高盐分废水处理系统及硫酸法制备碳酸锂的废水处理系统技术方案

技术编号:14669329 阅读:188 留言:0更新日期:2017-02-17 20:07
本实用新型专利技术涉及一种高盐分废水处理系统,及应用该系统的硫酸法制备碳酸锂的废水处理系统。高盐分废水处理系统包括过滤粒径为0.1‑50μm的第一过滤设备,对钙离子、镁离子的拦截率≥99%的第二过滤设备、对分子量≥1000物质的拦截率≥99.5%的第三过滤设备、对二价离子的拦截率≥90%的第四过滤设备、对分子量≤100物质的拦截率≥99.99%的第五过滤设备、对分子量为100‑1000物质的拦截率≥90%的第六过滤设备、及对分子量为100‑1000物质的拦截率≥90%的第七过滤设备;还包括使得滤液沿逐级过滤设备流动的泵以及测定各环节滤液盐含量的盐含量测定装置。该系统不仅可有效回收废水中的各种离子,得到纯水,还能够在较低能耗运作下运行,生产效率较高,经济效益好。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种高盐分废水处理系统,及应用该系统的硫酸法制备碳酸锂的废水处理系统。
技术介绍
碳酸锂是生产二次锂盐和金属锂制品的基础材料,因而成为了锂行业中用量最大的锂产品,其他锂产品其本上都是碳酸锂的下游产品。碳酸锂的生产工艺根据原料来源的不同可以分为盐湖卤水提取和矿石提取。目前,我国则主要采用固体矿石提取工艺,主要生产工艺有石灰烧结法和硫酸法,其中硫酸法是目前使用的最主要的方法。目前的硫酸法工艺步骤如下:锂矿石的细磨、焙烧、酸浸、除去钙镁、过滤、蒸发浓缩、沉锂、分离洗涤、干燥。在上述工艺中,最终成品的获得会产生大量的废水,该废水是一种高盐分的碱性溶液,不仅含有大量的尚未转化的锂,而且还含有大量的Cl-、SO42-、CO3-、HCO3-、Ca2+、Mg2+、K+、Na+等离子。然而,目前还没有一种有效地处理该废水的方法,一般是直接排放,不仅浪费资源,而且造成环境的严重污染。
技术实现思路
本技术所要解决的技术方案是提供一种能够有效回收高盐分废水中离子的处理系统,还要提供一种硫酸法制备碳酸锂的废水处理系统。本技术解决上述技术问题所采用的技术方案如下:本技术提供的第一种高盐分废水处理系统,包括过滤粒径为0.1-50μm的第一过滤设备,与第一过滤设备的第一滤液出口连接的对钙离子、镁离子的拦截率≥99%的第二过滤设备、与第二过滤设备的第二滤液出口连接的对分子量≥1000物质的拦截率≥99.5%的第三过滤设备、与第三过滤设备的第三滤液出口连接的对分子量≤100物质的拦截率≥99.99%的第四过滤设备、与第四过滤设备的第一浓缩液出口连接的对分子量为100-1000物质的拦截率≥90%的第五过滤设备,还包括使得滤液沿逐级过滤设备流动的泵以及测定各环节滤液盐含量的盐含量测定装置。高盐分废水首先在第一过滤设备的过滤下除掉粒径超过0.1-50μm的较大粒径的固体物质,例如一些含钙镁的沉淀。可以在第一过滤设备过滤之前增添粗滤操作单元,过滤掉高盐分废水中的大型固体物质,避免这些大型固体物质对第一过滤设备中的过滤介质造成机械损害。第二过滤设备可去除第一滤液中的钙离子和镁离子,可有效降低高盐分废水的硬度,延长后续设备的使用寿命。第二滤液中还含有一些无法除掉的杂质,例如一些胶体物质,通过第三过滤设备的分子量筛选将分子量≥1000的物质除去得到纯度较高的第三滤液。第三滤液通过第四过滤设备的过滤介质后得到第四滤液并被收集装置收集,而被过滤介质阻截的第三滤液形成高盐分的第一浓缩液。由于第四过滤设备可以有效拦截分子量≤100的物质,因此第四滤液为纯水,不仅可以直接排放,而且可以回收利用。第一浓缩液经过第五过滤设备的进一步过滤后形成第五滤液,而被过滤介质阻截的第一浓缩液形成更高盐分的第二浓缩液。经过上述多级过滤,一是能够解决工业上高盐分废水难以处理的技术问题,且在浓缩过程中不容易出现浓缩停滞的情况;二是精密过滤和浓缩的组合操作使得废水转化为纯水,且第二浓缩液的浓度非常高,有利于再生利用;三是实践证明上述系统能够在较低能耗运作下运行,生产效率较高,经济效益好。