公布日：2023.03.07
申請日：2022.11.30
分類號：C02F9/00(2023.01)I
摘要
本發(fā)明公開了一種廢舊磷酸鐵鋰堿溶法溶解鋁箔廢水的處理工藝，其中處理工藝包括以下步驟：S1板框壓機(jī)過濾一（鋁酸鈉過濾）；S2陶瓷膜過濾；S3納濾膜分離提純裝置一（將鋁酸鈉廢水進(jìn)行膜濃縮，得到濃相和清相）；S4反滲透膜濃縮裝置一；S5板框壓機(jī)過濾二（氫氧化鋁）；S6納濾膜濃縮裝置二（回收硫酸鈉）；S7反滲透膜濃縮裝置二（硫酸鈉濃縮）；S8反滲透膜濃縮裝置三（水質(zhì)凈化系統(tǒng)進(jìn)行水質(zhì)凈化）；S9雙極膜分離裝置（硫酸鈉電離成硫酸和氫氧化鈉）。本發(fā)明采用納濾+多級反滲透與雙極膜處理相結(jié)合工藝，代替?zhèn)鹘y(tǒng)蒸發(fā)結(jié)晶，綜合成本低于傳統(tǒng)法、廢水基本無排出，無需酸堿投加，硫酸和氫氧化鈉可循環(huán)利用。
權(quán)利要求書
1.一種廢舊磷酸鐵鋰堿溶法溶解鋁箔廢水的處理工藝，其特征在于，包括以下步驟：S1、板框壓濾機(jī)過濾：將偏鋁酸鈉溶液中的顆粒雜質(zhì)與懸浮物進(jìn)行過濾，分別得到壓濾液一和濾渣，濾渣返回前段工藝?yán)^續(xù)堿溶解；S2、將步驟S1得到的壓濾液一過陶瓷膜，得到陶瓷膜濃相和陶瓷膜清相，陶瓷膜濃相返回預(yù)處理活性物質(zhì)回收設(shè)備；S3、將步驟S2得到的陶瓷膜清相過納濾膜分離裝置一，得到納濾膜濃相一和納濾膜清相一；S4、將步驟S3得到的納濾膜清相一過反滲透濃縮裝置一，得到反滲透濃相一和反滲透清相一，將反滲透濃相一與納濾膜濃相一混合，反滲透清相一作為氫氧化鋁洗滌水用；S5、將步驟S3得到的納濾膜濃相一加硫酸得到酸調(diào)液，將酸調(diào)液過板框二壓濾并洗滌得到壓濾液二、濾渣氫氧化鋁產(chǎn)品、洗滌廢水；S6、將步驟S5得到的壓濾液二過納濾膜分離裝置二，得到納濾膜濃相二和納濾膜清相二，將納濾膜濃相二返回S3中與納濾膜濃相一混合；S7、將步驟S6得到的納濾膜清相二過反滲透濃縮裝置二濃縮，得到反滲透濃相二和反滲透清相二；S8、將步驟S7得到的反滲透清相二過反滲透濃縮裝置三濃縮，得到反滲透濃相三和反滲透清相三，反滲透濃相三與S6納濾膜濃相二混合，反滲透清相三作為氫氧化鋁洗滌水用；S9、將步驟S7得到的反滲透濃相二進(jìn)入雙極膜鹽室，電離得到硫酸和氫氧化鈉，硫酸返回S5步驟，作為酸調(diào)液，氫氧化鈉作堿浸鋁箔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢舊磷酸鐵鋰堿溶法溶解鋁箔廢水的處理工藝，其特征在于，所述步驟S2中壓濾液一滿足濁度＜10NTU。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢舊磷酸鐵鋰堿溶法溶解鋁箔廢水的處理工藝，其特征在于，所述步驟S2中，均采用高分子聚合陶瓷膜過濾，過濾通量為200～1000L/㎡.h；運(yùn)行流速低至1m/s，運(yùn)行壓力為0.1～0.3Mpa；得到的陶瓷膜濃相一和陶瓷膜清相一，均滿足濁度＜10NTU。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢舊磷酸鐵鋰堿溶法溶解鋁箔廢水的處理工藝，其特征在于，所述步驟S3中，納濾膜分離裝置一進(jìn)行分離、提純時，運(yùn)行壓力為0.5Mpa～4Mpa，運(yùn)行溫度為20～40℃；得到的納濾膜濃相一中TDS為20～50g/L，得到的納濾膜清相一中TDS為5～10g/L。