一种金属氯化物废水处理系统的制作方法

文档序号:15528831发布日期:2018-09-25 21:03阅读:159来源:国知局

本实用新型涉及废水处理系统领域,具体涉及一种金属氯化物废水处理系统。



背景技术:

氧化钴广泛应用于硬质合金、催化剂、颜料、磁性材料和催化剂等,也是锂离子二次电池的主要原料。随着我国通讯和电子信息业的迅猛发展,对锂离子二次电池的需求不断增长。预计2010年以前我国对锂离子电池的需求将以每年20%~30%的速度增长,甚至更高,10年后也将保持10%左右的增长速度。电池级氧化钴作为锂离子电池正极材料钴酸锂的原料,其性能对后续产品钴酸锂正极材料以及锂离子电池的充放电次数、容量和使用寿命等性能具有较强的继承性,因此对电池级氧化钴的物理性能和化学性能有着严格要求,如纯度高(Co3O4≥95%,CoO≤5%)、粒度细(-38μm为99.8%)、粒径分布范围窄、烧结性好等。目前氧化钴处于供不应求的局面,因此,为改变这种现状,实现资源最大化应用及资源回收利用,寻找新的技术是非常必须的。

氧化钴制备工艺中,工艺废水中含有CoCl2,造成资源浪费,需要一种对其资源回收利用的系统。



技术实现要素:

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种金属氯化物废水处理系统,解决如何从金属氯化物废水中回收金属氧化物并制取盐酸的技术问题。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下:一种金属氯化物废水处理系统,包括预过滤系统、膜浓缩系统、蒸发浓缩系统、焙烧炉、金属回收装置、除尘系统、储酸罐、喷淋塔系统和尾气处理室,所述预过滤系统与所述膜浓缩系统连通;所述膜浓缩系统与所述喷淋塔系统和所述蒸发浓缩系统分别连通;所述蒸发浓缩系统与所述焙烧炉连通,所述焙烧炉与所述除尘系统连通,所述金属回收装置分别与所述焙烧炉和所述除尘系统通过管道泵连通;所述除尘系统与所述喷淋塔系统连通,所述喷淋塔系统与所述储酸罐和所述尾气处理室分别连通。

本实用新型的有益效果是:本实用新型将金属氯化物废水经过膜浓缩系统,极大地降低了蒸发结晶工艺的处理量,降低能耗,环保效益明显,同时系统具有易于控制、操作简单的特点,同时出水纯度高可回收利用;在高温煅烧制备金属氧化物时利用除尘系统回收金属氧化物及提高喷淋塔系统制酸效率。

在上述技术方案的基础上,本实用新型还可以做如下改进。

进一步,膜浓缩系统包括多个膜浓缩撬装设备,所述预过滤系统与多个所述膜浓缩撬装设备分别通过阀门连通,多个所述膜浓缩撬装设备与所述蒸发浓缩系统分别通过过滤器和磁力泵连通。

采用上述进一步方案的有益效果是:能够将金属氯化物废水高倍浓缩,清液出水达纯水级别,可用于后期所述喷淋塔系统制取盐酸所用,合理利用资源,且后期的蒸发结晶降低能耗,具有环保效益。

进一步,所述蒸发浓缩系统包括蒸发器和蒸馏水收集罐,多个所述膜浓缩撬装设备与所述蒸发器分别通过过滤器和磁力泵连通,所述蒸发器与所述蒸馏水收集罐通过管道泵连通,且所述蒸发器与所述焙烧炉通过阀门和磁力泵连通。

采用上述进一步方案的有益效果是:为后期的高温裂解煅烧制备金属氧化物做准备。

进一步,所述膜浓缩系统与所述蒸发浓缩系统之间设有浓缩液储罐A,多个所述膜浓缩撬装设备与所述浓缩液储罐A分别通过过滤器和磁力阀连通,所述浓缩液储罐A与所述蒸发器通过阀门和磁力泵连通。

