[发明专利]一种利用含锰废水与废旧锂电富锂溶液制取碳酸锂的方法

说明书

本发明公开了一种利用含锰废水与废旧锂电富锂溶液制取碳酸锂的方法，该方法可以从含锰废水中回收二氧化锰、氨气和二氧化碳，并作为原料加入到富锂溶液的处理过程中，制备得到高品质的碳酸锂。本发明方法中，负压脱氨塔底部得到的脱氨废水中，锰含量≤1mg/L，氨氮含量≤10mg/L，废水的总硬度≤50mg/L，低于《GB 31573‑2015无机化学工业污染物排放标准》，处理后的废水可达标排放或返回生产系统回用。本发明方法中，所得碳酸锂产品的纯度＞99.6wt％，镁的含量＜0.006wt％，钙的含量＜0.004wt％，铁的含量＜0.001wt％，氟的含量＜0.009wt％。

技术领域

本发明涉及废水处理与资源回收领域，特别涉及一种利用含锰废水与废旧锂电富锂溶液制取碳酸锂的方法。

更具体的，本发明涉及一种碳酸锂的制备方法，在该方法中，利用含锰废水回收过程产生的二氧化锰、氨气和二氧化碳，将二氧化锰用于除去富锂溶液的Fe²⁺，将氨气和二氧化碳通入富锂溶液而析出碳酸锂晶体。

背景技术

据统计，我国年开采锰矿1000万吨以上，在锰矿的深加工过程中，产生了大量的含锰氨氮废水，这类废水水质复杂，含有大量的锰离子、硫酸盐、氨氮等污染物质，还含有少量的镁、钙等金属离子，如不及时处理可能渗漏至外环境，严重危害了周边环境的水质，破坏生态平衡，危害人类健康。

随着锂离子电池技术的快速发展，锂离子电池的产量呈现快速增加的趋势，废旧锂离子电池再资源化成为了研究热点，目前主要采用湿法回收技术，在湿法回收技术中，废旧锂电池经过放电拆解、破碎筛分、酸性浸出、净化除杂、沉前驱体等工序，得到含氟化锂的沉渣，将所述沉渣溶解于盐酸制得富锂溶液，由于富锂溶液中含有大量的铁(亚铁离子)、镁、钙、氟等杂质离子，造成锂元素回收难度大且回收的碳酸锂品质低。因此，考虑到锂回收的经济性，采用传统湿法回收技术的锂电池回收企业大多都选择放弃了锂的回收，造成锂资源的极大浪费。

如何降低含锰废水对环境的污染并回收其中的锰资源，对废旧锂电富锂溶液的锂资源进行回收并提高碳酸锂的品质，成为了亟需解决的现实问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种利用含锰废水与废旧锂电富锂溶液制取碳酸锂的方法，该方法可以从含锰废水中回收二氧化锰、氨气和二氧化碳，并作为原料加入到富锂溶液的处理过程中，制备得到高品质的碳酸锂。

为了达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供一种利用含锰废水与废旧锂电富锂溶液制取碳酸锂的方法，该方法包括：

向含锰氨氮废水中加入碳酸盐，固液分离，得到碳酸锰沉淀和一次滤液；对碳酸锰进行煅烧处理，得到二氧化锰和二氧化碳；

向一次滤液中加入Ca(OH)₂，生成难溶于水的氢氧化物、硫酸钙沉淀，同时通入空气进行曝气吹脱，使部分游离氨分离，收集得到含氨气体，固液分离，得到二次滤液；

向二次滤液中加入碳酸钠和碳酸铵的组合物，除去滤液中剩余钙离子，固液分离，得到三次滤液；

向三次滤液中加入pH调整剂，滤液预热升温后进入负压脱氨塔顶部，负压脱氨塔内的含氨废水向下流动，与直接通入塔底的高温蒸汽逆流接触，在负压脱氨塔底部得到符合排放标准的脱氨废水，含氨气体从负压脱氨塔顶部逸出，和曝气吹脱后所得含氨气体汇合后备用；

将富锂溶液通过装有二氧化锰的过滤装置，把Fe²⁺转换为Fe³⁺，使其转化为氢氧化物沉淀，蒸发浓缩，固液分离，得到浓缩后的富锂溶液；

向浓缩后的富锂溶液中加入碳酸钠，除去大部分镁、钙离子，然后加入氢氧化钠和碳酸钠的混合物，进一步除去剩余镁、钙离子，得到除杂后的富锂溶液；