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢舊磷酸鐵鋰堿溶法溶解鋁箔廢水的處理工藝，其特征在于，所述步驟S4中，反滲透膜濃縮裝置一進(jìn)行濃縮、凈化時，運(yùn)行壓力為0.5Mpa～4Mpa，運(yùn)行溫度為20～40℃；得到的反滲透濃相一中TDS為15～30g/L，得到的反滲透清相一中TDS為0.005～0.01g/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢舊磷酸鐵鋰堿溶法溶解鋁箔廢水的處理工藝，其特征在于，所述步驟S5中，加硫酸調(diào)至PH為5.5～7.5。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢舊磷酸鐵鋰堿溶法溶解鋁箔廢水的處理工藝，其特征在于，所述步驟S6中，納濾膜分離裝置二進(jìn)行分離、提純時，運(yùn)行壓力為0.5Mpa～4Mpa，運(yùn)行溫度為20～40℃；得到的納濾膜濃相二中TDS為3.3～10.5g/L，得到的納濾膜清相二中TDS為25～45g/L。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢舊磷酸鐵鋰堿溶法溶解鋁箔廢水的處理工藝，其特征在于，所述步驟S7中，反滲透膜濃縮裝置二進(jìn)行濃縮處理時，運(yùn)行壓力為0.5Mpa～8Mpa，運(yùn)行溫度為20～40℃；得到的反滲透濃相二中TDS達(dá)到60～120g/L，得到的反滲透清相二中TDS為0.5～15g/L。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢舊磷酸鐵鋰堿溶法溶解鋁箔廢水的處理工藝，其特征在于，所述步驟S8中，反滲透清相二料液進(jìn)入反滲透膜濃縮裝置三進(jìn)行濃縮處理，運(yùn)行壓力為0.5Mpa～8Mpa，運(yùn)行溫度為20～40℃；得到的反滲透濃相三TDS達(dá)到5～30g/L，得到的反滲透清相三中TDS為0.01～0.05g/L。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢舊磷酸鐵鋰堿溶法溶解鋁箔廢水的處理工藝，其特征在于，所述步驟S9中，反滲透濃相二進(jìn)入雙極膜鹽室，硫酸鈉分離成硫酸和氫氧化鈉分別回用與企業(yè)，雙極膜的電流為50～200A，電壓為100～500V，水回收率為30～70%，脫鹽率為80～90%。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種廢舊磷酸鐵鋰堿溶法溶解鋁箔廢水的處理工藝，綜合解決現(xiàn)有技術(shù)中鋁酸鈉溶液粘結(jié)劑和導(dǎo)電劑等有機(jī)物對后續(xù)產(chǎn)品純度和廢水COD高的影響；硫酸鈉廢水通過多效蒸發(fā)，蒸發(fā)成本極高，硫酸鈉產(chǎn)品價值低廉及蒸發(fā)產(chǎn)生大量有機(jī)廢水等問題。