采用上述进一步方案的有益效果是:使得处理流程可控性高。

进一步,所述蒸发器与所述焙烧炉之间设有浓缩液储罐B,所述蒸发器与所述浓缩液储罐B通过磁力泵连通,所述浓缩液储罐B与所述焙烧炉通过阀门和磁力泵连通。

采用上述进一步方案的有益效果是:使得处理流程可控性高。

进一步,所述预过滤系统包括保安过滤器和净化液储罐,所述保安过滤器与所述净化液储罐通过管道泵连通,所述净化液储罐与多个所述膜浓缩撬装设备分别通过阀门连通。

采用上述进一步方案的有益效果是:使得处理流程可控性高。

进一步,所述喷淋塔系统包括多级喷淋塔,多级所述喷淋塔依次连通。

进一步,多级所述喷淋塔分别为一级喷淋塔、二级喷淋塔和三级喷淋塔,所述除尘系统的出气口与所述一级喷淋塔的进气口连通,所述一级喷淋塔的出液口与所述二级喷淋塔的进液口和所述储酸罐分别通过阀门连通,所述一级喷淋塔的出气口与所述二级喷淋塔的进气口和所述尾气处理室分别通过阀门连通;所述二级喷淋塔的出液口与所述三级喷淋塔的进液口和所述储酸罐分别通过阀门连通,所述二级喷淋塔的出气口与所述三级喷淋塔的进气口和所述尾气处理室分别通过阀门连通;所述三级喷淋塔的出液口与所述储酸罐通过阀门连通,所述三级喷淋塔的出气口与所述尾气处理室通过阀门连通。

采用上述进一步方案的有益效果是:能够制取不同浓度的盐酸。

进一步,所述膜浓缩系统与所述一级喷淋塔之间设有纯水储罐,所述膜浓缩系统与所述纯水储罐通过过滤器和磁力泵连通,所述纯水储罐与所述一级喷淋塔通过阀门和磁力泵连通。

采用上述进一步方案的有益效果是:使得处理流程可控性高,且将膜浓缩系统产生的纯水回收利用,使得更加合理利用资源,具有环保效益。

进一步,所述喷淋塔系统与尾气处理室之间设有风机。

采用上述进一步方案的有益效果是:帮助尾气的输送。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图;

图2为本实用新型所述预过滤系统的结构示意图;

图3为本实用新型所述膜浓缩系统的结构示意图;

附图中,各标号所代表的部件列表如下:

1、预过滤系统,2、膜浓缩系统,3、风机,4、焙烧炉,5、金属回收装置,6、除尘系统,7、储酸罐,8、尾气处理室,9、膜浓缩撬装设备,10、过滤器,11、磁力泵,12、蒸发器,13、蒸馏水收集罐,14、管道泵,15、浓缩液储罐A,16、浓缩液储罐B,17、保安过滤器,18、净化液储罐,19、一级喷淋塔,20、二级喷淋塔,21、三级喷淋塔,22、纯水储罐。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本实用新型,并非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示,一种金属氯化物废水处理系统,包括预过滤系统1、膜浓缩系统2、蒸发浓缩系统、焙烧炉4、金属回收装置5、除尘系统6、储酸罐7、喷淋塔系统和尾气处理室8,所述预过滤系统1与所述膜浓缩系统2连通;所述膜浓缩系统2与所述喷淋塔系统和所述蒸发浓缩系统分别连通;所述蒸发浓缩系统与所述焙烧炉4连通,所述焙烧炉4与所述除尘系统6连通,所述金属回收装置5分别与所述焙烧炉4和所述除尘系统6通过管道泵连通;所述除尘系统6与所述喷淋塔系统连通,所述喷淋塔系统与所述储酸罐7和所述尾气处理室8分别连通。

