申請(qǐng)日2010.07.21

　　公開(公告)日2012.02.01

　　IPC分類號(hào)C02F9/10; C02F101/20; C02F1/04; C02F1/52

　　摘要

　　本發(fā)明公開了一種重金屬化合物生產(chǎn)過程中的廢水處理方法，具體地講涉及一種鋰離子電池正極材料制備過程中產(chǎn)生的重金屬廢水的處理方法。重金屬化合物生產(chǎn)廢水中加入沉淀劑、絮凝劑，過濾分離成重金屬沉淀和高濃度鹽溶液，后者經(jīng)多效蒸發(fā)濃縮、分離得到無機(jī)鹽結(jié)晶，剩余廢水可進(jìn)入城市污水處理系統(tǒng)。該方法既可有效地沉淀回收重金屬離子，又可去除回收氨氮及其它高濃度鹽離子，方法簡(jiǎn)單、成本較低，可使廢水達(dá)到進(jìn)入城市污水處理系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種重金屬化合物生產(chǎn)過程中的廢水處理方法，其特征在于重金屬化合物生產(chǎn)廢水中 加入沉淀劑、絮凝劑，過濾分離成重金屬沉淀和高濃度鹽溶液，后者經(jīng)多效蒸發(fā)濃 縮、分離得到無機(jī)鹽結(jié)晶。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述重金屬化合物生產(chǎn)過程中的廢水處理方法，其特征在于所述重金 屬化合物為Co、Ni、Mn、Fe、Cr、Cu、Zn、Ti、Zr、Y、V、La、Ce、Nd、Sm或 Pr的化合物或復(fù)合化合物。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求2所述重金屬化合物生產(chǎn)過程中的廢水處理方法，其特征在于所述Co、 Ni、Mn、Fe、Cr、Cu、Zn、Ti、Zr、Y、V、La、Ce、Nd、Sm或Pr的化合物為碳 酸鹽、草酸鹽、磷酸鹽、氧化物、氫氧化物或羥基氧化物。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述重金屬化合物生產(chǎn)過程中的廢水處理方法，其特征在于所述沉淀 劑為氫氧化物、碳酸鹽、草酸鹽或硫化物中的一種或幾種。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求1所述重金屬化合物生產(chǎn)過程中的廢水處理方法，其特征在于所述絮凝 劑為聚丙烯酸、聚丙烯酸鈉、聚丙烯酸鈣、聚丙烯酰胺、聚合氯化鋁、硫酸鋁、聚 硫酸鐵、聚氯化鐵、聚氯化硫酸鐵或聚硅酸硫酸鋁中的一種或幾種。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求5所述重金屬化合物生產(chǎn)過程中的廢水處理方法，其特征在于所述絮凝 劑為聚丙烯酰胺與聚合氯化鋁的混合物。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求1所述重金屬化合物生產(chǎn)過程中的廢水處理方法，其特征在于所述重金 屬化合物為至少含有Co、Ni、Mn中任意兩種以上的化合物或復(fù)合化合物時(shí)，在過 濾分離成重金屬沉淀和高濃度鹽溶液后，還需對(duì)溶液中的游離氨進(jìn)行蒸發(fā)，然后進(jìn) 行多效蒸發(fā)濃縮、分離。

　　8.根據(jù)權(quán)利要求1所述重金屬化合物生產(chǎn)過程中的廢水處理方法，其特征在于所述多效 蒸發(fā)為多效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)或多效降膜蒸發(fā)。

　　說明書

　　一種重金屬化合物生產(chǎn)過程中的廢水處理方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及一種重金屬化合物生產(chǎn)過程中的廢水處理方法，具體地講涉及一種鋰 離子電池正極材料制備過程中產(chǎn)生的重金屬廢水的處理方法。

　　背景技術(shù)

　　鋰離子電池正極材料前驅(qū)體制備過程中，會(huì)產(chǎn)生含重金屬離子的廢水，同時(shí)還含有 NH4+、Na+、K+、SO42-、Cl-、NO3-等的高濃度鹽溶液。廢水排放后水體中鹽濃度過高， 會(huì)導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化、水資源惡化、土地鹽堿化等，同時(shí)也會(huì)對(duì)人類的健康造成一定影 響。

　　上述廢水一般需排入城市污水處理廠進(jìn)行處理。根據(jù)規(guī)定，排入城市污水處理廠的 廢水應(yīng)滿足國家三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，但是高濃度鹽廢水會(huì)對(duì)城市污水處理廠的處理效果產(chǎn)生破壞 性的影響，導(dǎo)致其排放不能達(dá)標(biāo)。因此高濃度鹽廢水必須經(jīng)過處理才能進(jìn)入城市污水處 理廠，最終達(dá)到國家二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。

　　高濃度鹽廢水可供選擇的處理方法有：離子交換法、膜分離法、電解法、蒸發(fā)法等。 離子交換法的缺點(diǎn)是一次性投資比較大，且再生成本高;膜分離法不能徹底去除鹽成分; 電解法目前處理含重金屬的廢水難度較大，尚處于研發(fā)階段;普通的蒸發(fā)工藝能耗高。 大多企業(yè)一般僅對(duì)廢水中重金屬離子采用簡(jiǎn)單的沉降池處理，調(diào)節(jié)pH值，再與生活污 水混后排放，其中鹽濃度超標(biāo)，會(huì)對(duì)地表水體造成污染。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明提供的重金屬化合物生產(chǎn)過程中的廢水處理方法，該方法既可有效地沉淀回 收重金屬離子，又可去除回收氨氮及其它高濃度鹽離子，方法簡(jiǎn)單、成本較低，可使廢 水達(dá)到進(jìn)入城市污水處理系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)。