进一步,所述第五过滤设备的第五滤液出口与第四过滤设备的进液口相连。第五滤液回流至第四过滤设备进行进一步过滤,可以有效节约资源,提升生产效率。进一步,所述第五过滤设备的第五滤液出口与第四过滤设备的进液口之间设有供第五滤液储存的中间罐。该中间罐能够起到储存第五滤液、稳定第五滤液压力、将第五滤液分流到其它操作环节设备的作用。进一步,所述第五过滤设备的浓缩液出口连接结晶设备。高盐分的第二浓缩液经结晶设备处理后得到更易保存和再生利用的结晶盐。结晶的方式可以采用蒸发结晶或其他现有技术中的结晶方法。此外,可以在结晶设备和第五过滤设备的浓缩液出口之间增设收集装置,可以使溶质得到进一步的沉积。进一步,所述第五过滤设备包括至少两个顺次相连的过滤装置,各过滤装置对分子量为100-1000物质的拦截率≥90%并且保持浓缩液的输出量不低于8L/(m2·h)。在上述条件下,经过多级过滤装置阻截形成的浓缩液的可溶性盐含量明显依次递增,并且保持第二浓缩液的输出量,由此保证浓缩效果。增加第五过滤设备的过滤装置数量可以有效实现过滤通量的更新,更加利于第一浓缩液的浓缩,实现对高盐分废水的多级浓缩,这里的多级浓缩可以采用多种组合方式,可以是开放式、半开放式。进一步,采用开放式时,所述第五过滤设备包括顺次相连的一级过滤装置、二级过滤装置,所述二级过滤装置上设有第二浓缩液出口,二级过滤装置阻截形成的第二浓缩液直接流出;采用半开放式时,所述第五过滤设备包括顺次相连的一级过滤装置、二级过滤装置,所述二级过滤装置上设有第二浓缩液出口以及供第二浓缩液回流至一级过滤装置的第二浓缩液回流口,所述第二浓缩液回流口与一级过滤装置的进液口相连,第二浓缩液回流口和第二浓缩液出口设有阀门。二级过滤装置阻截形成的第二浓缩液返至一级过滤装置的进液口,经一级过滤装置浓缩后再次进入二级过滤装置,达到一定的盐含量之后再排出,由此提高溶液的浓缩效率。进一步,所述第一过滤设备的过滤介质由微滤膜构成;所述第二过滤设备的过滤介质由离子交换树脂构成;所述第三过滤设备的过滤介质由超滤膜构成;所述第四过滤设备的过滤介质由DTRO膜构成;所述第五过滤设备的过滤介质由纳滤膜构成。当然,为了达到本技术的技术效果,也可选择其他等同的处理方式,例如,第二过滤设备中可以设置OH-离子溶液的进液口,通过化学反应使钙离子和镁离子转化为沉淀,再采用过滤膜拦截该沉淀。所述DTRO膜为碟管式反渗透膜,适合于过滤高浓度的液体,更加利于保持第四过滤设备的稳定性。进一步,还包括控制高盐分废水的过滤温度的温度控制装置,通过温度控制装置将各个环节的液体温度控制在最佳范围,保证了各个过滤设备的过滤效果。进一步,在第四过滤设备的第四滤液出口和第五过滤设备的第五滤液出口设有阀门。可以定期关掉阀门,然后向过滤设备中输入清水,清水以1.5-3m/s的流速进入过滤设备,可以优选清水流速为2.5-3m/s,连续通入24-64h,由此能够起到定期清洗过滤设备,保证过滤设备过滤通量的作用。本技术提供的第一种硫酸法制备碳酸锂的废水处理系统,包括上述的高盐分废水处理系统。含有上述高盐分废水处理系统的硫酸法制备碳酸锂的废水处理系统不仅可以有效回收废水中的各种离子,而且可以得到可直接排放或循环利用的纯水。该系统能够在较低能耗运作下运行,生产效率较高,经济效益好。本技术提供的第二种高盐分废水处理系统,包括过滤粒径为0.1-50μm的第一过滤设备,与第一过滤设备的第一滤液出口连接的对钙离子、镁离子的拦截率≥99%的第二过滤设备、与第二过滤设备的第二滤液出口连接的对分子量≥1000物质的拦截率≥99.5%的第三过滤设备、与第三过滤设备的第三滤液出口连接的对二价离子的拦截率≥90%的第四过滤设备、与第四过滤设备的第四滤液出口连接的对分子量≤100物质的拦截率≥99.99%的第五过滤设备、与第五过滤设备的第一浓缩液出口连接的对分子量为100-1000物质的拦截率≥90%的第六过滤设备、及与第四过滤设备的第三浓缩液出口连接的对分子量为100-1000物质的拦截率≥90%的第七过滤设备;还包括使得本文档来自技高网...