所述预过滤系统1包括保安过滤器17和净化液储罐18,所述保安过滤器17与所述净化液储罐18通过管道泵14连通,也就是,所述保安过滤器17与所述净化液储罐18通过管道连通,在所述保安过滤器17与所述净化液储罐18连通的管道上安装管道泵14;所述净化液储罐18与所述膜浓缩系统2连通。

所述膜浓缩系统2包括多个膜浓缩撬装设备9,所述预过滤系统1与多个所述膜浓缩撬装设备9分别通过阀门连通,在本实施例中,膜浓缩撬装设备9的数量为三个,所述净化液储罐18的出液口连接过滤器10和管道泵14,然后管道泵的出液口与三个所述膜浓缩撬装设备9分别通过阀门连通;三个所述膜浓缩撬装设备9与所述蒸发浓缩系统分别通过过滤器10和磁力泵11连通。在本实施例中,三个所述膜浓缩撬装设备9均为DTRO反渗透膜,将金属氯化物废水高倍浓缩,清液出水达纯水级别,可用于后期所述喷淋塔系统制取盐酸所用。可以根据废水处理的量来决定使用膜浓缩撬装设备9的数量,主要通过阀门控制同时使用膜浓缩撬装设备9的数量。

所述蒸发浓缩系统包括蒸发器12和蒸馏水收集罐13,三个所述膜浓缩撬装设备9与所述蒸发器12分别通过过滤器10和磁力泵11连通,所述蒸发器12与所述蒸馏水收集罐13通过管道泵14连通,且所述蒸发器12与所述焙烧炉4通过阀门和磁力泵11连通。

进一步,所述膜浓缩系统2与所述蒸发浓缩系统之间设有浓缩液储罐A15,具体而言,三个所述膜浓缩撬装设备9与所述浓缩液储罐A15分别通过过滤器10和磁力阀连通,所述浓缩液储罐A15与所述蒸发器12通过阀门和磁力泵11连通。

所述蒸发器12与所述焙烧炉4之间设有浓缩液储罐B16,具体而言,所述蒸发器12与所述浓缩液储罐B16通过磁力泵11连通,所述浓缩液储罐B16与所述焙烧炉4通过阀门和磁力泵11连通。

所述喷淋塔系统包括多级喷淋塔,多级所述喷淋塔依次连通。多级所述喷淋塔分别为一级喷淋塔19、二级喷淋塔20和三级喷淋塔21,所述除尘系统6的出气口与所述一级喷淋塔19的进气口通过风机13连通,所述一级喷淋塔19的出液口与所述二级喷淋塔20的进液口和所述储酸罐7分别通过管道泵14和阀门连通,所述一级喷淋塔19的出气口与所述二级喷淋塔20的进气口和所述尾气处理室8分别通过阀门连通;所述二级喷淋塔20的出液口与所述三级喷淋塔21的进液口和所述储酸罐7分别通过管道泵14和阀门连通,所述二级喷淋塔20的出气口与所述三级喷淋塔21的进气口和所述尾气处理室8分别通过阀门连通;所述三级喷淋塔21的出液口与所述储酸罐7通过管道泵14和阀门连通,所述三级喷淋塔21的出气口与所述尾气处理室8通过阀门连通;所述喷淋塔系统与尾气处理室8之间设有风机3,也就是尾气处理室8的入口端连接的管道上安装有风机13。

具体而言,一级喷淋塔19的出液口与管道泵14连通,与一级喷淋塔19连通的管道泵14与所述二级喷淋塔20的进液口和所述储酸罐7分别通过阀门连通;所述二级喷淋塔20的出液口与管道泵14连通,与二级喷淋塔20连通的管道泵14与所述三级喷淋塔21的进液口和所述储酸罐7分别通过管和阀门连通;所述三级喷淋塔21的出液口与管道泵14连通,与三级喷淋塔21连通的管道泵14出液口与所述储酸罐7通过阀门连通。

