[实用新型]一种含锂废水回收系统

说明书

本实用新型公开了一种含锂废水回收系统，包括依次相互连接的预热器、均质水箱、碳酸锂结晶分离单元、脱碳单元和蒸发浓缩单元，所述含锂废水通过废水入口管与预热器连通，所述蒸发浓缩单元与均质水箱之间设有结晶母液回流管。本实用新型的含锂废水回收系统利用碳酸锂和硫酸锂的溶度积差异，当锂离子浓度较高时通过碳酸锂结晶分离单元回收锂盐得到碳酸锂产品，残留碳酸锂经脱碳单元转化为硫酸锂，通过蒸发浓缩单元提高锂离子浓度，结晶母液回流再回收锂，锂离子得到充分回收，具有锂离子回收率高等优点。

技术领域

本实用新型属于废水处理领域，尤其涉及一种废水回收系统。

背景技术

锂广泛用于电池、陶瓷、玻璃、润滑剂、制冷液、核工业以及光电行业。作为战略性新兴产业矿产，锂列入了《全国矿产资源规划(2016-2020年)》的战略性矿产目录，被称为“21世纪的能源金属”。随着电脑、手机、数码相机、移动电动工具等电子产品的发展，尤其随着国家大力推进新能源汽车产业发展和大规模5G通讯基站建设，锂电池新能源产业已成为锂最大的消费领域，对碳酸锂、氢氧化锂等锂盐产品的需求巨大。

但在锂电池三元前驱体等工业锂电原材料生产中会产生大量的含锂高盐废水，主要成分有锂、钠、氯、镍、钴、锰、硫酸根等。含锂高盐废水pH高、成分复杂、排放量及污染物浓度不稳定，排入厂区或园区综合污水处理站会造成污水生化处理系统的冲击，排入环境会污染水体和土壤环境。另一方面锂资源短缺，碳酸锂等价格持续走高，锂盐流失造成巨大浪费。迫切需要针对锂电池行业含锂废水提出一种高效的锂盐回收工艺。

目前，针对高盐废水主要采用超滤-反渗透、电渗析浓缩等膜浓缩技术，MVR、ME等蒸发浓缩脱盐技术及其组合工艺。采用热法脱盐处理含碳酸锂废水时，容易造成换热器结壁、不易清理、极易堵塞蒸发器换热列管等问题。从溶液中回收锂盐的方法有沉淀法、溶剂萃取法、吸附法等，由于碳酸锂是各种锂盐的基础盐，利用价值高，碳酸锂沉淀法是目前最成熟的锂盐回收工艺之一，但碳酸锂在水溶液中溶度积较大，废水中锂残留量较大，回收率较低。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种锂回收率高的含锂废水回收系统。为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：

一种含锂废水回收系统，包括依次相互连接的预热器、均质水箱、碳酸锂结晶分离单元、脱碳单元和蒸发浓缩单元，所述含锂废水通过废水入口管与预热器连通，所述蒸发浓缩单元与均质水箱之间设有结晶母液回流管。

本实用新型中，预热器用于将含锂废水预热至80℃以上，均质水箱用于将预热后的含锂废水与结晶母液混合，碳酸锂结晶分离单元用于锂离子与碳酸钠反应生成碳酸锂结晶，经离心分离、烘干，打包即可得到工业级碳酸锂产品，脱碳单元用于离心母液与酸反应生成二氧化碳以脱除溶液中的碳，形成硫酸钠与硫酸锂的混合溶液，蒸发浓缩单元用于浓缩硫酸钠与硫酸锂的混合溶液，使硫酸锂接近饱和，并析出硫酸钠结晶得到高纯度的碳酸钠产品，结晶母液返回均质水箱用于再次回收结晶母液中残留的少量锂离子。本实用新型的上述回收系统，锂离子得到充分回收，锂的综合回收率高。

上述含锂废水回收系统中，优选的，所述预热器采用但不限于板式换热器，热介质采用蒸发浓缩单元的蒸发冷凝水，预热后温度不低于80℃。

上述含锂废水回收系统中，优选的，所述均质水箱采用耐高温、耐腐蚀材质，包括但不限于304、316等不锈钢。

上述含锂废水回收系统中，优选的，所述碳酸锂结晶分离单元包括结晶反应器、离心分离器和碳酸钠加药装置，所述碳酸钠加药装置与结晶反应器连通，所述结晶反应器的入口与均质水箱的出口连通，所述结晶反应器的出口与离心分离器的入口连通，所述离心分离器的离心母液通过离心母液管进入所述脱碳单元。上述结晶过程中，锂离子与过量碳酸钠反应形成碳酸锂结晶，结晶反应时间为50-90min，采用机械搅拌，控制搅拌强度为120-300rpm。