磷酸铁生产废水资源化处理与循环利用成套技术研究及应用--李绪忠.pdf

1、长沙有色冶金设计研究院有限公司汇报内容目 录目 录四、研究过程四、研究过程二、技术创新二、技术创新一、研究背景一、研究背景五、推广应用五、推广应用三、总体思路和技术路线三、总体思路和技术路线一、研究背景一、研究背景自2014年中国新能源汽车市场呈爆发式增长以来，我国新能源汽车产销量已连续多年位居世界首位。截至2021年底我国累计推广新能源汽车将近200万辆。1.1 1.1 新能源汽车产销量增长新能源汽车产销量增长一、研究背景名称化学式代号应用领域磷酸铁锂LiFePO4LFP应用于动力电池和储能电池三元电池镍钴锰酸锂 LiCoxNiyMnzO2NCM应用于电动汽车镍钴铝酸锂 LiCoxNiyAl

2、zO2NCA应用于电动汽车钴酸锂 LiCoO2LCO应用于手机、平板电脑等小电池领域锰酸锂 LiMn2O4LMO应用于小型锂电池及动力电池产品1.2 1.2 新能源汽车电池材料新能源汽车电池材料一、研究背景1.3 1.3 三元电池与磷酸铁锂电池月度装车量占比三元电池与磷酸铁锂电池月度装车量占比一、研究背景铁片反应池过滤磷酸、双氧水反应釜浆化过滤产品无水磷酸铁煅烧二水磷酸铁干燥洗涤压滤过滤溶解Co 包装袋包装袋 磷酸一铵、纯水磷酸一铵、纯水硫酸、纯水、铁片硫酸、纯水、铁片1.4 1.4 磷酸铁废水来源磷酸铁废水来源o母液漂洗水铵铵法制备磷酸铁工艺流程图法制备磷酸铁工艺流程图一、研究背景项目磷酸根

3、（g/L）氨氮（NH3-N）（g/L）硫酸根（g/L）pH磷酸铁母液7-8.68.4330.8-2磷酸铁漂洗水0.25-0.30.5241-4磷酸铁生产过程中产生大量母液和漂洗水。母液和磷酸铁生产过程中产生大量母液和漂洗水。母液和漂洗水漂洗水中含有高浓中含有高浓度磷酸根、氨氮、硫酸根。度磷酸根、氨氮、硫酸根。磷酸铁废水处理不当，不仅会造成资源浪费而且会导致水体富营养化。磷酸铁废水处理不当，不仅会造成资源浪费而且会导致水体富营养化。1.5 1.5 磷酸磷酸铁废水水质铁废水水质一、研究背景1.6 1.6 处理方法比选处理方法比选（1）化学沉淀法 适用对象：中和酸碱、磷酸根、硫酸根存在存在问题问题存

4、在问题：药剂价格昂贵、运行费用较高、产生大量化学污泥，污泥处理的难度加大。（2）离子交换法适用对象：去除废水中重金属及硫酸盐等阴阳离子存在存在问题问题存在问题：交换树脂价格贵，再生频繁，投资、运行费用大。（3）吸附法适用对象：与吸附剂特性相关，对各类污染均有吸附作用存在存在问题问题存在问题：吸附容量有限，使用寿命短，吸附剂价格高一、研究背景（4）结晶法适用对象：利用污水中磷酸根离子与钙离子以及氢氧根离子反应生成碱式磷酸钙（羟基钙磷灰石）的晶吸现象存在存在问题问题存在问题：污水中存在大量有机物时，易造成除磷剂的失效，大量的固体悬浮物成分也会引起通水反应塔的堵塞（5）电渗析适用对象：可有效去除各类

5、污染物存在存在问题问题存在问题：电流效率偏低，电极易受污染，重金属残留浓度偏高，获得较低浓度电耗大。（6）电解法适用对象：还原重金属，降解有机物，可提升pH值问题问题存在问题：电流效率偏低，电极易受污染，重金属残留浓度偏高，获得较低浓度电耗大一、研究背景（7）生物法适用对象：降解有机污染物，吸附絮凝去除各类污染物问题问题存在问题：矿山废水生化性差，水质、水量变动大，微生物难于适应而出水不稳定（8）膜分离技术适用对象：可以选择性或无选择彻底去除各类污染物存在问题：采选业废水污染复杂，膜易污染阻塞，损耗快，价格昂贵，运行成本高，预处理要求较高二、技术创新二、技术创新（1）开发了磷酸铁废水高值化回收

6、电池级磷酸铁成套技术，首次提出“羟基磷酸铁沉淀高酸转型法回收废水中磷酸根离子制备电池级磷酸铁”的资源回收工艺。本技术成功将磷酸铁废水中磷酸根进行了高效资源化回收，回收率达到95%以上；经过检验，磷酸铁产品指标完全满足磷酸铁储能材料的要求。2.1 2.1 创新创新点点二、技术创新（2）开发了磷酸铁生产过程中母液的循环利用技术，首次提出“原料液+合成反应+浆化压滤+P资源循环+N资源循环”的资源循环利用工艺本技术相对于传统工艺成功将磷酸铁制备过程中产生的母液再生循环利用，可以充分利用母液中剩余的氮、磷等有用成分，避免资源浪费，大幅度降低磷酸铁生产的综合成本和配套环保成本。二、技术创新（3）“石灰中