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案例分享—除鈣鎂篇|某新能源公司除鈣鎂項目,出水1mg/l以下

2022-12-22454


業主公司: 工程公司:
行       業: 新材料行業 地       區:
產       品: 特種離子交換樹脂 型       號:高鹽水除鈣鎂螯合樹脂Tulsimer???CH-93
需       求: 無鹽軟化 時       間:2022-12-22

項目名稱

某新能源公司除鈣鎂項目


工藝選擇

串聯運行


工藝原理

膦酸基官能團高鹽環境下去除鈣鎂離子


項目背景


鋰及其鹽類是國民經濟和國防建設中具有重要意義的戰略物資,也是與人們生活息息相關的能源材料。而碳酸鋰作為鋰鹽的基礎鹽,是制取鋰化合物和金屬鋰的原料,可作鋁冶煉的電解浴添加劑,亦可用于合成橡膠、染料、半導體等方面。電池級碳酸鋰主要用于制備鈷酸鋰、錳酸鋰、三元材料及磷酸鐵鋰等鋰離子電池正極材料。

 

近年來隨著鋰電池行業的快速發展,促使生產鋰電池正極材料的主要原料碳酸鋰的需求量大幅增加。目前制備碳酸鋰的基本過程為:


曬鹽濃縮或礦石分解后濃縮富集Li —除雜(依次除去Fe、Mn、Pb、Ca、Mg、Na、K等雜質)一轉型沉淀為粗碳酸鋰一溶解后深度除雜一二次沉淀為碳酸鋰。該過程中主要采用了沉淀法除雜,效果受所形成難溶鹽溶解度的影響較大。


同時由于部分沉淀形成了可溶性膠體,使其除去效果并不理想。尤其是 Ca、Mg的性質與Li十分相似,難以除盡。因此只能獲得工業碳酸鋰,其中仍有一定含量的 Ca、Mg、Fe、Na、K等多種陽離子雜質,不能直接用于鋰電池材料的制備。

 

目前常見的電池級碳酸鋰制備方法是將工業碳酸鋰酸化或通過CO2使其形成LiHCO3 溶液,利用各種離子交換樹脂或各種試劑進一步深度除雜,通過加熱使LiHCO3分解,重結晶成Li2CO3后,再洗滌凈化而成。


這些方法的除雜效果并不理想,尤其是所加入的各種化學制劑自身還需要通過洗滌除去,使得大規模工業化生產中,碳酸鋰中雜質離子的含量難以控制,產品質量不能保證。


項目概況


生產鋰離子電池、錳酸鋰、錳酸鋰前驅體、磷酸鐵鋰、磷酸鐵鋰前驅體、三元材料等是某新能源公司主營業務之一,碳酸氫鋰溶液在氫化沉淀出大部分鈣和基本全部鎂后,仍有部分鈣鎂殘余,如果進入蒸發器,會造成蒸發器的結垢,需要停產清洗會影響正常生產,所以需要通過樹脂法深度去除鈣鎂離子。


該項目入水鈣鎂含量為100mg/l,要求做到鈣鎂小于5mg/l,科海思技術團隊結合業主實際需求和CH-93樹脂的性能優勢,根據項目具體情況采用串聯運行工藝,通過膦酸基官能團高鹽環境下去除鈣鎂離子。


經過初步除雜過濾后的碳酸氫鋰溶液進入樹脂柱,通過樹脂上的螯合基團對溶液中的鈣、鎂離子進行選擇性吸附。經過樹脂選擇性吸附后,產水流出的是碳酸氫鋰合格的溶液。同時,隨著鈣、鎂越來越多的在樹脂上吸附并最終達到飽和,停止進料開始再生樹脂,用鹽酸將吸附飽和的鈣、鎂離子進行洗脫,再用氫氧化鈉轉型樹脂,如此樹脂恢復到初始狀態,進行周期性吸附鈣、鎂離子。


CH-93是包含氨甲膦酸基連接到聚苯乙烯共聚物的一種極耐用的大孔樹脂,是一種專門用于高鹽水除鈣鎂螯合樹脂。它從含有一價陽離子的廢水處理中選擇性的除去二價金屬陽離子。使二價金屬陽離子以及由其他二價陽離子可以像鈣一樣容易地從一價陽離子中分離出來。


最后項目驗收,鈣鎂含量從入水的100mg/l,做到1mg/l以下,并且出水穩定。


資料圖


Tulsimer ?CH-93樹脂重要參數




應用場景及產品優勢

應用場景


除此之外,CH-93高鹽水除鈣鎂螯合樹脂還可用于在氯堿工業中鹽水洗滌溶液脫鈣,以及電鍍和金屬酸洗,濕法冶金,電池制造的鉛去除,電子工業等。


產品優勢


1、處理精度高,可以將廢水中重金屬離子去除到0.2ppm。


2、吸附量大,最大交換容量可以達到2.0 meq/ml(H+)。


3、使用壽命長,樹脂壽命可以達到3-5年。


4、耐高鹽,可以在高鹽條件下有良好的吸附效果。


5、屬于螯合樹脂,具有螯合樹脂的特點,吸附和脫附效果好。


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