所述膜浓缩系统2与所述一级喷淋塔19之间设有纯水储罐22,所述膜浓缩系统2与所述纯水储罐22通过过滤器10和磁力泵11连通,具体而言,三个所述膜浓缩撬装设备9与过滤器10分别通过阀门连通,所述阀门的出口端与磁力泵11连通,所述磁力泵11的出口端与所述所述纯水储罐22的入液口连通,所述纯水储罐22的出液口与所述一级喷淋塔19通过阀门和磁力泵11连通。

一级喷淋塔19、二级喷淋塔20和三级喷淋塔21能够制取不同浓度的盐酸,需要制取浓度较高的盐酸时,关闭位于一级喷淋塔19与二级喷淋塔20之间的阀门,使得一级喷淋塔19的流出的盐酸直接流向储酸罐7;需要制取浓度适中的盐酸时,打开一级喷淋塔19出气口和二级喷淋塔20进气口之间的阀门,关闭一级喷淋塔19出气口与尾气处理室8连接管道上的阀门,打开一级喷淋塔19出液口和二级喷淋塔20进液口之间管道上的阀门,关闭一级喷淋塔19出液口与储酸罐7之间管道上的阀门,使得经过一级喷淋塔19的气体和液体进入二级喷淋塔20进行重复作用,多次吸收,使得盐酸浓度变大。

本实用新型能够对氯化钴废水进行处理,回收氧化钴,以及制取不同浓度的盐酸。本实用新型降低能耗,环保效益明显,同时本实用新具有易于控制、操作简单的特点,同时出水纯度高可回收利用。

工作原理:用保安过滤器17将氯化钴废水经过滤,去除大颗粒物质及油脂后存储在净化液储罐18中;净化液储罐18中氯化钴废水经管道泵10输送到多级并联式DTRO反渗透膜,DTRO反渗透膜将经过预过滤后的氯化钴废水进行高倍浓缩得到氯化钴浓液,用浓缩液储罐A15收集氯化钴浓液,再进行高倍浓缩的同时产出纯水,产出的纯水用纯水储罐22收集;其中90%为纯水,10%为氯化钴浓液;将浓缩液储罐A15收集的氯化钴浓液输送至蒸发器12,蒸发器12将氯化钴浓液进行蒸发至饱和状态或结晶,并存储在浓缩液储罐B16中,在此过程中所产生的蒸馏水存储于蒸馏水收集罐中;浓缩液储罐A15中的饱和或结晶的氯化钴浓液输送到温度为300℃-400℃的焙烧炉4中,进行高温裂解煅烧制备氧化钴,制备的氧化钴用金属回收装置5收集,该过程中产生尾气,尾气中包含HCl气体,尾气被输送到除尘系统6中;除尘系统6对高温裂解煅烧所产生的尾气进行除尘,回收氧化钴粉尘至金属回收装置5中,并将除尘后的尾气输送到所述喷淋塔系统进行喷淋;经过回收氧化钴后,提高了后期的喷淋制酸的效率;将纯水储罐22中的纯水作为水源输送到所述喷淋塔系统,对除尘后的尾气进行喷淋。

一级喷淋塔19、二级喷淋塔20和三级喷淋塔21能够制取不同浓度的盐酸,需要制取浓度较高的盐酸时,关闭位于一级喷淋塔19与二级喷淋塔20之间的阀门,使得一级喷淋塔19的流出的盐酸直接流向储酸罐7;需要制取浓度适中的盐酸时,打开一级喷淋塔19出气口和二级喷淋塔20进气口之间的阀门,关闭一级喷淋塔19出气口与尾气处理室8连接管道上的阀门,打开一级喷淋塔19出液口和二级喷淋塔20进液口之间管道上的阀门,关闭一级喷淋塔19出液口与储酸罐7之间管道上的阀门,使得经过一级喷淋塔19的气体和液体进入二级喷淋塔20进行重复作用,多次吸收,使得盐酸浓度变大。

最后尾气处理,经过喷淋系统的尾气被输送至尾气处理室8,经过SCR脱硝处理,可达标排放。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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