本發(fā)明針對以上問題提出以陶瓷膜、納濾膜、反滲透以及雙極膜相結(jié)合的工藝。納濾膜分離提純，反滲透濃縮鹽并制得純水返回企業(yè)繼續(xù)使用，鹽濃縮液經(jīng)雙極膜分離成酸和堿返回企業(yè)回用，整個過程簡單高效、減輕企業(yè)環(huán)保壓力，降低企業(yè)生產(chǎn)成本。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：本發(fā)明提供的一種廢舊磷酸鐵鋰堿溶法溶解鋁箔廢水的處理工藝，其特征在于，包括以下步驟：S1、板框壓濾機(jī)過濾：將偏鋁酸鈉溶液中的顆粒雜質(zhì)與懸浮物進(jìn)行過濾，分別得到壓濾液一和濾渣，濾渣返回前段工藝?yán)^續(xù)堿溶解；S2、將步驟S1得到的壓濾液一過陶瓷膜，得到陶瓷膜濃相和陶瓷膜清相，陶瓷膜濃相返回預(yù)處理活性物質(zhì)回收設(shè)備；S3、將步驟S2得到的陶瓷膜清相過納濾膜分離裝置一，得到納濾膜濃相一和納濾膜清相一；S4、將步驟S3得到的納濾膜清相一過反滲透濃縮裝置一，得到反滲透濃相一和反滲透清相一，將反滲透濃相一與納濾膜濃相一混合，反滲透清相一作為氫氧化鋁洗滌水用；S5、將步驟S3得到的納濾膜濃相一加硫酸得到酸調(diào)液，將酸調(diào)液過板框二壓濾并洗滌得到壓濾液二、濾渣氫氧化鋁產(chǎn)品、洗滌廢水；S6、將步驟S5得到的壓濾液二過納濾膜分離裝置二，得到納濾膜濃相二和納濾膜清相二，將納濾膜濃相二返回S3中與納濾膜濃相一混合；S7、將步驟S6得到的納濾膜清相二過反滲透濃縮裝置二濃縮，得到反滲透濃相二和反滲透清相二；S8、將步驟S7得到的反滲透清相二過反滲透濃縮裝置三濃縮，得到反滲透濃相三和反滲透清相三，反滲透濃相三與S6納濾膜濃相二混合，反滲透清相三作為氫氧化鋁洗滌水用；S9、將步驟S7得到的反滲透濃相二進(jìn)入雙極膜鹽室，電離得到硫酸和氫氧化鈉，硫酸返回S5步驟，作為酸調(diào)液，氫氧化鈉作堿浸鋁箔。
進(jìn)一步的，所述步驟S2中壓濾液一滿足濁度＜10NTU。
進(jìn)一步的，所述步驟S2中，均采用高分子聚合陶瓷膜過濾，過濾通量為200～1000L/㎡.h；運(yùn)行流速低至1m/s，運(yùn)行壓力為0.1～0.3Mpa；得到的陶瓷膜濃相一和陶瓷膜清相一，均滿足濁度＜10NTU。
進(jìn)一步的，所述步驟S3中，納濾膜分離裝置一進(jìn)行分離、提純時，運(yùn)行壓力為0.5Mpa～4Mpa，運(yùn)行溫度為20～40℃；得到的納濾膜濃相一中TDS為20～50g/L，得到的納濾膜清相一中TDS為5～10g/L。
進(jìn)一步的，所述步驟S4中，反滲透膜濃縮裝置一進(jìn)行濃縮、凈化時，運(yùn)行壓力為0.5Mpa～4Mpa，運(yùn)行溫度為20～40℃；得到的反滲透濃相一中TDS為15～30g/L，得到的反滲透清相一中TDS為0.005～0.01g/L。
進(jìn)一步的，所述步驟S5中，加硫酸調(diào)為PH5.5～7.5得到酸調(diào)液。
進(jìn)一步的，所述步驟S6中，納濾膜分離裝置二進(jìn)行分離、提純時，運(yùn)行壓力為0.5Mpa～4Mpa，運(yùn)行溫度為20～40℃；得到的納濾膜濃相二中TDS為3.3～10.5g/L，得到的納濾膜清相二中TDS為25～45g/L。
進(jìn)一步的，所述步驟S7中，反滲透膜濃縮裝置二進(jìn)行濃縮處理時，運(yùn)行壓力為0.5Mpa～8Mpa，運(yùn)行溫度為20～40℃；得到的反滲透濃相二中TDS達(dá)到60～120g/L，得到的反滲透清相二中TDS為0.5～15g/L。
