本发明属于废水处理,具体涉及一种含锂废水处理方法及处理设备。
背景技术:
1、金属锂,被称为“金属味素”,只要在合金中少量添加即可大大地改变合金的性质,因而被广泛地应用在航空航天、核能发电、高能电池、轻质高比强合金等技术领域,被称为“21世纪的金属”。高氯含锂废水含锂的浓度相对较高,因此具备较好的回收价值,锂行业废水回收锂的经济效益,按照市场年产锂量、废水中锂含量,回收锂后,折合为碳酸锂的价格,至少有10亿的回收价值产生。
2、高氯含锂废水处理的关键在于杂质离子的去除及锂钠盐分的分离。根据处理要求,现有技术采用高效去除有机污染物—纳滤膜除钙镁—特种膜分离预浓缩—mvr蒸发浓缩—析钠分锂—碳酸钠沉锂的工艺路线,采用分质处理的手段,将废水中的杂质予以去除,有效成分得以富集提浓。
3、其中,mvr蒸发得到的浓缩母液为富含氯化锂和氯化钠的混合溶液,浓度较高,粘度较大,经析钠分锂装置,利用氯化锂和氯化钠溶解度的较大差异,先结晶析出氯化钠,经过离心分离后得到氯化钠结晶盐,为一般固体废物。得到的富锂溶液送入碳酸钠沉锂装置内,在一定的温度下将氯化锂转化为碳酸锂沉淀,再经离心机过滤分离得到碳酸锂沉淀。
4、由于碳酸钠沉锂工艺的反应温度为30-60摄氏度,远低于析钠分锂后得到的富锂溶液和氯化钠固体废物温度,因此富锂溶液需要自然冷却一定时间后才能加入碳酸钠药剂进行反应,而氯化钠固体废物需要冷却后才能进行下一步处理,不仅大幅增加了工艺时间,导致高氯含锂废水处理效率低下,而且造成大量的能源浪费,降低了工艺的经济环保性能。
5、因此,针对上述技术问题,有必要提供一种含锂废水处理方法及处理设备。
6、公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解,而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种含锂废水处理方法及处理设备,其能够解决富锂溶液和氯化钠固体废物冷却造成的工艺效率低下以及能源浪费问题,有效提升高氯含锂废水处理的处理效率以及经济环保性能。
2、为了实现上述目的,本发明一具体实施例提供的了一种含锂废水处理方法,包括以下步骤:
3、s1、高氯含锂废水预处理:调节高氯含锂废水的ph为弱酸性,然后过滤去除水中的杂质和悬浮物;
4、s2、反渗透膜分离:采用膜分离技术的膜渗透装置中渗透分离废水中的溶解盐,得到初级浓缩液和回用水;
5、s3、mvr蒸发浓缩:在mvr蒸发器中对所述初级浓缩液进行进一步蒸发浓缩,得到次级浓缩液;
6、s4、析钠分锂:次级浓缩液转至增稠体系进行提浓,之后进行离心过滤,得到氯化钠固体结晶盐和富锂溶液;
7、s5、碳酸盐沉锂:富锂溶液在沉锂反应釜中冷却后加入碳酸盐溶液进行反应,生成碳酸锂沉淀,再经离心机过滤分离得到碳酸锂成品;
8、所述初级浓缩液在进入mvr蒸发器进行蒸发浓缩前,能够在沉锂反应釜中通过螺旋换热管与富锂溶液换热,使所述初级浓缩液预热,富锂溶液降温冷却。
9、为了实现上述目的,本发明一具体实施例又提供的了一种含锂废水处理设备,包括膜渗透装置、沉锂反应釜和mvr蒸发器;
10、膜渗透装置包括一级膜分离模块和二级膜分离模块,所述一级膜分离模块和二级膜分离模块能够依次渗透分离废水中的溶解盐,得到初级浓缩液;
11、mvr蒸发器位于膜渗透装置的后端,所述膜渗透装置与mvr蒸发器之间固定安装有送料管路,通过所述送料管路将初级浓缩液送入mvr蒸发器内部进行蒸发浓缩,得到次级浓缩液;
12、所述mvr蒸发器上方固定安装有加热析钠装置,所述加热析钠装置用于对次级浓缩液进一步加热结晶析出氯化钠固体;
13、沉锂反应釜的内部转动连接有搅拌管,所述搅拌管的上方固定安装有多孔转鼓,所述多孔转鼓用于离心分离出富锂溶液,所述多孔转鼓的外侧固定安装有集液筒,所述集液筒的外壁上开设有多组出液孔,所述集液筒的下方固定安装有引流挡圈,所述沉锂反应釜的内壁与引流挡圈的外壁之间形成有缓释腔,所述富锂溶液能够通过多组出液孔流入缓释腔内部,所述引流挡圈的底端固定安装有多组出液管;
14、所述送料管路包括螺旋换热管,所述螺旋换热管盘绕在引流挡圈的外侧并位于缓释腔内部,进入所述缓释腔内部的富锂溶液能够与螺旋换热管直接接触,从而对螺旋换热管内部的初级浓缩液换热。
15、在本发明的一个或多个实施例中,所述沉锂反应釜的下方固定安装有底座,所述底座内部为中空结构,用于收纳储存氯化钠固体;
16、所述搅拌管的顶端与多孔转鼓内部相连通,所述搅拌管的底端与底座内部的中空结构内部相连通,所述多孔转鼓内部分离出的氯化钠固体能够通过搅拌管落入中空结构的内部;
17、所述搅拌管上靠近顶端的位置处固定安装有第二电磁阀。
