为生产原料提锂回用，完成电池级硝酸锂生产废水的处理。2.如权利要求1所述的电池级硝酸锂生产废水的处理方法，其特征在于，所述步骤s1中，电池级硝酸锂生产废水进入换热单元前储存于调节池。3.如权利要求1所述的电池级硝酸锂生产废水的处理方法，其特征在于，所述步骤s1中，降温至30-40℃。4.如权利要求1所述的电池级硝酸锂生产废水的处理方法，其特征在于，所述超滤单元中的超滤膜平均孔径30-70nm。5.如权利要求1所述的电池级硝酸锂生产废水的处理方法，其特征在于，所述步骤s2中，采用外压式过滤。6.如权利要求1所述的电池级硝酸锂生产废水的处理方法，其特征在于，所述步骤s2中，超滤单元的产水率90-95％。7.如权利要求1所述的电池级硝酸锂生产废水的处理方法，其特征在于，所述步骤s3中，一级反渗透单元中浓缩分离的平均操作压力为0.7-1.0mpa。8.如权利要求1或7所述的电池级硝酸锂生产废水的处理方法，其特征在于，所述步骤s3中，一级反渗透单元中浓缩分离的产水回收率为70-80％。9.如权利要求1所述的电池级硝酸锂生产废水的处理方法，其特征在于，所述步骤s4中，二级反渗透单元中浓缩分离的平均操作压力为1.2-2.0mpa。10.如权利要求1或9所述的电池级硝酸锂生产废水的处理方法，其特征在于，所述步骤s4中，二级反渗透单元中浓缩分离的产水回收率为55-65％。

技术总结

本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种电池级硝酸锂生产废水的处理方法。该处理方法将电池级硝酸锂生产废水依次进入换热单元、超滤单元、一级软化器、一级反渗透单元、一级软化器、二级反渗透单元和电渗析单元进行分离处理。本发明利用反渗透膜高效盐水分离作用及电渗析离子交换膜选择性透过性能的，实现盐类物质与有机物从溶液中脱除或富集浓缩，产生高浓度硝酸锂溶液；有效解决了常规技术在对电池级硝酸锂生产废水进行处理时，存在的水资源与硝酸锂原料的浪费的问题。酸锂原料的浪费的问题。酸锂原料的浪费的问题。