進(jìn)一步的，所述步驟S8中，反滲透清相二料液進(jìn)入反滲透膜濃縮裝置三進(jìn)行濃縮處理，運(yùn)行壓力為0.5Mpa～8Mpa，運(yùn)行溫度為20～40℃；得到的反滲透濃相三TDS達(dá)到5～30g/L，得到的反滲透清相三中TDS為0.01～0.05g/L。
進(jìn)一步的，所述步驟S9中，反滲透濃相二進(jìn)入雙極膜鹽室，硫酸鈉分離成硫酸和氫氧化鈉分別回用與企業(yè)，雙極膜的電流為50～200A，電壓為100～500V，水回收率為30～70%，脫鹽率為80～90%。
基于上述技術(shù)方案，本發(fā)明實施例至少可以產(chǎn)生如下技術(shù)效果：（1）本發(fā)明提供的廢舊磷酸鐵鋰堿溶法溶解鋁箔廢水的處理工藝，在預(yù)處理陶瓷膜工藝段利用特種陶瓷膜對有機(jī)物進(jìn)行攔截，杜絕了有機(jī)物等對膜的污染，保證了產(chǎn)品品質(zhì)。
（2）本發(fā)明提供的廢舊磷酸鐵鋰堿溶法溶解鋁箔廢水的處理工藝，從堿浸鋁箔母液得到的陶瓷膜清相一經(jīng)過納濾膜裝置一進(jìn)行分離處理后，納濾膜濃相一用硫酸調(diào)為PH4～5，氫氧化鋁絮體明顯，板框極易過濾，鋁沉淀完全。確保鹽濃縮后無鋁析出，后續(xù)雙極膜電離效率更高更穩(wěn)定。
（3）本發(fā)明提供的廢舊磷酸鐵鋰堿溶法溶解鋁箔廢水的處理工藝，采用連續(xù)過流式膜工藝結(jié)合特種高抗污染的耐酸膜，實現(xiàn)廢舊磷酸鐵鋰堿溶法溶解鋁箔母液和氫氧化鋁漂洗水中的殘酸和鹽的濃縮回收，濃縮的濃相（反滲透濃相二）鹽濃度可達(dá)到150-180g/L，膜脫水量大，保障了后段雙極膜穩(wěn)定運(yùn)行及電流效率。
（4）本發(fā)明提供的廢舊磷酸鐵鋰堿溶法溶解鋁箔廢水的處理工藝，在步驟S4中回收了鋁酸鈉廢水；在步驟S7中回收了氫氧化鋁漂洗廢水；在步驟S8中得到了可以使用雙極膜電離出硫酸與氫氧化鈉回用與生產(chǎn)的反滲透濃相三；并且，本發(fā)明從運(yùn)行費(fèi)用消耗來看，傳統(tǒng)蒸發(fā)工藝脫1噸水的費(fèi)用45-55元，硫酸鈉為副產(chǎn)品價值低廉，本發(fā)明膜濃縮脫1噸水的費(fèi)用3-5元，電離出來得氫氧化鈉和硫酸繼續(xù)返回企業(yè)使用；與現(xiàn)有技術(shù)中的處理工藝相比，本發(fā)明消耗成本更低，項目經(jīng)濟(jì)效益明顯。
（5）本發(fā)明提供的廢舊磷酸鐵鋰堿溶法溶解鋁箔廢水的處理工藝，所應(yīng)用的處理設(shè)備集成化高，設(shè)備體積小，占地面積小，能夠在有限空間發(fā)揮更大的能效。
（6）本發(fā)明提供的廢舊磷酸鐵鋰堿溶法溶解鋁箔廢水的處理工藝，通過微孔過濾、板框壓濾機(jī)、有機(jī)陶瓷膜、耐酸堿納濾膜以及多級高抗污染反滲透膜濃縮過濾的結(jié)合工藝對廢舊磷酸鐵鋰堿溶法溶解鋁箔母液及其漂洗水進(jìn)行分級處理，保護(hù)各級反滲透膜濃縮過濾不受鋁離子及有機(jī)物的影響，實現(xiàn)多級膜系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)，整體生產(chǎn)運(yùn)行成本低、資源回收率高、廢水回收利用、項目零排放。
（發(fā)明人：邱全國）
