钠法磷酸铁生产氧化母液资源化处理装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术钠法磷酸铁生产氧化母液资源化处理装置及方法，针对钠法磷酸铁生产氧化母液含有高浓度硫酸钠、少量重金属离子与磷酸钠的特点，首先利用预处理系统去除氧化母液中的磷酸根离子、重金属离子与悬浮物，将预处理出液的悬浮物浓度控制在≤0.1mg/L；然后利用膜浓缩系统对预处理出液中的硫酸钠浓度从7.4～14%浓缩到16～20%，同时得到硫酸钠浓度≤0.09%的产水，回收利用；最后利用冷冻结晶系统离心分离出99%的芒硝，离心分离母液返回预处理系统重新处理；从而实现钠法磷酸铁生产氧化母液资源化处理的目的。源化处理的目的。源化处理的目的。

【技术实现步骤摘要】
钠法磷酸铁生产氧化母液资源化处理装置及方法


[0001]本专利技术涉及的是钠法磷酸铁生产氧化母液资源化处理装置及方法，属于工业废水处理的


技术介绍

[0002]磷酸铁是锂离子电池正极材料磷酸铁锂的理想前驱体。目前，磷酸铁的生产工艺路径主要有两条。其一是铵法磷酸铁生产工艺，先利用硫酸亚铁加双氧水将二价铁氧化为三价铁，再与磷酸反应，同时通过投加磷酸氢二铵或氨水来控制反应的pH值，合成磷酸铁，产生的生产废水中除了少量的重金属外，主要为铵离子、磷酸根离子、硫酸根离子。其二是钠法磷酸铁生产工艺，也是先利用硫酸亚铁加双氧水将二价铁氧化为三价铁，再与磷酸反应，不同的是通过投加氢氧化钠来控制反应的pH值，合成磷酸铁，此时产生的生产废水中除了少量的重金属外，主要为钠离子、磷酸根离子、硫酸根离子。
[0003]钠法磷酸铁生产废水按生产工序与废水水质可以分为三种。第一种为氧化母液，主要含有高浓度硫酸钠、少量重金属离子与磷酸钠，是一种含磷高盐废水，污染严重。第二种为老化母液，主要含有稀磷酸、少量重金属离子与硫酸钠，是一种宝贵的磷酸资源。第三种为洗水，主要含有少量重金属离子、磷酸钠与硫酸钠，是一种含磷、含重金属的含盐废水。本专利技术主要针对钠法磷酸铁生产中产生的氧化母液专利技术一种钠法磷酸铁生产氧化母液资源化处理装置及方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术提出的是一种钠法磷酸铁生产氧化母液资源化处理装置及方法，其目的旨在针对钠法磷酸铁生产氧化母液含有高浓度硫酸钠、少量重金属离子与磷酸钠的特点，其典型氧化母液成分为：PO
43
‑
(磷酸根)100～200mg/L、Na
+
(钠离子)22440～41680mg/L、SO
42
‑
(硫酸根)52230～97000mg/L、Fe
3+
(铁离子)350～650mg/L、Mg
2+
(镁离子)1080～2010mg/L、Mn
2+
(锰离子)170～320mg/L、Ca
2+
(钙离子)20～50mg/L、Si(硅)20～40mg/L、SS(悬浮物)5～15mg/L、TDS(溶解总固体)76510～141950mg/L、pH 1.5～2.5。钠法磷酸铁生产氧化母液资源化处理装置及方法，首先利用预处理系统去除氧化母液中的磷酸根离子、重金属离子与悬浮物，将预处理出液的悬浮物浓度控制在≤0.1mg/L；然后利用膜浓缩系统对预处理出液中的硫酸钠浓度从7.4～14％浓缩到16～20％，同时得到硫酸钠浓度≤0.09％的产水，回收利用；最后利用冷冻结晶系统离心分离出99％的芒硝(十水硫酸钠)，离心分离母液返回预处理系统重新处理。
