一种三元前驱体废水、废料的处理方法及处理系统与流程

本发明涉及三元前驱体废水、废料的处理，具体而言，涉及一种三元前驱体废水、废料的处理方法及处理系统。

背景技术：

1、通过共沉淀法制备的三元前驱体不仅具有单分散的球形颗粒，而且三种元素在分子/原子水平上能够均匀混合并沉淀。然而，共沉淀的一个显著缺点是需要大量的水和产生大量的固体硫酸钠副产物。产生的废水含有一定毒性的重金属元素和氨，会造成环境污染。

2、常见的湿法冶金法主要采用碱溶酸浸出然后采用分步沉淀或者萃取法回收有价金属元素，其中使用的碱主要有naoh、koh；酸主要有hcl、h2so4、hno3、h3po4等，萃取剂有p204、p507等有机溶剂，回收的产品多为硫酸盐或者前驱体。虽然溶剂萃取法萃取效率高，得到的产物纯度高，但是有机溶剂或多或少的存在着溶损且易挥发污染环境，造成二次污染，另外萃取法成本较高，在工业生产中存在着局限。

3、cn201810260132.6公开了一种锂离子电池三元正极材料前驱体合成过程母液综合利用的方法，其技术特点在于将母液直接汽提蒸氨回收氨水，其余液体与废料一起氧化过滤，得到的液体蒸发结晶为硫酸钠副产物，固体溶解浸出为三元盐溶液。此过程实现了废水和废料的资源回收，但是没有考虑到母液当中仍存在少量固体待分离，直接精馏会对设备造成较大影响，增加成本。

4、鉴于此，提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种三元前驱体废水、废料的处理方法及处理系统。

2、本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

3、本发明提供一种三元前驱体废水、废料的处理方法，三元前驱体废水中含有少量固体、重金属离子、na+、oh-、nh4+、so42-，三元前驱体废料包括生产废料和后处理过程中产生的固体料，三元前驱体废水、废料的处理方法包括以下步骤：调节三元前驱体废水的ph以使重金属离子完全形成沉淀得到固液混合物，然后将固液混合物超滤得到固浊液和清液，再将固浊液和废料氧化溶解得到三元盐溶液，再将清液纳滤得到含氨废水和脱氨废水，含氨废水处理得到氨水，脱氨废水处理得到硫酸钠和纯水。

4、本发明还提供一种三元前驱体废水、废料的处理系统，包括：废水储槽、第一超滤组件、纳滤组件、脱氨膜组件、蒸发结晶器、纯水储罐、返溶槽、三元盐溶液储罐，并且废水储槽的出口与第一超滤组件的入口相连接，废水储槽的出口与第一超滤组件之间还设有输送泵，第一超滤组件的渗透侧与纳滤组件的入口相连接，第一超滤组件的截留侧与返溶槽的入口相连接，钠滤组件的渗透侧与脱氨膜组件的入口连接、钠滤组件的截留侧与蒸发结晶器的入口相连接，蒸发结晶器的出口与纯水储罐的入口相连接，纯水储罐的出口与返溶槽的入口相连接，返溶槽的出口与三元盐溶液储罐的入口相连接。

5、本发明具有以下有益效果：

6、本发明提供的一种三元前驱体废水、废料的处理方法及处理系统，本发明通过对废水进行ph调节，使废水中的重金属完全形成沉淀，然后通过超滤分离将废水中少量固体和重金属氢氧化物沉淀从液体中分离。该过程操作简单，且对后续设备不会造成损坏。然后将超滤分离得到的少量固体和重金属氢氧化物沉淀氧化溶解得到三元盐溶液。将超滤得到的清液通过纳滤分离得到含氨废水和脱氨废水。再将脱氨废水经处理得到硫酸钠副产品和循环纯水，含氨废水经富集得到氨水。本发明的上述处理方法不仅对三元前驱体废水、废料进行处理，还实现废水和废料的循环利用。

技术特征：

1.一种三元前驱体废水、废料的处理方法，其特征在于，所述三元前驱体废水中含有少量固体、重金属离子、na+、oh-、nh4+、so42-，所述三元前驱体废料包括生产废料和后处理过程中产生的固体料，三元前驱体废水、废料的处理方法包括以下步骤：调节所述三元前驱体废水的ph以使重金属离子完全形成沉淀得到固液混合物，然后将所述固液混合物超滤得到固浊液和清液，再将所述固浊液和废料氧化溶解得到三元盐溶液，再将所述清液纳滤得到含氨废水和脱氨废水，所述含氨废水处理得到氨水，所述脱氨废水处理得到硫酸钠和纯水。

