三元前驱体生产废水介绍VIP免费

1.三元前驱体简介锂离子电池因具备能量密度高、自放电低、重量轻、体积小等优点，目前被运用于电子设备和电动汽车中。锂离子电池一般由正极片、负极片、隔膜纸等零部件组成，其中正极材料是正极片的关键，镍钴锰三元正极材料由于具有良好的循环性能、可靠的安全性以及适中的成本等优点，是当前最有发展前景的新型锂离子电池正极材料之一。借助新能源汽车的发展机遇，三元前驱体作为锂离子动力电池正极材料的关键原料，近几年迅速发展，三元前驱体的产能也不断扩大。目前生产三元材料的工艺是:首先采用共沉淀法得到镍钴锰氢氧化物三元前驱体，然后经过与碳酸锂混合、煅烧、混料等工序，生产三元正极材料。共沉淀反应后的母液是高盐高氨氮重金属废水。随着国家对环保越来越严格的要求，此类废水零排放逐步成为环评审批或行业准入的必要条件。因此，探寻经济可行稳定性强的废水处理方案，成为所有三元前驱体生产企业关注的热点课题。目前虽然有很多环保设计公司开发出三元前驱体废水零排放工艺技术，但是工艺处理方案单一，而每家企业的实际情况不同，实际运行过程也存在很多问题。然而目前几乎没有全流程的关于三元前驱体废水零排放工艺的研究报道，废水处理技术的研究缺失也制约该行业的发展壮大。工艺流程描述：将镍、钴、锰3种金属混合盐溶液与一定浓度氨水络合，然后在一定浓度的碱的作用下，形成氢氧化物沉淀。主要反应方程式如下:NiSO4+CoSO4+MnSO4+NH3+NaOH→NixCoyMnz(OH)2+NH3+Na2SO4+H2O2、废水水质特点从以上反应方程式看，可判定过滤得到的母液废水中含有氨氮、硫酸钠盐以及未完全沉淀的镍钴锰金属污染物。经调研该行业的废水特性，各元素含量汇总见表1。由表1可以看出，镍钴锰三元前驱体废水主要特征为：pH较高，含较高镍，微量钴锰金属及高氨氮、高盐。3、三元前驱体废水处理难点（1）废水水质变化较大三元前驱体为定制的中间产品，各个客户对产品的特性要求各不同，产品系列常按产品中镍钴锰的比例而分类，常见为NCM111、NCM523、NCM622、NCM811等，不同系列产品产生的废水重金属、氨氮的含量、pH均不同，目前行业主流为生产高镍产品，产生的废水含镍和氨氮也比较高。（2）氨根、重金属富集影响回用水、盐的品质因三元前驱体废水处理流程较长，废水做零排放，势必要考虑富集的问题。另外有部分企业采用氯化盐与硫酸盐混合体系生产，给后续产品的回收纯度带来了很大的困难。（3）不凝气、盐析、结垢、腐蚀造成设备性能下降三元前驱体废水为高盐废水，处理过程中采用高温的方法，需考虑盐析、结垢等带来的不利影响，尤其是采用氯化盐体系的企业，更要考虑高温腐蚀给设备带来的不利影响。4、各污染物处理方法（1）镍钴锰金属处理三元前驱体废水pH在10～11，而镍、钴、锰氢氧化物完全沉淀的pH分别为9.65、9.52、10.64，所以沉淀后的母液几乎没有游离的Ni2+、Co2+、Mn2+，而是以络合态M(NH3)2+n、M(Ni、Co、Mn)形式存在。M(NH3)n2+热力学性质非常稳定，目前工业化可考虑以下2种方法将重金属分离。a硫化物沉淀法硫化物沉淀法是指通过在废水中投加硫化钠，使废水中重金属离子与硫离子反应生成难溶的沉淀，然后被过滤分离的方法。在镍钴锰前驱体废水中投加硫化钠，可生成NiS、CoS、MnS。这3种硫化物的溶度积常数很小，不受氨根络合的影响，处理后重金属的含量可达到1mg/L以下。该工艺优点为沉渣量少、品位高、金属回收率高等;缺点是沉渣细小、难以沉降等。b破络法三元前驱体废水要想将这3种金属沉淀分离出来，最关键的一步是要去除氨配合物，将氨氮去除以后，在pH为10左右，镍钴锰金属就会以Ni(OH)2、Co(OH)2、Mn(OH)2的形式沉淀下来，企业可回收作为原料使用或外售。（2）氨氮处理方法目前处理含氨废水的方法有生物法、物理法、化学法等。而镍钴锰三元前驱体废水含有高盐高氨氮重金属，废水成分复杂，毒性强，不能采用生物法处理。其他如反渗透、离子交换法、折点加氯法、电化学处理法因投资大、运行成本高等原因，只适用于低浓度氨氮的处理。因此工业化可考虑的方法有磷酸铵镁沉淀法、汽提蒸氨法。磷酸铵镁法即通过投加含Mg2+和PO4－3辅料，与废水中的NH4+反应，生成磷酸铵...