[0005]这里，预处理系统中的浸没式超滤膜采用PVDF(聚偏氟乙烯)材质，耐酸碱、寿命长，膜孔径≤50nm，过滤精度高，效果好；膜浓缩系统中在超高压反渗透装置的浓水出水端设置能量回收装置，进一步回收高压浓水的能量，降低高压柱塞泵的流量，节约电能超过50％，能量回收装置采用120kg级的超高压能量回收装置，主体材质为陶瓷；冷冻结晶系统中采用循环换热冷冻结晶，提高换热效率下避免设备堵塞，出料经过旋流器回流细小的硫
酸钠晶体，保证离心分离出的芒硝的品质。
[0006]本专利技术的技术解决方案：钠法磷酸铁生产氧化母液资源化处理装置，其结构包括预处理系统、膜浓缩系统、冷冻结晶系统；其中钠法磷酸铁生产产生的氧化母液接至预处理系统的1#进液口，预处理系统的出泥口送出泥饼，预处理系统的出液口送出预处理系统出液至膜浓缩系统的进液口，膜浓缩系统的出水口送出产水，膜浓缩系统的出液口送出膜浓缩系统出液至冷冻结晶系统的进液口，冷冻结晶系统的出液口送出离心滤液至预处理系统的2#进液口，冷冻结晶系统的出盐口送出芒硝；钠法磷酸铁生产氧化母液资源化处理装置，首先利用预处理系统去除氧化母液中的磷酸根离子、重金属离子与悬浮物；然后利用膜浓缩系统对预处理出液中的硫酸钠进行浓缩，并净化出产水回用；最后利用冷冻结晶系统离心分离出芒硝，离心分离母液返回预处理系统重新处理；实现钠法磷酸铁生产氧化母液资源化处理的目的。
[0007]本专利技术的优点，本专利技术钠法磷酸铁生产氧化母液资源化处理装置及方法，针对钠法磷酸铁生产氧化母液含有高浓度硫酸钠、少量重金属离子与磷酸钠的特点，首先利用预处理系统去除氧化母液中的磷酸根离子、重金属离子与悬浮物，将预处理出液的悬浮物浓度控制在≤0.1mg/L；然后利用膜浓缩系统对预处理出液中的硫酸钠浓度从7.4～14％浓缩到16～20％，同时得到硫酸钠浓度≤0.09％的产水，回收利用；最后利用冷冻结晶系统离心分离出99％的芒硝(十水硫酸钠)，离心分离母液返回预处理系统重新处理；从而实现钠法磷酸铁生产氧化母液资源化处理的目的。
附图说明
[0008]附图1钠法磷酸铁生产氧化母液资源化处理装置的总体结构示意图。
[0009]附图中OML表示氧化母液，PTS表示预处理系统，MCS表示膜浓缩系统，CCS表示冷冻结晶系统，SSTH表示芒硝，CFL表示离心滤液，SC表示泥饼，PW表示产水，PTO表示预处理系统出液，MCO表示膜浓缩系统出液。
[0010]附图2钠法磷酸铁生产氧化母液资源化处理装置的预处理系统结构示意图。
[0011]附图中PTS表示预处理系统，OML表示氧化母液，SC表示泥饼，CLF表示离心滤液，PTO表示预处理出液，MLT表示氧化母液箱，RT1表示一级反应池，ST1表示一级沉淀池，RT2表示二级反应池，ST2表示二级沉淀池，D
11
表示氢氧化钠与除磷剂投加装置，D
12
表示氢氧化钠投加装置，D
13
表示硫酸投加装置，SUF表示浸没式超滤装置，MT表示中间液箱，SCT表示污泥浓缩池，PF表示压滤机，FLT表示压滤液池，P
11
表示提升泵，P
12
表示抽吸泵，P
13
表示增压泵，P
14
表示反洗泵，P
15
表示污泥泵，P
16
表示压滤液回流泵，B表示反洗风机。
[0012]附图3钠法磷酸铁生产氧化母液资源化处理装置的膜浓缩系统结构示意图。
[0013]附图中MCS表示膜浓缩系统，PTO表示预处理系统出液，PW表示产水，MCO表示膜浓缩系统出液，D
21
表示阻垢剂投加装置，SAF表示保安过滤器，UHPRO表示超高压反渗透装置，ERI表示能量回收装置，CLT表示浓液箱，PWT表示产水箱，P
21
表示高压柱塞泵，P
22
表示浓液输送泵，P
23
表示高压增压泵，P
24
表示产水输送泵。
[0014]附图4钠法磷酸铁生产氧化母液资源化处理装置的冷冻结晶系统结构示意图。
