公布日：2022.11.18
申請(qǐng)日：2022.08.02
分類號(hào)：C02F9/08(2006.01)I;C02F1/42(2006.01)N;C02F1/44(2006.01)N;C02F1/469(2006.01)N;C02F1/72(2006.01)N;C02F5/00(2006.01)N;
C02F103/34(2006.01)N
摘要
本發(fā)明屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電池級(jí)硝酸鋰生產(chǎn)廢水的處理方法。該處理方法將電池級(jí)硝酸鋰生產(chǎn)廢水依次進(jìn)入換熱單元、超濾單元、一級(jí)軟化器、一級(jí)反滲透單元、一級(jí)軟化器、二級(jí)反滲透單元和電滲析單元進(jìn)行分離處理。本發(fā)明利用反滲透膜高效鹽水分離作用及電滲析離子交換膜選擇性透過性能的，實(shí)現(xiàn)鹽類物質(zhì)與有機(jī)物從溶液中脫除或富集濃縮，產(chǎn)生高濃度硝酸鋰溶液；有效解決了常規(guī)技術(shù)在對(duì)電池級(jí)硝酸鋰生產(chǎn)廢水進(jìn)行處理時(shí)，存在的水資源與硝酸鋰原料的浪費(fèi)的問題。
權(quán)利要求書
1.一種電池級(jí)硝酸鋰生產(chǎn)廢水的處理方法，其特征在于，包括以下步驟，S1：電池級(jí)硝酸鋰生產(chǎn)廢水進(jìn)入換熱單元進(jìn)行降溫；S2：降溫后的電池級(jí)硝酸鋰生產(chǎn)廢水進(jìn)入超濾單元進(jìn)行過濾，過濾所得濃水直接排放，過濾所得產(chǎn)水進(jìn)入進(jìn)入一級(jí)軟化器，去除鈣鎂離子；S3：一級(jí)軟化器產(chǎn)水進(jìn)入一級(jí)反滲透單元進(jìn)行濃縮分離，一級(jí)反滲透單元濃縮分離所得產(chǎn)水作為循環(huán)冷卻水排出，一級(jí)反滲透單元濃縮分離所得濃水進(jìn)入二級(jí)軟化器，去除鈣鎂離子；S4：二級(jí)軟化器產(chǎn)水進(jìn)入二級(jí)反滲透單元進(jìn)行濃縮分離，二級(jí)反滲透單元濃縮分離所得產(chǎn)水作為循環(huán)冷卻水排出；S5：二級(jí)反滲透單元濃縮分離所得濃水進(jìn)入電滲析單元進(jìn)行鹽水分離，鹽水分離所得產(chǎn)水回流至一級(jí)反滲透單元繼續(xù)處理或直接排放，鹽水分離所得濃水作為生產(chǎn)原料提鋰回用，完成電池級(jí)硝酸鋰生產(chǎn)廢水的處理。
2.如權(quán)利要求1所述的電池級(jí)硝酸鋰生產(chǎn)廢水的處理方法，其特征在于，所述步驟S1中，電池級(jí)硝酸鋰生產(chǎn)廢水進(jìn)入換熱單元前儲(chǔ)存于調(diào)節(jié)池。
3.如權(quán)利要求1所述的電池級(jí)硝酸鋰生產(chǎn)廢水的處理方法，其特征在于，所述步驟S1中，降溫至30-40℃。
4.如權(quán)利要求1所述的電池級(jí)硝酸鋰生產(chǎn)廢水的處理方法，其特征在于，所述超濾單元中的超濾膜平均孔徑30-70nm。
5.如權(quán)利要求1所述的電池級(jí)硝酸鋰生產(chǎn)廢水的處理方法，其特征在于，所述步驟S2中，采用外壓式過濾。
6.如權(quán)利要求1所述的電池級(jí)硝酸鋰生產(chǎn)廢水的處理方法，其特征在于，所述步驟S2中，超濾單元的產(chǎn)水率90-95％。
7.如權(quán)利要求1所述的電池級(jí)硝酸鋰生產(chǎn)廢水的處理方法，其特征在于，所述步驟S3中，一級(jí)反滲透單元中濃縮分離的平均操作壓力為0.7-1.0mpa。
8.如權(quán)利要求1或7所述的電池級(jí)硝酸鋰生產(chǎn)廢水的處理方法，其特征在于，所述步驟S3中，一級(jí)反滲透單元中濃縮分離的產(chǎn)水回收率為70-80％。
9.如權(quán)利要求1所述的電池級(jí)硝酸鋰生產(chǎn)廢水的處理方法，其特征在于，所述步驟S4中，二級(jí)反滲透單元中濃縮分離的平均操作壓力為1.2-2.0mpa。
10.如權(quán)利要求1或9所述的電池級(jí)硝酸鋰生產(chǎn)廢水的處理方法，其特征在于，所述步驟S4中，二級(jí)反滲透單元中濃縮分離的產(chǎn)水回收率為55-65％。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決上述問題，提供了一種電池級(jí)硝酸鋰生產(chǎn)廢水的處理方法，能夠?qū)崿F(xiàn)水資源、鋰資源的綜合回收利用。
按照本發(fā)明的技術(shù)方案，所述電池級(jí)硝酸鋰生產(chǎn)廢水的處理方法，包括以下步驟，
