三元前驱体,其化学式为 NixCoyMn (1-x-y)(OH)₂,作为锂电池正极材料的核心原料,在新能源产业中占据着举足轻重的地位。然而,其生产过程却伴随着复杂的废水产生。在制备三元前驱体时,需将镍盐、钴盐、锰盐按特定比例混合,在氨水和液碱营造的环境下,通过共沉淀反应生成前驱体。这一过程中,固液分离和流水洗涤环节分别产生母液和洗涤水。
这些废水含有 100 - 200mg/L 的钴离子,同时还有 60 - 80g/L 的硫酸钠以及高浓度氨氮 。如此复杂的成分,使得传统沉淀法难以施展拳脚。传统沉淀法无法实现钴离子的深度去除,大量钴资源随废水流失,造成了极大的浪费。而且,废水中的高浓度硫酸钠还会在后续的 MVR 蒸发系统中结晶析出,导致设备管道结垢严重,影响蒸发效率,增加设备维护成本。
螯合树脂核心技术解析:从原理到工艺优势
(一)INDION® SIR 螯合树脂工作原理
在众多用于钴回收的技术中,INDION® SIR 螯合树脂凭借其独特的工作原理脱颖而出。这种树脂搭载了亚氨基二乙酸官能基团,正是这一特殊的官能团,赋予了树脂强大的选择性吸附能力。它就像一把精准的 “分子钥匙”,通过配位键的方式,能够特异性地捕获二价钴离子 。
即使是在钠离子浓度高达 80g/L、铵根离子浓度达到 5000mg/L 的严苛环境中,INDION® SIR 螯合树脂依然能够坚守 “职责”,实现钴与钠、铵的高效分离。当树脂吸附饱和后,只需采用 5% 硫酸进行再生,就能将吸附的钴离子洗脱下来,得到的钴离子浓缩液浓度可达 40000mg/L,实现了钴离子的 200 倍浓缩 。再生后的溶液可以返回生产线上循环利用,实现资源的化利用。而树脂则经过氢氧化钠转型后,又能重新投入吸附工作,如此循环往复,形成了一个高效的 “吸附 - 再生 - 回用” 闭环。
(二)五大核心优势重塑行业标准
选择性吸附,抗干扰能力强:INDION® SIR 螯合树脂对钴离子有着极高的亲和力,其选择性顺序为 Co>Mg>Ca>Na 。这意味着在复杂的废水体系中,它能够优先吸附钴离子,而将其他离子 “拒之门外”。经其处理后的出水,钴含量稳定低于 1mg/L,完全满足蒸发结晶段对盐纯度的严苛要求,从根本上避免了因重金属盐残留而导致的蒸发器板结问题,大大延长了设备的使用寿命,降低了企业的设备维护成本。
高负荷运行,成本双降:该树脂具备出色的耐受能力,可承受 5000mg/L 的高浓度钴进水。不仅如此,它的单批次吸附容量更是高达 30g/L(以 Co²+ 计),这一数据在同类产品中十分亮眼。高吸附容量意味着企业可以减少树脂的用量,从而降低设备投资成本。在再生环节,它仅需消耗硫酸,无需使用氢氧化钠,进一步简化了操作流程,降低了药剂成本。据实际案例分析,采用 INDION® SIR 螯合树脂的废水处理工艺,运行成本较传统工艺降低了 40%,为企业带来了实实在在的经济效益。
自动化控制,稳定达标:为了确保废水处理过程的稳定与高效,INDION® SIR 螯合树脂系统集成了先进的 PLC 控制系统。该系统就像一个智能的 “管家”,能够实时监控废水处理过程中的关键参数,如流速(10 - 15BV/h)、pH(3 - 5)以及再生周期等 。通过自动化控制,有效避免了因人工操作失误而导致的钴超标风险,在整个运行周期内,出水合格率高达 100%,让企业无需再为废水排放超标而担忧。
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