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案例分享—除钙镁篇|某新能源公司除钙镁项目,出水1mg/l以下

2022-12-221126


业主公司: 工程公司:
行       业: 新材料行业 地       区:
产       品: 特种离子交换树脂 型       号:高盐水除钙镁螯合树脂Tulsimer®  CH-93
需       求: 无盐软化 时       间:2022-12-22

项目名称

某新能源公司除钙镁项目


工艺选择

串联运行


工艺原理

膦酸基官能团高盐环境下去除钙镁离子


项目背景


锂及其盐类是国民经济和国防建设中具有重要意义的战略物资,也是与人们生活息息相关的能源材料。而碳酸锂作为锂盐的基础盐,是制取锂化合物和金属锂的原料,可作铝冶炼的电解浴添加剂,亦可用于合成橡胶、染料、半导体等方面。电池级碳酸锂主要用于制备钴酸锂、锰酸锂、三元材料及磷酸铁锂等锂离子电池正极材料。

 

近年来随着锂电池行业的快速发展,促使生产锂电池正极材料的主要原料碳酸锂的需求量大幅增加。目前制备碳酸锂的基本过程为:


晒盐浓缩或矿石分解后浓缩富集Li —除杂(依次除去Fe、Mn、Pb、Ca、Mg、Na、K等杂质)一转型沉淀为粗碳酸锂一溶解后深度除杂一二次沉淀为碳酸锂。该过程中主要采用了沉淀法除杂,效果受所形成难溶盐溶解度的影响较大。


同时由于部分沉淀形成了可溶性胶体,使其除去效果并不理想。尤其是 Ca、Mg的性质与Li十分相似,难以除尽。因此只能获得工业碳酸锂,其中仍有一定含量的 Ca、Mg、Fe、Na、K等多种阳离子杂质,不能直接用于锂电池材料的制备。

 

目前常见的电池级碳酸锂制备方法是将工业碳酸锂酸化或通过CO2使其形成LiHCO3 溶液,利用各种离子交换树脂或各种试剂进一步深度除杂,通过加热使LiHCO3分解,重结晶成Li2CO3后,再洗涤净化而成。


这些方法的除杂效果并不理想,尤其是所加入的各种化学制剂自身还需要通过洗涤除去,使得大规模工业化生产中,碳酸锂中杂质离子的含量难以控制,产品质量不能保证。


项目概况


生产锂离子电池、锰酸锂、锰酸锂前驱体、磷酸铁锂、磷酸铁锂前驱体、三元材料等是某新能源公司主营业务之一,碳酸氢锂溶液在氢化沉淀出大部分钙和基本全部镁后,仍有部分钙镁残余,如果进入蒸发器,会造成蒸发器的结垢,需要停产清洗会影响正常生产,所以需要通过树脂法深度去除钙镁离子。


该项目入水钙镁含量为100mg/l,要求做到钙镁小于5mg/l,科海思技术团队结合业主实际需求和CH-93树脂的性能优势,根据项目具体情况采用串联运行工艺,通过膦酸基官能团高盐环境下去除钙镁离子。


经过初步除杂过滤后的碳酸氢锂溶液进入树脂柱,通过树脂上的螯合基团对溶液中的钙、镁离子进行选择性吸附。经过树脂选择性吸附后,产水流出的是碳酸氢锂合格的溶液。同时,随着钙、镁越来越多的在树脂上吸附并最终达到饱和,停止进料开始再生树脂,用盐酸将吸附饱和的钙、镁离子进行洗脱,再用氢氧化钠转型树脂,如此树脂恢复到初始状态,进行周期性吸附钙、镁离子。


CH-93是包含氨甲膦酸基连接到聚苯乙烯共聚物的一种极耐用的大孔树脂,是一种专门用于高盐水除钙镁螯合树脂。它从含有一价阳离子的废水处理中选择性的除去二价金属阳离子。使二价金属阳离子以及由其他二价阳离子可以像钙一样容易地从一价阳离子中分离出来。


最后项目验收,钙镁含量从入水的100mg/l,做到1mg/l以下,并且出水稳定。


资料图


Tulsimer ®CH-93树脂重要参数




应用场景及产品优势

应用场景


除此之外,CH-93高盐水除钙镁螯合树脂还可用于在氯碱工业中盐水洗涤溶液脱钙,以及电镀和金属酸洗,湿法冶金,电池制造的铅去除,电子工业等。


产品优势


1、处理精度高,可以将废水中重金属离子去除到0.2ppm。


2、吸附量大,最大交换容量可以达到2.0 meq/ml(H+)。


3、使用寿命长,树脂寿命可以达到3-5年。


4、耐高盐,可以在高盐条件下有良好的吸附效果。


5、属于螯合树脂,具有螯合树脂的特点,吸附和脱附效果好。


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科海思(北京)科技有限公司成立于2010年,致力于环保技术革新,围绕企业在废水处理、资源回收、净水处理、危废处理、工艺缺陷等环境治理过程中成本高、难度大、稳定性差的现状,为企业提供更高效、可持续、高回报的解决方案。


2011年科海思与美国Thermax集团、德国WATCH集团合作成为其中国区总代理,将“特种离子交换树脂”引进国内,基于国情进行工艺创新,不断进行科技创新和技术升级。在推广实践中,倡导 “环保治理价值化”新理念,在治理的同时进行废物资源再生,将企业环保建设从单纯投入转为开源投资。




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