案例分享—除鈣鎂篇|某新能(néng)源公司除鈣鎂項目，出水1mg/l以下

某新能(néng)源公司除鈣鎂項目

串聯運行

膦酸基官能(néng)團高鹽環境下去除鈣鎂離子

锂及其鹽類是國(guó)民經(jīng)濟和國(guó)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(néng)源材料。而碳酸锂作爲锂鹽的基礎鹽，是制取锂化合物和金屬锂的原料，可作鋁冶煉的電解浴添加劑，亦可用于合成(chéng)橡膠、染料、半導體等方面(miàn)。電池級碳酸锂主要用于制備钴酸锂、錳酸锂、三元材料及磷酸鐵锂等锂離子電池正極材料。

近年來随著(zhe)锂電池行業的快速發(fā)展，促使生産锂電池正極材料的主要原料碳酸锂的需求量大幅增加。目前制備碳酸锂的基本過(guò)程爲：

曬鹽濃縮或礦石分解後(hòu)濃縮富集Li —除雜(依次除去Fe、Mn、Pb、Ca、Mg、Na、K等雜質)一轉型沉澱爲粗碳酸锂一溶解後(hòu)深度除雜一二次沉澱爲碳酸锂。該過(guò)程中主要采用了沉澱法除雜，效果受所形成(chéng)難溶鹽溶解度的影響較大。

同時(shí)由于部分沉澱形成(chéng)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。因此隻能(néng)獲得工業碳酸锂，其中仍有一定含量的 Ca、Mg、Fe、Na、K等多種(zhǒng)陽離子雜質，不能(néng)直接用于锂電池材料的制備。

目前常見的電池級碳酸锂制備方法是將(jiāng)工業碳酸锂酸化或通過(guò)CO2使其形成(chéng)LiHCO3 溶液，利用各種(zhǒng)離子交換樹脂或各種(zhǒng)試劑進(jìn)一步深度除雜，通過(guò)加熱使LiHCO3分解，重結晶成(chéng)Li2CO3後(hòu)，再洗滌淨化而成(chéng)。

這(zhè)些方法的除雜效果并不理想，尤其是所加入的各種(zhǒng)化學(xué)制劑自身還(hái)需要通過(guò)洗滌除去，使得大規模工業化生産中，碳酸锂中雜質離子的含量難以控制，産品質量不能(néng)保證。

生産锂離子電池、錳酸锂、錳酸锂前驅體、磷酸鐵锂、磷酸鐵锂前驅體、三元材料等是某新能(néng)源公司主營業務之一，碳酸氫锂溶液在氫化沉澱出大部分鈣和基本全部鎂後(hòu)，仍有部分鈣鎂殘餘，如果進(jìn)入蒸發(fā)器，會(huì)造成(chéng)蒸發(fā)器的結垢，需要停産清洗會(huì)影響正常生産，所以需要通過(guò)樹脂法深度去除鈣鎂離子。

該項目入水鈣鎂含量爲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(néng)優勢，根據項目具體情況采用串聯運行工藝，通過(guò)膦酸基官能(néng)團高鹽環境下去除鈣鎂離子。

經(jīng)過(guò)初步除雜過(guò)濾後(hòu)的碳酸氫锂溶液進(jìn)入樹脂柱，通過(guò)樹脂上的螯合基團對(duì)溶液中的鈣、鎂離子進(jìn)行選擇性吸附。經(jīng)過(guò)樹脂選擇性吸附後(hòu)，産水流出的是碳酸氫锂合格的溶液。同時(shí)，随著(zhe)鈣、鎂越來越多的在樹脂上吸附并最終達到飽和，停止進(jìn)料開(kāi)始再生樹脂，用鹽酸將(jiāng)吸附飽和的鈣、鎂離子進(jìn)行洗脫，再用氫氧化鈉轉型樹脂，如此樹脂恢複到初始狀态，進(jìn)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(zhǒng)極耐用的大孔樹脂，是一種(zhǒng)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(yàng)容易地從一價陽離子中分離出來。

最後(hòu)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

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