摘要：随着新能源的发展，磷酸铁锂电池需求量增长迅速，使得电池级磷酸铁的生产量剧增，电池级磷酸铁在生产过程中，不但会产生大量的母液，还会产生大量磷酸铁进行清洗废水，而清洗磷酸铁的水纯度要求较高，母液和洗水中含盐量高且物料相对单一，国家对生产企业的环保要求也越来越高，根据以上情况，制定合理的生产工艺，使得废水经过多级纯化处理成纯水，回用于生产中，其余的部分经过浓缩、蒸发、结晶后提取出合格的化学产品，从而实现废水零排放，废水资源化。 码装拉链
关键词：磷酸铁废水处理；零排放；
1.磷酸铁生产工艺简述
市场上磷酸铁生产工艺主要有钠法、铵法、铁粉、肥料磷酸、氧化铁红、磷酸氢钙6种工艺。磷酸铁生产工艺的选择首先考虑的是磷酸铁的逻辑指标：稳定性（电池稳定性）>铁磷比（电池容量）>微观结构（电池高压实）>比表面积；其次考虑的是磷酸铁的生产成本。
目前主流的磷酸铁生产工艺为铵法和钠法；这一工艺主要是由亚铁加氨水或氢氧化钠调节
PH的不同分为钠法和铵法。从稳定性角度分析，铵法和钠法生产的磷酸铁稳定性都很好，但是铵法生产成本最低。且铵法可以把副产品硫铵和磷酸一铵外售取得更高的利润。
本论文是对铵法生产磷酸铁废水处理工艺的研究。
2.磷酸铁废水处理设计思路
2.1设计原则
1）采用先进技术，运行可靠，系统运行安全，过程管理简单，使先进性与可靠性有机结合；
2）采用高效节能处理技术，大大降低了项目运营成本；
3）采用成熟的先进技术和工艺，有效控制技术成本；
4）合理布局，减少处理站对周围环境的影响。
2.2确定工艺流程考虑的因素
1）废水来源和水质对工艺的影响；
2）废水处理出水水质和MVR蒸发结晶盐对工艺的作用；
3）各单元工艺之间的关系和协同作用；
4）各处理单元工艺形式对处理效果的影响；圈套器
5）设备选择和管道布置对运行和维护的影响；
6）节能。
3.系统工艺设计
3.1废水水质水量情况
原水共分为2股，一股是洗水，另一股是混合母液。铵法生产磷酸铁的主流工艺有两种，有一步法和两步法，两种工艺的废水量有差异。一步法生产工艺产生的废水量少，浓度高；两步法磷酸铁生产工艺产生的废水量大，浓度低。本文以两步法水质为依据进行分析。
每生产一吨磷酸铁产生的母液量约为12.5t/吨产品，洗水量根据工艺不同而不同约为40-70t/吨产品；
洗水是酸性废水，pH值为2~3，其中阳离子主要为铵盐，并存在Mg2+二次开发平台、Fe、Mn2+等硬度及重金属离子；阴离子主要为硫酸根、磷酸根，无氯离子，含盐量根据磷酸铁生产工艺不同各有差异，低浓度时为6000mg/l,浓度高时可达15000mg/l；
混合母液也是酸性废水，pH值为1.5~2，废水中阳离子主要为铵盐，并存在Mg2+、Fe（可能存在较多的Fe2+）、Mn2+等，硬度及金属离子Mg2+、Mn2+、Fe浓度偏高，而阴离子主要为硫酸根、其次为磷酸根；TDS较高,含盐量为60000mg/l。
根据经验，洗液及母液都存在一定量的重金属干扰硫酸铵及磷酸铵盐的蒸发回收，故需对硬度及重金属离子进行处理。漂洗水采用了化学沉淀法去除漂洗水中的铁、锰及少量的钙镁离子；母液则需采用分步调PH、分部沉淀过滤工艺，去除废水中的铁、锰及钙镁离子防止后续超高压、蒸发结晶装置的结垢污堵，确保超高压、蒸发装置的运行安全。
为满足工程出水水质的要求，必须对混合废水进行除盐处理；同时，本项目还要达到零排放的要求，故需要对本装置废水进行浓缩、减量化处理。
针对本项目零排放及出水水质要求及类似项目运行经验，采用反渗透工艺除盐是最佳处理方式。处理后形成的高盐浓水再进行蒸发处理，以达到零排放的目的，盐分回收。
为了达到除盐、提浓目的，建议系统采用不同种类反渗透组合工艺，进行多级脱盐，多级浓缩。
3.2洗水预处理工艺
根据原水水质特点及反渗透进水要求，洗水预处理工艺流程如下：
洗水→反应混合池（加氨水）→斜管沉淀池→多介质过滤器→超滤
↓
污泥处理
根据原水水质分析，漂洗水含重金属离子，且锰离子含量偏高，采用加氨水调节pH值进入洗水混合沉淀池，沉淀池采用斜板加强沉淀效果，铁、镁等经化学反应产生的沉淀物依次被洗水混合沉淀池、细砂过滤器和超滤去除。
混合沉淀池产生的污泥采用板框压滤机压榨处理，压榨滤液回收后经细砂过滤器和超滤进行过滤，反洗水返回沉淀池前再处理，产水则进入反渗透系统进行浓缩。石瓜子莲
3.3母液预处理
母液预处理工艺流程如下：
母液→反应混合池1（加氨水）→污泥处理→反应混合池2（加氨水）→污泥处理→多介质过滤器→超滤
母液温度较高，同样存在较多重金属，且铁、锰含量偏高，根据已完成项目运行经验及相关实验结果，换热后拟采用分步调pH、分步沉淀的工艺，将沉淀物沉淀并进行污泥处理，污泥处理的滤液进入细砂过滤器、超滤过滤，尽量将化学反应后的沉淀物、细小颗粒、胶体等去除，大大减少后续反渗透处理的污堵，超滤的产水去浓水RO进行处理。
变压器防盗器母液细砂过滤器反洗水采用其进水，超滤的反洗水采用母液超滤产水，反洗排水均回流至母液回收水池，经泵提升至母液混合反应池进水母管。
3.4反渗透浓缩系统
反渗透浓缩系统分为低反渗透系统，中压反渗透系统和高压反渗透系统。每一级反渗透根据含盐量的大小选择合理的回收率。
洗水和母液的物料成分相近，但浓度不同，洗水经预处理后，溶液成碱性，这时，投加硫酸调节PH后进入低压反渗透进行浓缩，低压反渗透浓水与预处理后的母液在低压RO浓水池混合，因母液成碱性，需要用硫酸继续调节PH到酸性，这时溶液的含盐量约为60g/l,经过浓水反渗透和高压反渗透继续浓缩，直至反渗透浓水达到150g/l。浓缩后的浓水去蒸发结晶系统，进行分盐处理。
反渗透浓缩系统工艺流程如下：
纯水系统 纯水系统 纯水系统
↑↑↑
洗水预处理→低压反渗透→中压反渗透→高压反渗透→蒸发结晶钢钙板
↑
母液预处理
在整个反渗透浓缩系统中，由于中压反渗透和高压反渗透的运行压力较高，我们采用压力式能量回收装置将反渗透浓水的高压能量回收，从而降低了反渗透高压泵的流量，大大节约了电耗，降低了运行费用。
3.5纯水制备系统
纯水制备系统工艺流程如下：
低压反渗透、中压反渗透、高压反渗透产水→二级反渗透→三级反渗透→纯水箱→磷酸铁生产车间
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议