【技术保护点】
高盐分废水处理系统,其特征在于:包括过滤粒径为0.1‑50μm的第一过滤设备(1),与第一过滤设备(1)的第一滤液出口连接的对钙离子、镁离子的拦截率≥99%的第二过滤设备(2)、与第二过滤设备(2)的第二滤液出口连接的对分子量≥1000物质的拦截率≥99.5%的第三过滤设备(3)、与第三过滤设备(3)的第三滤液出口连接的对二价离子的拦截率≥90%的第四过滤设备(4)、与第四过滤设备(4)的第四滤液出口连接的对分子量≤100物质的拦截率≥99.99%的第五过滤设备(5)、与第五过滤设备(5)的第一浓缩液出口连接的对分子量为100‑1000物质的拦截率≥90%的第六过滤设备(6)、及与第四过滤设备(4)的第三浓缩液出口连接的对分子量为100‑1000物质的拦截率≥90%的第七过滤设备(7);还包括使得滤液沿逐级过滤设备流动的泵(110)以及测定各环节滤液盐含量的盐含量测定装置。

【技术特征摘要】
1.高盐分废水处理系统,其特征在于:包括过滤粒径为0.1-50μm的第一过滤设备(1),与第一过滤设备(1)的第一滤液出口连接的对钙离子、镁离子的拦截率≥99%的第二过滤设备(2)、与第二过滤设备(2)的第二滤液出口连接的对分子量≥1000物质的拦截率≥99.5%的第三过滤设备(3)、与第三过滤设备(3)的第三滤液出口连接的对二价离子的拦截率≥90%的第四过滤设备(4)、与第四过滤设备(4)的第四滤液出口连接的对分子量≤100物质的拦截率≥99.99%的第五过滤设备(5)、与第五过滤设备(5)的第一浓缩液出口连接的对分子量为100-1000物质的拦截率≥90%的第六过滤设备(6)、及与第四过滤设备(4)的第三浓缩液出口连接的对分子量为100-1000物质的拦截率≥90%的第七过滤设备(7);还包括使得滤液沿逐级过滤设备流动的泵(110)以及测定各环节滤液盐含量的盐含量测定装置。2.如权利要求1所述的高盐分废水处理系统,其特征在于:所述第六过滤设备(6)的第六滤液出口与第五过滤设备(5)的进液口相连;所述第六过滤设备(6)的第二浓缩液出口连接第一结晶设备(64)。3.如权利要求2所述的高盐分废水处理系统,其特征在于:所述第六过滤设备(6)的第六滤液出口与第五过滤设备(5)的进液口之间设有供第六滤液储存的第一中间罐(63)。4.如权利要求1所述的高盐分废水处理系统,其特征在于:所述第七过滤设备(7)的第七滤液出口与第五过滤设备(5)的进液口相连;所述第七过滤设备(7)的第四浓缩液出口连接第二结晶设备(74)。5.如权利要求4所述的高盐分废水处理系统,其特征在于:所述第七过滤设备(7...

【专利技术属性】
技术研发人员:郭定江何志刘超何珂桥郭乾勇
申请(专利权)人:四川思达能环保科技有限公司
类型:新型
国别省市:四川;51

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