[实用新型]一种锂电正极材料前驱体废水处理系统

说明书

本实用新型公开了一种锂电正极材料前驱体废水处理系统，包括依次相互连接的均质化废水储罐、脱氨系统、除重金属系统、MVR脱盐系统和反渗透系统。本实用新型锂电正极材料前驱体废水处理工艺及处理系统针对锂电正极材料前驱体废水特点，将脱氨系统、除重金属系统、MVR脱盐系统、反渗透系统有机结合，回收氨水、重金属、纯水可返回前段工艺使用；回收的盐可外售；变废为宝，大大减少了资源消耗，实现了三元正极材料前驱体废水资源化循环利用，增加了经济效益。

技术领域

本实用新型属于工业废水处理领域，尤其涉及一种电池废水处理系统。

背景技术

随着传统能源萎缩及各国对于环保问题的逐渐重视，新能源汽车逐渐成为世界汽车产业的发展趋势。再加上政策倾斜力度增加、消费者环保意识的不断增强，导致了世界范围内新能源汽车市场迅速扩张。新能源汽车的核心为锂电正极材料。目前市场最常用的锂电三元正极材料的核心为氢氧化镍钴锰三元前驱体(Ni_1-x-yCo_xMn_y(OH)₂，其生产广泛采用氨碱配合湿法连续共沉淀法。该方法采用硫酸镍(钴、锰)、氨水、氢氧化钠作为生产原料，按一定工艺要求加入反应釜进行反应、陈化，然后过虑、洗涤、干燥后得到三元前驱体材料，其生产过程消耗大量水资源，产生的废水主要是母液和洗水，二者化学成分类似，但洗水的盐含量更低。上述生产过程中产生的废水的主要成分是三元前驱体固体悬浮物、硫酸钠、氢氧化钠、氨氮以及少量重金属盐，即含重金属的Na₂SO₄-NaOH-NH₃综合性废水，这类废水若不经处理直接排放，对生态环境有极大的危害。

目前，针对这类废水，市场上出现了一些处理方法，比如双极膜电渗析法、机械式蒸汽再压缩(MVR)蒸发结晶法等，但这些方法都只是针对该类废水某一成分进行无害化、减量化或回收处理，没有整体考虑车用锂电三元正极材料前驱体生产工艺的特点，对废水进行综合回收利用。例如利用双极膜电渗析法虽然把废水转化成了相应的酸、碱，但是酸、碱的浓度低，而且纯度也不高，一般都少量的盐，从而限制了其在工业中的应用。市场上公布的MVR蒸发结晶法，也因产品硫酸钠含有少量重金属而纯度不高，外售价格低，让原本就高昂的处理成本更是雪上加霜。上述废水的产生不仅给锂电生产企业带来极大的环保负担，也制约了新能源电动汽车产业的发展。

鉴于车用锂电正极材料三元前驱体生产废水处理所存在的问题，亟需一种针对该废水综合利用零排放的处理系统，实现废水无害化，资源化循环利用。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种可实现废水零排放、资源再利用率高的锂电正极材料前驱体(如车用锂电三元正极材料前驱体)废水处理系统。为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：

一种锂电正极材料前驱体废水处理系统，包括依次相互连接的均质化废水储罐、脱氨系统、除重金属系统、MVR脱盐系统和反渗透系统。

本实用新型中，由于锂电正极材料前驱体生产工艺条件改变，会造成所产废水成分波动(如母液与洗水浓度不同)，均质化废水储罐的存在可以对废水进行均化调节，保证进入后续系统中的废水水质基本稳定，使系统内设备更高效的运行，更节能降耗。

本实用新型中，按废水流向，均质化废水储罐的出口端与脱氨系统的进口端连接，所述脱氨系统的出口端与除重金属系统的进口端连接，所述除重金属系统的出口端与所述MVR脱盐系统的进口端连接，所述MVR脱盐系统的出口端与反渗透系统的进口端连接。

上述锂电正极材料前驱体废水处理系统中，优选的，所述脱氨系统包括脱氨塔、塔顶冷凝器和氨水中间罐，所述均质化废水储罐与所述脱氨塔的进料口连接，所述脱氨塔的氨蒸汽出口与所述塔顶冷凝器连接，所述塔顶冷凝器的冷凝氨水出口与所述氨水中间罐连接。经过均质化调节后的锂电正极材料前驱体废水通过所述脱氨塔的进料口进入所述脱氨塔，所述脱氨塔排出的氨蒸汽通过塔顶冷凝器冷凝、吸收得到氨水并进入氨水中间罐。