本发明专利技术涉及一种钠离子电池正极材料生产母液的回收系统及方法，属于废液回收技术领域。包括第一硫酸投加装置、水洗系统、第二硫酸投加装置、二级纳滤系统和浓缩系统；钠离子电池正极材料生产母液经第一硫酸投加装置投加硫酸至母液pH＝5‑6再进入水洗系统；经水洗系统处理后，水洗系统的浓水出水侧得到硫酸钠；水洗系统的产水经第二硫酸投加装置投加硫酸至产水pH＝2‑3，然后进入二级纳滤系统，二级纳滤系统产水进入浓缩系统，浓缩后得到草酸。经本发明专利技术的系统处理，草酸的纯度达90％，无废液产生，有良好的应用前景。
1、钠离子电池具有资源丰富、成本低以及性价比高等优点，其工作原理与锂离子电池相似，且与锂离子电池高度兼容，已成为锂离子电池的理想替代品。钠离子电池主要由正极材料、负极材料、隔膜、电解液等组成。其中，正极材料作为储存活性钠的部件，不仅直接决定电池的电化学性能，还会影响电池的最终成本。以草酸钠为钠源的正极材料生产工艺产生的废水为含草酸钠、硫酸钠的高盐废水，该类废水若不经处理直接排出，不仅危害周边环境，还浪费大量草酸资源。
2、目前主要的草酸回收方法为：蒸馏、树脂吸附、萃取、硫酸铅法、石灰-石膏法。但是，蒸馏法生产成本较高、耗能大；树脂吸附及萃取的工艺链较长，且树脂和萃取剂使用寿命较短；硫酸铅法中硫酸铅随着使用次数增加，活性降低，且产生含铅废水；石灰-石膏法的投加药剂量大，产生含钙废水。
3、含硫酸钠的废水的处理方法主要有：加入沉淀剂形成硫酸盐沉淀、重结晶或电解法。但是采用这些方法都只能得到低附加值的工业产品，且能耗高、提取得到的纯度低、杂质含量高，难以二次利用。导致回收的硫酸钠产品无法利用，会对环境造成二次污染。
2、鉴于现有技术的上述缺点、不足，本专利技术提供一种钠离子电池正极材料生产母液的回收系统及方法，其解决了钠离子电池正极材料生产母液中草酸和硫酸钠回收纯度低、废料产量大、成本较高、耗能大等技术问题。
>3、(二)技术方案4、为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：
5、第一方面，本专利技术提供一种钠离子电池正极材料生产母液的回收系统，包括第一硫酸投加装置、水洗系统、第二硫酸投加装置、二级纳滤系统和浓缩系统；
6、钠离子电池正极材料生产母液经所述第一硫酸投加装置投加硫酸至母液ph＝5-6，然后进入所述水洗系统；
7、所述水洗系统包括一次水洗装置、二次水洗装置和三次水洗装置，所述一次水洗装置的浓水出水侧与二次水洗装置的进水侧连接，所述二次水洗装置的浓水出水侧与所述三次水洗装置的进水侧连接，所述三次水洗装置的浓水出水侧得到硫酸钠；
8、所述一次水洗装置、二次水洗装置和三次水洗装置的产水经所述第二硫酸投加装置投加硫酸至产水ph＝2-3，然后进入所述二级纳滤系统，所述二级纳滤系统的产水进入所述浓缩系统，经所述浓缩系统浓缩后的浓水中得到草酸。
9、本专利技术的一次水洗装置、二次水洗装置和三次水洗装置都是一种纳滤膜装置，含盐量少的渗透液即为产水，溶质被膜截留、含盐量高的水即为浓水。钠离子电池正极材料生产母液经硫酸调节ph至5-6后，含有草酸的溶液会透过膜，即产水中含有草酸；硫酸钠会被膜截留，即浓水中含有硫酸钠。本专利技术通过三次水洗装置分离草酸和硫酸钠。随着水洗倍数的增加，纳滤膜对草酸的拦截率会增高，因此需要考虑经济性的问题。本专利技术设置三次水洗装置，即可达到硫酸钠的收率为98wt％，纯度可达96％的效果，因此无需设置更多的水洗装置。本专利技术兼顾了经济性和分离效率，更具有应用价值。
10、可选地，还包括微滤系统，所述微滤系统能去除钠离子电池正极材料生产母液中的悬浮物；所述微滤系统包括调节池和微滤装置，所述钠离子电池正极材料生产母液与所述调节池的进水侧连接，所述调节池的出水侧与所述微滤装置的进水侧连接，所述微滤装置的出水侧与所述水洗系统连接。
