磷酸铁母液及洗水的处理方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了磷酸铁母液及洗水的处理方法及系统，该方法包括：S110，用待处理母液吸收气氨得到工艺液，用待处理洗水吸收气氨得到吸氨液，用工艺水吸收气氨得到氨水；其中，气氨由母液在吸收气氨的过程中放出的热量将液氨气化产生；S120，使用氨水对工艺液和吸氨液调质；S130，对调质后的工艺液和吸氨液进行蒸发浓缩、离心、固液分离、干燥及冷却结晶中的一项或多项操作后得到产品化肥。使用气氨可以降低后续蒸发结晶的处理水量；并且对吸收气氨后的母液用循环水、液氨气化先后降温，充分利用液氨气化吸热降低了循环水的消耗，提高氨回收率的同时提高了母液、洗水浓度，进一步降低了蒸发结晶处理水量，从而可以降低处理母液和洗水的投资、运行成本。运行成本。运行成本。

【技术实现步骤摘要】
磷酸铁母液及洗水的处理方法及系统


[0001]本专利技术涉及新能源行业废水处理
，尤其涉及磷酸铁母液及洗水的处理方法及系统。

技术介绍

[0002]随着新能源市场的快速发展，对于动力电池、储能材料或设备的需求越来越大，相应的对制备电池正极材料磷酸铁锂的前驱体磷酸铁的需求也随之增加，目前一般以硫酸亚铁、磷酸一铵、双氧水为原料，经过氧化、合成、过滤、烧结、洗涤等工艺过程制备磷酸铁，而其制备过程中的合成母液和洗水是含有不同浓度的铵离子、金属离子、硫酸根离子(SO
42
‑
)、磷酸(氢)根离子(H2PO4‑
)的高盐无机废水，如直接排放，不符合工业废水的排放标准，会对周围的环境造成严重的污染、破坏，因此，需要对废水进行处理，以回收再利用或使其符合排放标准。
[0003]磷酸铁主要用于生产正极材料磷酸铁锂，由磷酸铁前驱体和电池级氢氧化锂化合而成，反应方程式：
[0004]2FePO4+2LiOH+C
→
2LiFePO4+H2O+CO。
[0005]目前磷酸铁生产方法有两种，一种是使用磷酸和铁盐反应，另一种是对磷酸铁锂电池进行回收。上述两种磷酸铁的处理方法都会产生磷酸铁废水。
[0006]目前对磷酸铁生产废水的主流方法包括石灰沉淀法、镁盐处理法和膜处理法：
[0007]1)、石灰沉淀法
[0008]向废水中投加大量的石灰石、石灰，并在不考虑总盐超标的情况下将气氨回收、上清液直接排放，该方法会产生大量难以处理的污泥，且未考虑到盐的排放和处置。
[0009]2)、高浓度氨氮的吹脱和磷酸铵镁的沉淀
[0010]向废水中投加氧化镁和氢氧化镁来生成磷酸铵镁(鸟粪石)；再针对剩余的气氨/铵盐进行汽提和硫酸吸收，生成硫酸铵，但此方法工艺流程长，需要消耗大量的镁盐和蒸汽，处理成本高且废水很难达标排放。
[0011]3)、膜法和多效蒸发组合工艺
[0012]生成硫酸铵和磷酸一铵肥料，同时蒸馏出来的水也可以被回收利用，但是工艺复杂，且投资成本大。
[0013]进一步地，公开号为CN114105392A的中国专利技术专利申请公开了一种磷酸铁废水处理方法，包括：
[0014]S1、将磷酸铁母液进行预处理得到母液澄清滤液，加入氨水对磷酸铁生产过程中的母液调节pH至7～8，将磷酸铁洗水进行预处理得到浓水A，浓缩前加入氨水对磷酸铁生产过程中的洗水调节pH至7～8；
[0015]S2、将母液澄清滤液和浓水A混合后蒸发浓缩，并得到浓水B；
[0016]S3、浓水B经离心进行冷却结晶，得到固体产物并进行干燥，得到化肥产品硫酸铵、磷酸氢铵、硫酸镁。
[0017]该方法存在以下问题：
[0018]1)对氨水需求量大，运输和存储的成本较高。
[0019]2)使用氨水调质会增加母液、洗水处理量的5
‑
20％，增加了后续MVR蒸发结晶的投资及运行成本。
[0020]因此，如何降低磷酸铁生产过程中的母液及洗水的处理成本已成为亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0021]针对磷酸铁生产过程中的母液及洗水的处理成本高，或处理不彻底的技术问题。
[0022]本专利技术提供了一种磷酸铁母液及洗水的处理方法，该方法包括：
[0023]S110，用待处理母液吸收气氨得到工艺液，用待处理洗水吸收气氨得到吸氨液，用工艺水吸收气氨得到氨水；其中，气氨由母液在吸收气氨的过程中放出的热量将液氨气化产生；
[0024]S120，使用氨水对工艺液和吸氨液调质；
[0025]S130，对调质后的工艺液和吸氨液进行蒸发浓缩、离心、固液分离、干燥及冷却结晶中的一项或多项操作后得到产品化肥。
[0026]优选的，S110中，还包括利用循环水和液氨气化对工艺液进行冷却，并且循环水和液氨气化转移热量的比值为1:(2
‑
10)。
[0027]优选的，S110中，母液、洗水、工艺水吸收气氨的质量比值为1:(0.10
‑
0.35):(0.15
‑
0.50)。
[0028]优选的，S110中，工艺水吸收气氨后得到的氨水的浓度为17.7％
