فرآیند بازیابی سولفات سدیم در تولید باتری لیتیومی
در فرآیند بازیافت باتریهای لیتیوم سهتایی ضایعاتی و باتریهای فسفات آهن لیتیوم، اسید سولفوریک و سود سوزآور به دلیل الزامات تکنولوژیکی به ناچار به نمکهای سولفات سدیم تبدیل میشوند. محلول خام حاوی سولفات سدیم عمدتاً شامل محلول برگشتی سیستم نمک لیتیوم، محلول پس از سنتز نیکل-کبالت سهتایی، آب نمک تخلیه پیشتصفیه سهتایی، محلول پس از رسوب فسفات آهن لیتیوم، آب نمک تخلیه فسفات آهن لیتیوم، محلول پس از رسوب لیتیوم لیتیوم توسط نمک لیتیوم لیتیوم، محلول باقیمانده استخراج نمک نیکل-کبالت-منگنز، محلول پس از سنتز نیکل-کبالت-منگنز و غیره است. این محلولها مستقیماً یا خالصسازی شده وارد سیستم تبخیر MVR میشوند و بیشترین تبلور و خشک شدن را برای تولید محصولات سولفات سدیم بیآب انجام میدهند. فرآیند اصلی تولید به شرح زیر است:
۱. مایع را مخلوط کنید
مایع سنتز نیکل-کبالت سهتایی، آب نمک تخلیه شده از پیش تصفیه شده سهتایی، فسفات آهن لیتیوم پس از تهنشینی لیتیوم، آب نمک تخلیه شده فسفات آهن لیتیوم، نمک لیتیوم پس از تهنشینی لیتیوم نیکل کبالت منگنز استخراج شده از نمک نیکل، مایع سنتز نیکل کبالت منگنز نیکل و سایر مایعات مخلوط.
۲. حذف ناخالصیها و تصفیه
پس از تهیه محلول سولفات سدیم با استفاده از قلیای مایع + سولفید سدیم، فلزات سنگین حذف میشوند (مقدار کمی از سرباره نیکل و کبالت با فشار فیلتر شده و برای استفاده مجدد به خوراک برگردانده میشود)، pH را روی 5 تا 7 تنظیم کنید. پس از تایید آنالیز، مخزن مایع خام وارد میشود و مخزن مایع خام نقش ذخیره و تنظیم مایع خام را برای عملکرد مداوم و پایدار تبخیرکننده فاضلاب MVR ایفا میکند. مخزن مایع خام مجهز به پمپ مایع خام است. پمپ مایع خام به طور یکنواخت محلول آبی سولفات سدیم را به سیستم تصفیه تبخیر منتقل میکند. شیر کنترل پس از پمپ مایع خام تنظیم میشود تا تعادل بین میزان بالابری مایع خام و میزان تبخیر حفظ شود.
۳. محلول را برگردانید
کریستالهای سدیم سولفات دکاهیدرات تولید شده توسط سیستم نمک لیتیوم به آب تغلیظ شده و آب شستشوی لیتیوم غوطهور اضافه میشوند تا محلول سدیم سولفات تقریباً اشباع تشکیل شود که در یک مخزن مایع جداگانه ذخیره شده و سپس مستقیماً به سیستم تبخیر و تغلیظ MVR منتقل میشود.
۴. تبخیر MVR و تبلور محلول سولفات سدیم
محلول آبی حاوی سولفات سدیم توسط پیش گرمکن میعانات پیش گرم شده و سپس وارد محفظه تبخیر سیستم تبلور تبخیر MVR میشود. سیستم تبخیر MVR پس از پمپ گردش اجباری، به یک مبدل حرارتی عمودی مجهز است. تحت تأثیر پمپ گردش اجباری، مایع ماده در چنین گردشی در امتداد محفظه تبخیر - مبدل حرارتی - پمپ گردش اجباری - مبدل حرارتی - محفظه تبخیر جریان مییابد، مایع ماده در مبدل حرارتی گرم میشود و جداسازی گاز-مایع-جامد در محفظه تبخیر انجام میشود. دوغاب نمک غلیظ توسط پمپ تخلیه برای تغلیظ و جداسازی به خروجی نمک ارسال میشود و سپس برای جمعآوری و تغلیظ و جداسازی به مخزن نمک تخلیه میشود و در نهایت برای جداسازی گریز از مرکز به سانتریفیوژ تخلیه میشود. محلول فیلتر شده گریز از مرکز و مایع رویی جداکننده نمک در مخزن فیلتر شده جمعآوری شده و برای تبخیر و تبلور به تبخیرکننده MVR بازگردانده میشوند. سولفات سدیم جدا شده از سانتریفیوژ وارد سیستم خشککن میشود.
۵. خشک کردن - بسته بندی
سولفات سدیم حاصل از تبلور حاوی مقدار کمی آب است و بسته به شرایط استفاده مجدد، مشخص میشود که آیا از تجهیزات خشککن برای کاهش آب استفاده شود یا خیر. تجهیزات خشککن میتوانند شامل خشککن بستر سیال (دمای خشککن کنترلشده حدود ۱۵۰ درجه سانتیگراد) باشند، بستر سیال ارتعاشی و دستگاه جمعآوری گرد و غبار پشتیبان را باز کنند و سپس با تغذیهکننده مارپیچی به خشککن بستر سیال ارتعاشی منتقل شوند تا محصولات سولفات سدیم بیآب (محتوای آب