11、可选地，所述微滤装置的反冲洗排水侧还与所述调节池连接，使所述对微滤装置反冲洗产生的反冲洗液进入所述调节池中收集。
12、可选地，所述二级纳滤系统为纳滤装置，所述浓缩系统为反渗透装置；所述一次水洗装置、所述二次水洗装置和所述三次水洗装置的产水与所述纳滤装置的进水侧连接，所述纳滤装置的产水侧与所述反渗透装置的进水侧连接，使所述纳滤装置的产水进入到所述反渗透装置中进行浓缩处理，在所述反渗透装置的浓水出水侧得到草酸。
13、可选地，所述纳滤装置的浓水侧和所述反渗透装置的产水侧均与所述一次水洗装置、所述二次水洗装置和所述三次水洗装置的进水侧连接；使所述纳滤装置的浓水和所述反渗透装置的产水进入到所述水洗系统，以便对其溶质进行回收，减少废排放，纳滤浓水和反渗透产水共同可作为水洗系统的水洗水源。
14、优选地，当纳滤浓水和反渗透产水的量不足或其含溶质浓度较高时，可补充纯水作为水洗系统的水洗水源。
15、可选地，所述一次水洗装置、所述二次水洗装置和所述三次水洗装置的操作压力均为40-45bar，平均产水膜通量均为12-15lmh。
16、本专利技术的一次水洗装置、二次水洗装置和三次水洗装置的膜均为纳滤膜，膜材质为聚酰胺，孔径1nm。
17、可选地，所述纳滤装置的操作压力为25-30bar，平均产水膜通量为14-15lmh；所述反渗透装置的操作压力为60-70bar，平均通量为14-15lmh。
18、第二方面，本专利技术提供一种钠离子电池正极材料生产母液的回收方法，利用所述的回收系统，回收钠离子电池正极材料生产母液中的草酸和硫酸钠，包括如下步骤：
19、s1、钠离子电池正极材料生产母液经所述调节池收集后进入微滤装置，除去悬浮物，所述微滤装置的反冲洗水回流至所述调节池；
20、s2、所述微滤装置的出水与所述纳滤装置的浓水和所述反渗透装置的产水按体积比1：2-3混合后，经硫酸调节ph＝5-6后进入所述一次水洗装置；
21、s3、所述一次水洗装置的产水进入所述纳滤装置，所述一次水洗装置的浓水与所述纳滤装置的浓水和所述反渗透装置的产水按体积比1：2-3混合后，进入二次水洗装置；
22、s4、所述二次水洗装置的产水进入所述纳滤装置，所述一次水洗装置的浓水与所述纳滤装置的浓水和所述反渗透装置的产水按体积比1：2-3混合后，进入所述三次水洗装置；
23、s5、所述三次水洗装置的产水进入所述纳滤装置，所述三次水洗装置的浓水为硫酸钠；
24、s6、所述一次水洗装置、所述二次水洗装置和所述三次水洗装置的产水混合后经硫酸调节ph＝2-3，进入所述纳滤装置；
25、s7、所述纳滤装置的浓水回流至水洗系统，所述纳滤装置的产水进入所述反渗透装置；
26、s8、所述反渗透装置的产水回流至水洗系统，所述反渗透装置的浓水为草酸。
27、可选地，所述水洗系统中所用洗水除纳滤装置浓水和反渗透装置产水外，还需额外补充洗水。
28、(三)有益效果
29、本专利技术的有益效果是：本专利技术的一种钠离子电池正极材料生产母液的回收系统，本专利技术采用全膜法回收钠离子电池正极材料生产母液中的草酸和硫酸钠，可以长期大量处理废水，只需定期保养或更换膜，成本低，效果好。本专利技术通过调节钠离子电池正极材料生产母液的ph值至为5-6，再经过三次水洗处理，即可得到高纯度硫酸钠。通过调节水洗系统产水的ph值至本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种钠离子电池正极材料生产母液的回收系统，其特征在于，包括第一硫酸投加装置(8)、水洗系统、第二硫酸投加装置(9)、二级纳滤系统(6)和浓缩系统(7)；
