리튬 배터리 생산 과정에서 황산나트륨을 회수하는 공정

폐 리튬 삼원계 배터리 및 리튬 인산철 배터리의 재활용 공정에서, 기술적 요구 사항으로 인해 황산과 가성소다는 필연적으로 황산나트륨으로 전환됩니다. 황산나트륨을 함유하는 원액은 주로 리튬염 시스템의 회수액, 니켈-코발트 삼원계 합성 후 용액, 삼원계 전처리 폐수, 리튬 인산철 침전 후 용액, 리튬 인산철 폐수, 리튬 리튬염을 이용한 리튬 리튬 침전 후 용액, 니켈-코발트-망간염 추출 잔류액, 니켈-코발트-망간 합성 후 용액 등을 포함합니다. 이러한 용액들은 직접 또는 정제 과정을 거쳐 MVR 증발 시스템으로 투입되어 대부분 결정화 및 건조 과정을 거쳐 무수 황산나트륨 제품을 생산합니다. 주요 생산 공정은 다음과 같습니다.

1. 액체를 섞으세요
삼원계 니켈-코발트 합성액, 삼원계 전처리 폐수, 리튬 침전 후 리튬철 인산염, 리튬철 인산염 폐수, 리튬니켈코발트망간염 추출 후 리튬 잔류물 침전 후 리튬염, 니켈코발트망간 합성액 및 기타 혼합액.

2. 불순물 제거 및 정제
액체 알칼리와 황화나트륨을 이용한 심층 처리로 중금속을 제거하기 위해 황산나트륨 용액을 제조한 후(압착 여과를 통해 소량의 니켈 및 코발트 슬래그를 걸러내고 재사용을 위해 공급 원료로 되돌려 보냅니다), pH를 5~7로 조정합니다. 분석 결과가 기준치를 충족하면 원액 저장 탱크로 이송합니다. 원액 저장 탱크는 MVR 폐수 증발기의 연속적이고 안정적인 운전을 위해 원액을 저장 및 조절하는 역할을 합니다. 원액 저장 탱크에는 원액 펌프가 설치되어 있으며, 이 펌프는 황산나트륨 수용액을 증발 처리 시스템으로 균일하게 이송합니다. 원액 펌프 후단의 제어 밸브를 조정하여 원액 이송량과 증발량의 균형을 유지합니다.

3. 솔루션 반환
리튬염 시스템에서 생성된 십수화물 황산나트륨 결정은 응축수 및 침지된 리튬 세척수에 첨가되어 거의 포화된 황산나트륨 용액을 형성하며, 이 용액은 별도의 저장 탱크에 저장된 후 MVR 증발 및 농축 시스템으로 직접 이송됩니다.

4. MVR을 이용한 황산나트륨 용액의 증발 및 결정화
황산나트륨을 함유하는 수용액은 응축수 예열기에서 예열된 후 MVR 증발 결정화 시스템의 증발실로 유입됩니다. MVR 증발 시스템은 강제 순환 펌프 후단에 수직 열교환기가 설치되어 있습니다. 강제 순환 펌프의 작용으로 원료액은 증발실-열교환기-강제 순환 펌프-열교환기-증발실의 순환 경로를 따라 흐르며, 열교환기에서 가열되고 증발실에서 기체-액체-고체 분리가 이루어집니다. 농축된 염 슬러리는 배출 펌프를 통해 염 배출구로 보내져 농축 및 분리된 후, 염 침전조로 배출되어 집진 및 농축·분리 과정을 거치고, 최종적으로 원심분리기로 보내져 원심 분리됩니다. 원심 여과액과 염 분리기의 상등액은 여과액 탱크에 모여 MVR 증발기로 다시 보내져 증발 및 결정화됩니다. 원심분리기에서 분리된 황산나트륨은 건조 시스템으로 들어갑니다.

5. 건조 – 포장
결정화로 얻은 황산나트륨에는 소량의 수분이 함유되어 있으며, 재사용 여부에 따라 건조 장비를 사용하여 수분을 줄일지 여부를 결정합니다. 건조 장비로는 유동층 건조기(건조 온도 제어 ~ 150℃)를 사용할 수 있으며, 진동 유동층과 보조 집진 장치를 가동한 후 스크류 피더를 이용하여 진동 유동층 건조기로 이송하여 무수 황산나트륨 제품(수분 함량