18、在本发明的一个或多个实施例中,所述搅拌管上靠近底端的位置处固定安装有第一电磁阀,通过所述第一电磁阀能够使进入搅拌管内部的氯化钠固体停留在搅拌管的内部,利用氯化钠固体的热量维持沉锂反应的温度。
19、在本发明的一个或多个实施例中,所述底座上固定安装有搅拌电机,所述搅拌电机的输出端与搅拌管之间安装有皮带,所述搅拌电机能够通过皮带带动搅拌管转动;
20、所述搅拌管上固定安装有多组叶片,通过所述叶片使搅拌管能够在沉锂反应过程中进行搅拌。
21、在本发明的一个或多个实施例中,所述集液筒上固定安装有分水盒,所述分水盒上固定安装有多组喷头;
22、所述mvr蒸发器上固定安装有蒸汽主管,所述蒸汽主管上旁接有蒸汽支管,所述蒸汽支管的一端与分水盒的内部相连通;
23、所述蒸汽主管和蒸汽支管上均安装有控制阀。
24、在本发明的一个或多个实施例中,所述集液筒的外壁上转动连接有斜齿圈,所述斜齿圈上固定安装有旋转套;
25、所述沉锂反应釜上固定安装有控制电机,所述控制电机的输出端贯穿至沉锂反应釜的内部并固定安装有斜齿轮,所述斜齿轮与斜齿圈相匹配;
26、所述出液孔包括开设在集液筒上的多组内出液孔以及开设在旋转套上的多组外出液孔;
27、所述旋转套与集液筒的外壁密封贴合,多组所述内出液孔分别与多组所述外出液孔相匹配。
28、在本发明的一个或多个实施例中,所述沉锂反应釜上固定安装有加药系统,所述加药系统与多组出液管相连接,能够通过多组出液管向富锂溶液中添加碳酸盐溶液;
29、多组所述出液管内部设置有空腔,所述出液管的内壁上固定安装有多组凸台,所述凸台上开设有出药孔,所述空腔内部通过出药孔与出液管的内部相连通。
30、在本发明的一个或多个实施例中,所述加药系统包括储药筒和环管,所述储药筒固定安装在底座上,所述储药筒上固定安装有加药泵;
31、所述环管固定安装在沉锂反应釜的外部,所述加药泵的输出端与环管之间固定安装有输药管;
32、所述环管上固定安装有多组注药管,多组所述注药管分别与多组出液管相连接。
33、在本发明的一个或多个实施例中,所述送料管路还包括浓缩液管和浓缩液支管,所述浓缩液管固定安装在一级膜分离模块与mvr蒸发器之间,所述浓缩液支管固定安装在二级膜分离模块与浓缩液管之间;
34、所述螺旋换热管固定安装在浓缩液管上;
35、所述一级膜分离模块与二级膜分离模块之间固定安装有导水管。
36、与现有技术相比,本发明通过在初级浓缩液与富锂母液之间建立换热系统,既利用富锂母液多余的热量升高初级浓缩液进入mvr蒸发器内部的温度,缩短mvr蒸发浓缩的时间,又能够使富锂母液快速降温冷却,缩短沉锂工序的时间,从而大幅缩短了含锂废水处理工艺的整体时间,提升处理效率,并且实现了热量的回收以及合理的利用;
37、通过搅拌管不仅方便对氯化钠固体废物排出和收集,而且,还能够利用氯化钠固体废物的热量维持沉锂反应所需的温度,进一步实现了热量的回收利用,使含锂废水处理工艺更加经济环保;
38、通过多组出液管能够向富锂母液中均匀添加碳酸盐溶液,节省沉锂工序中的加药混合时间,提升沉锂效率。
1.一种含锂废水处理方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.一种含锂废水处理设备,用于如权利要求1所述的一种含锂废水处理方法,其特征在于,包括:
3.根据权利要求2所述的一种含锂废水处理设备,其特征在于,所述沉锂反应釜的下方固定安装有底座,所述底座内部为中空结构,用于收纳储存氯化钠固体;
4.根据权利要求3所述的一种含锂废水处理设备,其特征在于,所述搅拌管上靠近底端的位置处固定安装有第一电磁阀,通过所述第一电磁阀能够使进入搅拌管内部的氯化钠固体停留在搅拌管的内部,利用氯化钠固体的热量维持沉锂反应的温度。
5.根据权利要求4所述的一种含锂废水处理设备,其特征在于,所述底座上固定安装有搅拌电机,所述搅拌电机的输出端与搅拌管之间安装有皮带,所述搅拌电机能够通过皮带带动搅拌管转动;
6.根据权利要求5所述的一种含锂废水处理设备,其特征在于,所述集液筒上固定安装有分水盒,所述分水盒上固定安装有多组喷头;
7.根据权利要求2所述的一种含锂废水处理设备,其特征在于,所述集液筒的外壁上转动连接有斜齿圈,所述斜齿圈上固定安装有旋转套;
8.根据权利要求2所述的一种含锂废水处理设备,其特征在于,所述沉锂反应釜上固定安装有加药系统,所述加药系统与多组出液管相连接,能够通过多组出液管向富锂溶液中添加碳酸盐溶液;
9.根据权利要求8所述的一种含锂废水处理设备,其特征在于,所述加药系统包括储药筒和环管,所述储药筒固定安装在底座上,所述储药筒上固定安装有加药泵;
10.根据权利要求2所述的一种含锂废水处理设备,其特征在于,所述送料管路还包括浓缩液管和浓缩液支管,所述浓缩液管固定安装在一级膜分离模块与mvr蒸发器之间,所述浓缩液支管固定安装在二级膜分离模块与浓缩液管之间;