2.根据权利要求1所述的钠离子电池正极材料生产母液的回收系统，其特征在于，还包括微滤系统，所述微滤系统能去除钠离子电池正极材料生产母液中的悬浮物；所述微滤系统包括调节池(1)和微滤装置(2)，所述钠离子电池正极材料生产母液与所述调节池(1)的进水侧连接，所述调节池(1)的出水侧与所述微滤装置(2)的进水侧连接，所述微滤装置(2)的出水侧与所述水洗系统连接。
3.根据权利要求1所述的钠离子电池正极材料生产母液的回收系统，其特征在于，所述微滤装置(2)的反冲洗排水侧还与所述调节池(1)连接，使对所述微滤装置(2)反冲洗产生的反冲洗液进入所述调节池(1)中收集。
4.根据权利要求1所述的钠离子电池正极材料生产母液的回收系统，其特征在于，所述二级纳滤系统(6)为纳滤装置，所述浓缩系统(7)为反渗透装置；所述一次水洗装置(3)、所述二次水洗装置(4)和所述三次水洗装置(5)的产水与所述纳滤装置的进水侧连接，所述纳滤装置的产水侧与所述反渗透装置的进水侧连接，使所述纳滤装置的产水进入到所述反渗透装置中进行浓缩处理，在所述反渗透装置的浓水出水侧得到草酸。
5.根据权利要求4所述的钠离子电池正极材料生产母液的回收系统，其特征在于，所述纳滤装置的浓水侧和所述反渗透装置的产水侧均与所述一次水洗装置(3)、所述二次水洗装置(4)和所述三次水洗装置(5)的进水侧连接；使所述纳滤装置的浓水和所述反渗透装置的产水进入到所述水洗系统。
6.根据权利要求4所述的钠离子电池正极材料生产母液的回收系统，其特征在于，所述纳滤装置的操作压力为25-30bar，平均产水膜通量为14-15LMH；所述反渗透装置的操作压力为60-70bar，平均通量为14-15LMH。
7.根据根据权利要求1所述的钠离子电池正极材料生产母液的回收系统，其特征在于，所述一次水洗装置(3)、所述二次水洗装置(4)和所述三次水洗装置(5)的操作压力均为40-45bar，平均产水膜通量均为12-15LMH。
8.一种钠离子电池正极材料生产母液的回收方法，其特征在于，利用权利要求1-7中任一项所述的回收系统，回收钠离子电池正极材料生产母液中的草酸和硫酸钠，包括如下步骤：
9.根据权利要求8所述的钠离子电池正极材料生产母液的回收方法，其特征在于，所述水洗系统中所用洗水除纳滤装置浓水和反渗透装置产水外，还需额外补充洗水。
...
【技术特征摘要】
1.一种钠离子电池正极材料生产母液的回收系统，其特征在于，包括第一硫酸投加装置(8)、水洗系统、第二硫酸投加装置(9)、二级纳滤系统(6)和浓缩系统(7)；
2.根据权利要求1所述的钠离子电池正极材料生产母液的回收系统，其特征在于，还包括微滤系统，所述微滤系统能去除钠离子电池正极材料生产母液中的悬浮物；所述微滤系统包括调节池(1)和微滤装置(2)，所述钠离子电池正极材料生产母液与所述调节池(1)的进水侧连接，所述调节池(1)的出水侧与所述微滤装置(2)的进水侧连接，所述微滤装置(2)的出水侧与所述水洗系统连接。
3.根据权利要求1所述的钠离子电池正极材料生产母液的回收系统，其特征在于，所述微滤装置(2)的反冲洗排水侧还与所述调节池(1)连接，使对所述微滤装置(2)反冲洗产生的反冲洗液进入所述调节池(1)中收集。
4.根据权利要求1所述的钠离子电池正极材料生产母液的回收系统，其特征在于，所述二级纳滤系统(6)为纳滤装置，所述浓缩系统(7)为反渗透装置；所述一次水洗装置(3)、所述二次水洗装置(4)和所述三次水洗装置(5)的产水与所述纳滤装置的进水侧连接，所述纳滤装置的产水侧与所述反渗透装置的进水侧连接，使所述纳滤装置的产水进入到所述反渗透装置中进行浓缩处理，在所述反...
【专利技术属性】
技术研发人员：李鑫，方毓淳，谭斌，汪凯，黄传敏，张怡情，
申请(专利权)人：杭州上拓环境科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。