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三元前驱体生产废水介绍--第1页
锂离子电池因具备能量密度高、自放电低、重量轻、体积小等优
点,目前被运用于电子设备和电动汽车中。锂离子电池一般由正极片、
负极片、隔膜纸等零部件组成,其中正极材料是正极片的关键,镍钴
锰三元正极材料由于具有良好的循环性能、可靠的安全性以及适中的
成本等优点,是当前最有发展前景的新型锂离子电池正极材料之一。
借助新能源汽车的发展机遇,三元前驱体作为锂离子动力电池正极材
料的关键原料,近几年迅速发展,三元前驱体的产能也不断扩大。
目前生产三元材料的工艺是:首先采用共沉淀法得到镍钴锰氢氧
化物三元前驱体,然后经过与碳酸锂混合、煅烧、混料等工序,生产
三元正极材料。共沉淀反应后的母液是高盐高氨氮重金属废水。随着
国家对环保越来越严格的要求,此类废水零排放逐步成为环评审批或
行业准入的必要条件。因此,探寻经济可行稳定性强的废水处理方案,
成为所有三元前驱体生产企业关注的热点课题。目前虽然有很多环保
设计公司开发出三元前驱体废水零排放工艺技术,但是工艺处理方案
单一,而每家企业的实际情况不同,实际运行过程也存在很多问题。
然而目前几乎没有全流程的关于三元前驱体废水零排放工艺的研究
报道,废水处理技术的研究缺失也制约该行业的发展壮大。
三元前驱体生产废水介绍--第1页
三元前驱体生产废水介绍--第2页
3种金属混合盐溶液与一定浓度
氨水络合,然后在一定浓度的碱的作用下,形成氢氧化物沉淀。主要
反应方程式如下:
NiSO+CoSO+MnSO+NH+NaOH→NiCoMn(OH)+NH+NaSO
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+HO
2
2、废水水质特点
从以上反应方程式看,可判定过滤得到的母液废水中含有氨氮、
硫酸钠盐以及未完全沉淀的镍钴锰金属污染物。经调研该行业的废水
特性,各元素含量汇总见表1。
三元前驱体生产废水介绍--第2页
三元前驱体生产废水介绍--第3页
可以看出,镍钴锰三元前驱体废水主要特征为:pH较高,
含较高镍,微量钴锰金属及高氨氮、高盐。
3、三元前驱体废水处理难点
(1)废水水质变化较大
三元前驱体为定制的中间产品,各个客户对产品的特性要求各不
同,产品系列常按产品中镍钴锰的比例而分类,常见为NCM111、
NCM523、NCM622、NCM811等,不同系列产品产生的废水重金属、
氨氮的含量、pH均不同,目前行业主流为生产高镍产品,产生的废
水含镍和氨氮也比较高。
(2)氨根、重金属富集影响回用水、盐的品质
因三元前驱体废水处理流程较长,废水做零排放,势必要考虑富
集的问题。另外有部分企业采用氯化盐与硫酸盐混合体系生产,给后
续产品的回收纯度带来了很大的困难。
(3)不凝气、盐析、结垢、腐蚀造成设备性能下降
三元前驱体废水为高盐废水,处理过程中采用高温的方法,需考
虑盐析、结垢等带来的不利影响,尤其是采用氯化盐体系的企业,更
要考虑高温腐蚀给设备带来的不利影响。
4、各污染物处理方法
(1)镍钴锰金属处理
三元前驱体废水pH在10~11,而镍、钴、锰氢氧化物完全沉
淀的pH分别为9.65、9.52、10.64,所以沉淀后的母液几乎没有游
2+2+2+
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