锂电生产中硫酸钠的回收工艺


 

在废旧三元锂电池及磷酸铁锂电池回收处理过程中,因工艺要求多次投加硫酸及烧碱不可避免转化成硫酸钠盐分。含硫酸钠盐的原液主要包括锂盐系统的返溶造液、三元镍钴合成后液、三元预处理放电盐水、磷酸铁锂沉锂后液、磷酸铁锂放电盐水、锂盐沉锂后液镍钴锰盐萃镍余液、镍钴锰合成后液等。这些溶液直接或经除杂精制进入MVR蒸发系统,最结结晶干燥制得无水硫酸钠产品。主要生产工艺如下:

 

一、配液
三元镍钴合成后液、三元预处理放电盐水、磷酸铁锂沉锂后液、磷酸铁锂放电盐水、锂盐沉锂后液镍钴锰盐萃镍余液、镍钴锰合成后液等混合配液。

 

二、除杂精制

配制后的硫酸钠溶液经液碱+硫化钠深度除重金属(压滤出少量镍、钴渣,返回投料回用),调PH至5~7等;分析合格后进入原液罐,原液罐起到储存、调节原液的作用,满足MVR废水蒸发器的连续稳定运行。原液罐配备有原液泵,原液泵将含硫酸钠水溶液均匀输送至蒸发处理系统,调节原液泵后的控制阀门保持原液提升量与蒸发量的平衡。

 

三、返溶造液

锂盐系统产生的十水硫酸钠晶体加入冷凝水和沉锂洗水后,形成接近饱和的硫酸钠溶液,返溶造液储存在单独的原液罐,随后直接输送至MVR蒸发浓缩系统。

 

四、硫酸钠溶液MVR系统蒸发结晶

含硫酸钠水溶液经冷凝水预热器预热加热后进入MVR蒸发结晶系统的蒸发室。MVR蒸发系统强制循环泵后各设置一台立式换热器,在强制循环泵的作用下,料液在沿蒸发室-换热器-强制循环泵-换热器-蒸发室如此循环流动,在换热器内料液被加热,在蒸发室内实现气液固分离。浓缩后的盐浆由出料泵送至出盐器中浓缩分离,再排入沉盐器中收集并浓缩分离,最后排入离心机离心分离。离心的滤液和盐分器上清液汇集至滤液罐,由倒料泵送回至MVR蒸发器再次蒸发结晶。离心机分离出来的硫酸钠进入干燥系统。

 

五、干燥-包装

结晶浓缩得到的硫酸钠含有少量水分,视回用情况确定是否采用干燥设备减低水份。干燥设备可采用流化床干燥(控制烘干温度~150℃),开启振动流化床和配套的收尘装置,然后用螺旋上料机输送至振动流化床干燥后得到无水硫酸钠产品(含水<0.5%),包装入库外销。