[0015]附图中CCS表示冷冻结晶系统，MCO表示膜浓缩系统出水，CFL表示离心滤液，S本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.钠法磷酸铁生产氧化母液资源化处理装置，其特征是包括预处理系统、膜浓缩系统、冷冻结晶系统；其中钠法磷酸铁生产产生的氧化母液接至预处理系统的1#进液口，预处理系统的出泥口送出泥饼，预处理系统的出液口送出预处理系统出液至膜浓缩系统的进液口，膜浓缩系统的出水口送出产水，膜浓缩系统的出液口送出膜浓缩系统出液至冷冻结晶系统的进液口，冷冻结晶系统的出液口送出离心滤液至预处理系统的2#进液口，冷冻结晶系统的出盐口送出芒硝；钠法磷酸铁生产氧化母液资源化处理装置，首先利用预处理系统去除氧化母液中的磷酸根离子、重金属离子与悬浮物；然后利用膜浓缩系统对预处理出液中的硫酸钠进行浓缩，并净化出产水回用；最后利用冷冻结晶系统离心分离出芒硝，离心分离母液返回预处理系统重新处理；实现钠法磷酸铁生产氧化母液资源化处理的目的。2.根据权利要求1所述的钠法磷酸铁生产氧化母液资源化处理装置，其特征是所述的预处理系统，其结构包括氧化母液箱、一级反应池、一级沉淀池、二级反应池、二级沉淀池、氢氧化钠与除磷剂投加装置、氢氧化钠投加装置、硫酸投加装置、浸没式超滤装置、中间液箱、污泥浓缩池、压滤机、压滤液池、提升泵、抽吸泵、增压泵、反洗泵、污泥泵、压滤液回流泵、反洗风机；其中氧化母液接至氧化母液箱的1#进液口，氧化母液箱的出液口通过提升泵与一级反应池的进液口相接，氢氧化钠与除磷剂投加装置的出药口接至一级反应池的进药口，一级反应池的出液口接至一级沉淀池的进液口，一级沉淀池的出液口接至二级反应池的进液口，氢氧化钠投加装置的出药口接至二级反应池的进药口，二级反应池的出液口接至二级沉淀池的进液口，二级沉淀池的出液口接至浸没式超滤装置的进液口，硫酸投加装置的出药口也接至浸没式超滤装置的进液口，反洗风机的出风口接至浸没式超滤装置的进风口，浸没式超滤装置的出液口通过抽吸泵与中间液箱的进液口相接，中间液箱的1#出液口通过增压泵送出预处理出液，中间液箱的2#出液口通过反洗泵与浸没式超滤装置的反洗液进口相接，一级沉淀池的排泥口、二级沉淀池的排泥口与浸没式超滤装置的反洗液排口都接至污泥浓缩池的进泥口，污泥浓缩池的出泥口通过污泥泵与压滤机的进泥口相接，压滤机的出泥口送出泥饼，压滤机的滤液出口接至压滤液池的进液口，压滤液池的出液口通过压滤液回流泵与氧化母液箱的2#进液口相接，离心滤液接至氧化母液箱的3#进液口。3.根据权利要求1所述的钠法磷酸铁生产氧化母液资源化处理装置，其特征是所述的膜浓缩系统，其结构包括阻垢剂投加装置、保安过滤器、超高压反渗透装置、能量回收装置、浓液箱、产水箱、高压柱塞泵、浓液输送泵、高压增压泵、产水输送泵；其中预处理系统出液接至保安过滤器的进液口，阻垢剂投加装置的出药口也接至保安过滤器的进液口，保安过滤器的出液口通过高压柱塞泵与超高压反渗透装置的进液口相接，超高压反渗透装置的产水出口接至产水箱的进水口，产水箱的出水口通过产水输送泵送出产水，超高压反渗透装置的浓液出口接至能量回收装置的浓液进口，能量回收装置的浓液出口接至浓液箱的进液口，浓液箱的出液口通过浓液输送泵送出膜浓缩系统出液，保安过滤器的出液口也接至能量回收装置的进液口，能量回收装置的出液口通过高压增压泵也接至超高压反渗透装置的进液口。4.根据权利要求1所述的钠法磷酸铁生产氧化母液资源化处理装置，其特征是所述的冷冻结晶系统，其结构包括预冷器、结晶罐、旋流器、稠厚器、离心分离机、离心母液罐、冷却换...

【专利技术属性】
技术研发人员：张博，张金锋，戚可卓，
申请(专利权)人：江苏卓博环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：