‑
22.3％。
[0029]优选的，S110中，母液与洗水为流动状态，其中，母液流量为50
‑
600m3/h，洗水流量为80
‑
1200m3/h，且母液与洗水的体积比值为1:(1.3
‑
2.5)。
[0030]优选的，S120中，工艺液调质前的pH为4.2
‑
5.3，调质后的pH为6.8
‑
8.4；吸氨液调质前的pH 4.5
‑
5.6，调质后的pH 7
‑
8.8；工艺液与吸氨液吸收氨水的比值为1:(0.5
‑
2.0)。
[0031]优选的，S130中，产品化肥包括硫酸铵和磷酸一铵；其中，磷酸一铵通过对硫酸铵的部分离心母液进行冷却结晶、固液分离、干燥中的一项或多项操作得到。
[0032]优选的，S130之后，方法还包括：S140，将磷酸一铵溶于水，并与氨水进一步反应得到磷酸二铵。
[0033]作为并行方案，本专利技术还提供了一种磷酸铁母液及洗水的处理方法，该方法还包括：
[0034]S210，用待处理母液吸收气氨得到工艺液，用待处理洗水吸收气氨得到吸氨液，用工艺水吸收气氨得到氨水；其中，气氨由母液在吸收气氨的过程中放出的热量将液氨气化产生；
[0035]S220，对吸氨液进行包括但不限于蒸发浓缩操作后，与工艺液混合，得到混合液；
[0036]S230，使用氨水、磷酸二氢钾对混合液调质；
[0037]S240，对调质后的混合液进行蒸发浓缩、热风干燥中的一项或多项操作后得到产品复合肥。
[0038]本专利技术还提供了磷酸铁母液及洗水的处理系统，以应用于上述的磷酸铁母液及洗
水的处理方法以及并行方案，该系统包括：
[0039]母液吸氨冷却设备，用于母液吸收气氨制备工艺液，并对工艺液进行冷却；以及
[0040]洗水吸氨设备，用于洗水吸收气氨制备吸氨液；
[0041]氨水制备设备，用于工艺水吸收气氨制备氨水；
[0042]液氨气化设备，用于利用母液吸收气氨放出的热量气化液氨，并通过气氨管道分别为母液吸氨冷却设备、洗水吸氨设备以及氨水制备设备提供气氨；
[0043]调质设备，分别与母液吸氨冷却设备、洗水吸氨设备以及氨水制备相连，用于使用氨水对工艺液和吸氨液调质；或，分别与母液吸氨冷却设备、洗水吸氨设备以及氨水制备相连，用于使用氨水以及磷酸二氢钾对工艺液和吸氨液的混合液调质；
[0044]化肥生产设备，与调质设备相连，用于对调质后的工艺液和吸氨液进行过滤、蒸发浓缩、离心、固液分离、干燥及冷却结晶中的一项或多项操作后制备产本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磷酸铁母液及洗水的处理方法，其特征在于，所述方法包括：S110，用待处理母液吸收气氨得到工艺液，用待处理洗水吸收气氨得到吸氨液，用工艺水吸收气氨得到氨水；其中，所述气氨由所述母液在吸收气氨的过程中放出的热量将液氨气化产生；S120，使用所述氨水对所述工艺液和所述吸氨液调质；S130，对调质后的所述工艺液和所述吸氨液进行蒸发浓缩、离心、固液分离、干燥及冷却结晶中的一项或多项操作后得到产品化肥。2.根据权利要求1所述的磷酸铁母液及洗水的处理方法，其特征在于，S110中，还包括利用循环水和液氨气化对所述工艺液进行冷却，并且所述循环水和所述液氨气化转移热量的比值为1:(2
‑
10)。3.根据权利要求1所述的磷酸铁母液及洗水的处理方法，其特征在于，S110中，所述母液、所述洗水、所述工艺水吸收气氨的质量比值为1:(0.10
‑
0.35):(0.15
‑
0.50)。4.根据权利要求1所述的磷酸铁母液及洗水的处理方法，其特征在于，S110中，所述工艺水吸收气氨后得到的所述氨水的浓度为17.7％
‑
22.3％。5.根据权利要求1所述的磷酸铁母液及洗水的处理方法，其特征在于，S110中，所述母液与所述洗水为流动状态，其中，所述母液流量为50
‑
600m3/h，所述洗水流量为80
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1200m3/h，且所述母液与所述洗水的体积比值为1:(1.3
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2.5)。6.根据权利要求1所述的磷酸铁母液及洗水的处理方法，其特征在于，S120中，所述工艺液调质前的pH为4.2
‑
5.3，调质后的pH为6.8
‑
8.4；所述吸氨液调质前的pH 4.5
‑
5.6，调质后的pH 7.0
‑
8.8；所述工艺液与所述吸氨液吸收氨水的比值为1:(0.5
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【专利技术属性】
技术研发人员：罗勇迎，王卓，林静，易文斌，潘志刚，陈杰，
申请(专利权)人：贵州中伟兴阳储能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：