S1：電池級(jí)硝酸鋰生產(chǎn)廢水進(jìn)入換熱單元進(jìn)行降溫；
S2：降溫后的電池級(jí)硝酸鋰生產(chǎn)廢水進(jìn)入超濾單元進(jìn)行過濾，過濾所得濃水直接排放，過濾所得產(chǎn)水進(jìn)入進(jìn)入一級(jí)軟化器，去除鈣鎂離子；
S3：一級(jí)軟化器產(chǎn)水進(jìn)入一級(jí)反滲透單元進(jìn)行濃縮分離，一級(jí)反滲透單元濃縮分離所得產(chǎn)水作為循環(huán)冷卻水排出，一級(jí)反滲透單元濃縮分離所得濃水進(jìn)入二級(jí)軟化器，去除鈣鎂離子；
S4：二級(jí)軟化器產(chǎn)水進(jìn)入二級(jí)反滲透單元進(jìn)行濃縮分離，二級(jí)反滲透單元濃縮分離所得產(chǎn)水作為循環(huán)冷卻水排出；
S5：二級(jí)反滲透單元濃縮分離所得濃水進(jìn)入電滲析單元進(jìn)行鹽水分離，鹽水分離所得產(chǎn)水回流至一級(jí)反滲透單元繼續(xù)處理或直接排放，鹽水分離所得濃水作為生產(chǎn)原料提鋰回用，完成電池級(jí)硝酸鋰生產(chǎn)廢水的處理。
本發(fā)明通過膜系統(tǒng)、電滲析系統(tǒng)的聯(lián)合使用將水資源、鋰資源得到綜合回收利用。
進(jìn)一步的，所述步驟S1中，電池級(jí)硝酸鋰生產(chǎn)廢水進(jìn)入換熱單元前儲(chǔ)存于調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池用于電池級(jí)硝酸鋰生產(chǎn)廢水的緩沖儲(chǔ)存。
進(jìn)一步的，所述步驟S1中，降溫至30-40℃，優(yōu)選為35℃，用于保護(hù)后續(xù)處理中的膜材料。
進(jìn)一步的，所述超濾單元中的超濾膜平均孔徑30-70nm。
進(jìn)一步的，所述步驟S2中，采用外壓式過濾。
進(jìn)一步的，所述步驟S2中，超濾單元的產(chǎn)水率90-95％，優(yōu)選為93％，其進(jìn)水流速為28-32m3/h，產(chǎn)水流速為26-29m3/h(進(jìn)入一級(jí)軟化器)，濃水流速為1.5-2.5m3/h排放；在一個(gè)實(shí)施例中，進(jìn)水流速為29m3/h，產(chǎn)水流速為27m3/h(進(jìn)入一級(jí)軟化器)，濃水流速為2m3/h排放
進(jìn)一步的，所述步驟S3中，一級(jí)反滲透單元中濃縮分離的平均操作壓力為0.7-1.0mpa。
進(jìn)一步的，所述步驟S3中，一級(jí)反滲透單元中濃縮分離的產(chǎn)水回收率為70-80％，優(yōu)選為75％；其進(jìn)水流速為26-29m3/h，濃水流速為6.5-7.5m3/h。
進(jìn)一步的，所述步驟S4中，二級(jí)反滲透單元中濃縮分離的平均操作壓力為1.2-2.0mpa。
進(jìn)一步的，所述步驟S5中，二級(jí)反滲透單元中濃縮分離的產(chǎn)水回收率為55-65％，優(yōu)選為75％；其進(jìn)水流速為6.5-7.5m3/h，濃水流速為2.5-3.0m3/h；。
具體的，上述處理方法所采用的處理系統(tǒng)包括依次連通的換熱單元、超濾單元、一級(jí)軟化器、一級(jí)反滲透單元、一級(jí)軟化器、二級(jí)反滲透單元和電滲析單元，其中一級(jí)反滲透單元和二級(jí)反滲透單元的產(chǎn)水出口連接氧化池，電滲析單元的產(chǎn)水出口連接一級(jí)反滲透單元和/或排水池，電滲析單元的濃水出口設(shè)有回用水池。
進(jìn)一步的，換熱單元為板式換熱器，其換熱材質(zhì)可以為SUS304(304不銹鋼)，換熱單元的進(jìn)水口端設(shè)有調(diào)節(jié)池；超濾單元包括超濾進(jìn)水箱、超濾進(jìn)水泵、超濾反洗泵、超濾膜組，超濾管路、儀表等；一級(jí)軟化器、二級(jí)軟化器括軟化進(jìn)水箱、軟化器罐體、樹脂、再生系統(tǒng)，軟化器管路、軟化器儀表。
本發(fā)明的技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：
(1)本發(fā)明利用反滲透膜高效鹽水分離作用及電滲析離子交換膜選擇性透過性能的，實(shí)現(xiàn)鹽類物質(zhì)與有機(jī)物從溶液中脫除或富集濃縮，產(chǎn)生高濃度硝酸鋰溶液；
(2)本發(fā)明有效解決了常規(guī)技術(shù)在對(duì)電池級(jí)硝酸鋰生產(chǎn)廢水進(jìn)行處理時(shí)，存在的水資源與硝酸鋰原料的浪費(fèi)的問題，實(shí)現(xiàn)了水資源、鋰資源的綜合回收利用。
（發(fā)明人：陳侃;葉超;臧睿哲;王飛龍;陳士軍;馬楫）
