MVR工藝在電池材料廢水中的資源化利用。

一、電池材料廢水的來源

鋰電三元正極材料清洗濾液經(jīng)過前端中水回用和鋰資源化回用后，產(chǎn)生高濃度的含鹽廢水，此類廢水為含有硫酸鋰的廢水，加入碳酸鈉進(jìn)入沉鋰后形成高濃度硫酸鈉溶液，為實現(xiàn)鋰資源回用過程中廢水“零”排放的目的，對該高濃度含鹽廢水進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶。

二、電池材料廢水的處理方法

目前，蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)方式較多，有單效蒸發(fā)結(jié)晶、多效蒸發(fā)結(jié)晶、MVＲ 蒸發(fā)結(jié)晶等方式，從投入成本和使用成本綜合考慮，需選擇一種低成本、高效節(jié)能的蒸發(fā)結(jié)晶方式，進(jìn)行高鹽廢水的蒸發(fā)結(jié)晶。

MVＲ蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)作為目前更為常用蒸發(fā)器技術(shù)，僅開機(jī)時需要少量生蒸汽，運行過程中幾乎不消耗蒸汽，通過熱量的再利用極大地降低企業(yè)運行成本。

三、MVＲ蒸發(fā)工藝在電池材料廢水中的應(yīng)用

1、廢水相關(guān)參數(shù)

高濃度的硫酸鋰廢水輸送至沉鋰反應(yīng)釜內(nèi)，在一定的 pH值和溫度下，通過加熱、攪拌、添加碳酸鈉形成碳酸鋰沉淀，反應(yīng)原理如下：

Li2SO4 + Na2CO3→Li2CO3↓ + Na2SO4

碳酸鋰通過離心得到回用，離心液為高濃度的硫酸鈉廢水，該廢水為待蒸發(fā)廢水，其參數(shù)為：水量為 2 t/h，pH 值為 7 ～8; 溫度為 30 ～ 50℃；主要成分是硫酸鈉，含有極少量的碳酸鈉和碳酸鋰； 電導(dǎo)率 70000 μs/cm 左右，折合硫酸鈉濃度約3.8% ，屬于高濃度工業(yè)含鹽廢水； 飽和硫酸鈉溶液的沸點升為5

2、電池廢水處理工藝設(shè)計

根據(jù)水質(zhì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計分析，為電池廢水處理設(shè)計MVR蒸發(fā)工藝具體流程如下：

硫酸鈉廢水首先經(jīng)過冷凝水初步預(yù)熱，然后再經(jīng)過生蒸汽預(yù)熱，通過控制生蒸汽量來控制料液進(jìn)入分離器前的溫度，使該溫度維持在在 85～ 90℃ ，然后進(jìn)入蒸發(fā)器的分離段，再經(jīng)由內(nèi)部導(dǎo)流系統(tǒng)進(jìn)入結(jié)晶段，清濁液分離后清液經(jīng)導(dǎo)流筒周圍環(huán)形區(qū)域進(jìn)入強制循環(huán)管進(jìn)口，再進(jìn)入一級加熱器和二級加熱器底部向上進(jìn)入加熱管內(nèi)，屬于升膜蒸發(fā)管內(nèi)的物料與管外的蒸汽進(jìn)行換熱，物料提高溫度后再次進(jìn)入分離段進(jìn)行閃蒸、提濃，然后進(jìn)入結(jié)晶段，如此循環(huán)。

當(dāng)結(jié)晶段底部鹽析腿晶體量達(dá)到一定密度時，出料泵將結(jié)晶器底部物料打入稠厚釜，結(jié)晶器內(nèi)清液經(jīng)結(jié)晶器與分離器的連接管道直接返回分離段，晶體部分在稠厚釜適當(dāng)降溫后進(jìn)入離心機(jī)，離心分離后獲得晶體產(chǎn)品，母液返回蒸發(fā)系統(tǒng)。

通過采用MVR蒸發(fā)器對硫酸鈉廢水進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶處理，達(dá)到設(shè)計要求的蒸發(fā)量和晶體產(chǎn)出量，而且系統(tǒng)能夠穩(wěn)定地實現(xiàn)自動控制，而且運行成本與常規(guī)三效、四效相比，節(jié)能效果較為明顯，預(yù)計不到兩年可以回收MVR的多余投資成本。