　　為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

　　一種重金屬化合物生產(chǎn)過程中的廢水處理方法，重金屬化合物生產(chǎn)廢水中加入沉淀 劑、絮凝劑，過濾分離成重金屬沉淀和高濃度鹽溶液，后者經(jīng)多效蒸發(fā)濃縮、分離得到 無機(jī)鹽結(jié)晶，剩余廢水可進(jìn)入城市污水處理系統(tǒng)。其中，多效蒸發(fā)可以為多效強(qiáng)制循環(huán) 蒸發(fā)或多效降膜蒸發(fā)等。

　　所述重金屬化合物為Co、Ni、Mn、Fe、Cr、Cu、Zn、Ti、Zr、Y、V、La、Ce、 Nd、Sm或Pr等的化合物或復(fù)合化合物。其中，Co、Ni、Mn、Fe、Cr、Cu、Zn、Ti、 Zr、Y、V、La、Ce、Nd、Sm或Pr等的化合物為碳酸鹽、草酸鹽、磷酸鹽、氧化物、氫 氧化物或羥基氧化物等。

　　所述沉淀劑為氫氧化物、碳酸鹽、草酸鹽或硫化物等中的一種或幾種，包括氫氧化 鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鉀、碳銨、草酸鈉、草酸鉀、草酸銨、硫化鈉、 硫化鉀、硫化銨等。

　　所述絮凝劑為聚丙烯酸、聚丙烯酸鈉、聚丙烯酸鈣、聚丙烯酰胺、聚合氯化鋁、硫 酸鋁、聚硫酸鐵、聚氯化鐵、聚氯化硫酸鐵或聚硅酸硫酸鋁等中的一種或幾種。其中， 優(yōu)選為聚丙烯酰胺與聚合氯化鋁的混合物，效果更佳。

　　在鋰電正極多元材料前驅(qū)體的制備過程中，所述重金屬化合物為至少含有Co、Ni、 Mn等中任意兩種以上的化合物或復(fù)合化合物(其余還可能包括Fe、Cr、Cu、Zn、V、 Ti、Zr、Y、La、Ce、Nd、Sm或Pr等的化合物或復(fù)合化合物)時(shí)，在過濾分離成重金 屬沉淀和高濃度鹽溶液后，還需對(duì)溶液中的游離氨進(jìn)行蒸發(fā)(其中，溶液中銨的存在形 式分為游離氨和固定銨等，固定銨可通過加氫氧化鈉轉(zhuǎn)化為游離氨)，然后進(jìn)行多效蒸 發(fā)濃縮、分離。

　　對(duì)游離氨進(jìn)行蒸發(fā)可以采用垂直篩板塔進(jìn)行間接汽提法處理或采用填料塔或揮氨 塔進(jìn)行直接汽提法處理。

　　重金屬化合物生產(chǎn)過程中的廢水中實(shí)際含有很多有用的成分，有些成分可能在其它 方面有利用價(jià)值，只是由于廢水成分相對(duì)復(fù)雜，分離有一定的難度。如果將廢水中的有 用成分分離出來，不但廢水的污染會(huì)大大降低，同時(shí)能產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益，另外經(jīng)過 提取有用成分后的廢水處理也相對(duì)容易。

　　分離所得的主要成分是銨鹽、鈉鹽、鉀鹽等。銨鹽做為重要的化工原料，可應(yīng)用于 電池、電鍍、染紡、精密鑄造、制革、焊接、醫(yī)藥等工業(yè);鈉鹽可應(yīng)用于洗滌劑、肥料、 純堿、燒堿、造紙、醫(yī)療、絲織、玻璃制造等各行業(yè)及其他化工產(chǎn)品;鉀鹽主要應(yīng)用在 化肥，玻璃工業(yè)、煙火生產(chǎn)及肥皂等領(lǐng)域。鈷、鎳、錳等資源的價(jià)值更不必贅述，由于 分離回收這些有用成分能產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，可以補(bǔ)貼廢水治理系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用。通過分離 回收廢水中有用成分，既可以降低廢水處理成本，又可滿足環(huán)保要求，達(dá)到環(huán)境效益、 社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益的有機(jī)結(jié)合，滿足現(xiàn)代化企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的需要。

　　本發(fā)明將廢水治理與資源再生結(jié)合起來，針對(duì)不同的廢水，通過加入不同的沉淀劑 及絮凝劑，然后進(jìn)行多效蒸發(fā)，既可有效地沉淀回收重金屬離子，又可去除回收氨氮等 高濃度鹽離子，方法簡(jiǎn)單易行。

　　隨著鋰離子電池正極材料行業(yè)的不斷開拓，鋰電正極材料將逐漸從鈷酸鋰產(chǎn)品走向 錳酸鋰、鎳鈷錳酸鋰、磷酸亞鐵鋰等多產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)。這些產(chǎn)品的前驅(qū)體制備都副 產(chǎn)銨鹽、鈉鹽及鉀鹽等，且產(chǎn)量呈倍數(shù)增長(zhǎng)。本工藝將廣泛應(yīng)用于這些產(chǎn)品生產(chǎn)的廢水 處理工程。