2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，将废水在废水储槽内搅拌处理，控制所述废水的搅拌速率为200rpm/min-1200rpm/min，加入氢氧化钠调节废水的ph至10.5-12以使重金属离子完全形成沉淀得到固液混合物。

3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，将固液混合物经第一超滤组件过滤分离，且所述第一超滤组件为中空纤维超滤膜，控制超滤时进水温度为5℃-40℃，压力为0.1mpa-0.5mpa。

4.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，将清液经纳滤组件过滤分离，且所述纳滤组件为纳滤膜，控制纳滤时操作压力为3.5bar-30bar，温度为10℃-40℃。

5.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，将含氨废水经脱氨膜组件过滤分离，且脱氨膜组件为气水分离膜，控制脱氨时操作压力为0.7mpa-4.2mpa，温度为0℃-40℃，吸收液为水。

6.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，将所述脱氨废水在蒸发结晶器内处理，控制脱氨废水的通入流速为10l/h-100l/h，加热温度为80℃-100℃，搅拌速率为200rpm/min-1200rpm/min，蒸发过程产生的冷凝水直接输入纯水储罐，结晶的硫酸钠作为副产品回收。

7.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，将所述固浊液和废料氧化溶解得到三元盐溶液包括以下步骤：将超滤得到的固浊液和废料一起投入返溶槽，加入纯水，开启搅拌使料液浆化，然后加入酸调节ph，加入氧化剂加快浆料溶解，定时检查浆料，待浆料清澈后停止通入氧化剂并检测溶液金属浓度合格之后，结束处理流程。

8.根据权利要求7所述的处理方法，其特征在于，将所述固浊液和废料经氧化溶解得到三元盐溶液包括以下步骤：将超滤得到的固浊液和废料一起投入返溶槽，加入纯水，开启搅拌，控制料液的搅拌速率为200rpm/min-1200rpm/min，加入硫酸调节ph至3.0-5.0，控制氧化剂与固浊液中固体的摩尔比为(1-3)：1，其中：氧化剂包括臭氧、过硫酸、过氧化氢中的至少一种，加氧化剂加速溶解过程中，每隔15-20min检查浆料，清澈之后停止通入氧化剂同时检测溶液金属浓度为1.5g/ml-2g/ml结束处理流程。

9.一种三元前驱体废水、废料的处理系统，其特征在于，包括：废水储槽、第一超滤组件、纳滤组件、脱氨膜组件、蒸发结晶器、纯水储罐、返溶槽、三元盐溶液储罐，并且废水储槽的出口与所述第一超滤组件的入口相连接，所述废水储槽的出口与所述第一超滤组件之间还设有输送泵，所述第一超滤组件的渗透侧与所述纳滤组件的入口相连接，所述第一超滤组件的截留侧与所述返溶槽的入口相连接，所述钠滤组件的渗透侧与所述脱氨膜组件的入口连接、所述钠滤组件的截留侧与所述蒸发结晶器的入口相连接，所述蒸发结晶器的出口与纯水储罐的入口相连接，所述纯水储罐的出口与返溶槽的入口相连接，所述返溶槽的出口与三元盐溶液储罐的入口相连接。

10.根据权利要求9所述的处理系统，其特征在于，还包括第二超滤组件，第二超滤组件设置于返溶槽和三元盐溶液储罐之间，所述第二超滤组件的截留侧与所述废水储槽的入口相连接，所述第二超滤组件的渗透侧与所述三元盐溶液储罐的入口相连接，所述废水储槽内还设有搅拌系统和ph检测系统，所述返溶槽内还有搅拌系统和ph检测系统。

技术总结
本发明公开了一种三元前驱体废水、废料的处理方法及处理系统，属于三元前驱体废水、废料的处理技术领域。三元前驱体废水中含有少量固体、重金属离子、Na<supgt;+</supgt;、OH<supgt;‑</supgt;、NH<subgt;4</subgt;<supgt;+</supgt;、SO<subgt;4</subgt;<supgt;2‑</supgt;，废料包括生产废料和后处理过程中产生的固体料，三元前驱体废水、废料的处理方法包括以下步骤：调节三元前驱体废水的pH以使重金属离子完全形成沉淀得到固液混合物，然后将固液混合物通过超滤得到固浊液和清液，再将固浊液和废料经氧化溶解得到三元盐溶液，将清液经纳滤处理得到含氨废水和脱氨废水，含氨废水经处理得到氨水，脱氨废水经处理得到硫酸钠副产品和循环纯水。

技术研发人员：李然,宋方亨,邢王燕,周星宇,李观凤,陈靖,徐斌,左美华,王政强
受保护的技术使用者：宜宾光原锂电材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11