Natrio sulfato išgavimo procesas ličio baterijų gamyboje

Trijų komponentų ličio baterijų ir ličio geležies fosfato baterijų atliekų perdirbimo procese sieros rūgštis ir kaustinė soda dėl technologinių reikalavimų neišvengiamai paverčiamos natrio sulfato druskomis. Žaliavinis tirpalas, kuriame yra natrio sulfato, daugiausia apima ličio druskos sistemos grįžtamąjį tirpalą, tirpalą po trikomponentio nikelio-kobalto sintezės, trikomponentio išankstinio apdorojimo išleidimo sūrymą, tirpalą po ličio geležies fosfato nusodinimo, ličio geležies fosfato išleidimo sūrymą, tirpalą po ličio ličio nusodinimo ličio ličio druska, likusį nikelio-kobalto-mangano druskos ekstrakcijos tirpalą, tirpalą po nikelio-kobalto-mangano sintezės ir kt. Šie tirpalai tiesiogiai arba išgryninami MVR garinimo sistemoje ir daugiausia kristalizuojami bei džiovinami, kad būtų gauti bevandeniai natrio sulfato produktai. Pagrindinis gamybos procesas yra toks:

1. Sumaišykite skystį
Ternarinis nikelio-kobalto sintezės skystis, tretinis iš anksto apdorotas išleidimo sūrymas, ličio geležies fosfatas po ličio nusodinimo, ličio geležies fosfato išleidimo sūrymas, ličio druska po ličio nikelio kobalto mangano druskos ekstrakcijos nikelio likučių nusodinimo, nikelio kobalto mangano sintezės skystis ir kiti mišrūs skysčiai.

2. Priemaišų pašalinimas ir rafinavimas
Paruošus natrio sulfato tirpalą skystu šarmu ir natrio sulfidu, sunkiesiems metalams pašalinti (filtras pašalina nedidelį kiekį nikelio ir kobalto šlako, grąžina į tiekimo sistemą pakartotiniam naudojimui), pH sureguliuojamas iki 5–7. Atlikus analizę, įleidžiamas neapdoroto skysčio bakas, kuris saugo ir reguliuoja neapdorotą skystį, kad būtų užtikrintas nepertraukiamas ir stabilus MVR nuotekų garintuvo veikimas. Neapdoroto skysčio bake sumontuotas neapdoroto skysčio siurblys. Neapdoroto skysčio siurblys tolygiai transportuoja natrio sulfato vandeninį tirpalą į garinimo valymo sistemą. Valdymo vožtuvas po neapdoroto skysčio siurblio reguliuojamas taip, kad būtų palaikoma pusiausvyra tarp neapdoroto skysčio pakėlimo ir išgarinimo kiekio.

3. Grąžinimo sprendimas
Ličio druskos sistemos gauti natrio sulfato dekahidrato kristalai įpilami į kondensuotą vandenį ir panardintą ličio plovimo vandenį, kad susidarytų beveik prisotintas natrio sulfato tirpalas, kuris laikomas atskiroje skysčio talpykloje ir po to tiesiogiai transportuojamas į MVR garinimo ir koncentravimo sistemą.

4. Natrio sulfato tirpalo MVR garinimas ir kristalizavimas
Vandeninis tirpalas, kuriame yra natrio sulfato, yra pašildomas kondensato išankstinio pašildymo įrenginiu ir tada patenka į MVR garinimo kristalizacijos sistemos garinimo kamerą. MVR garinimo sistemoje po priverstinės cirkuliacijos siurblio yra įrengtas vertikalus šilumokaitis. Veikiant priverstinės cirkuliacijos siurbliui, skystas medžiaginis srautas vyksta tokia cirkuliacija išilgai garinimo kameros – šilumokaičio – priverstinės cirkuliacijos siurblio – šilumokaičio – garinimo kameros, skystas medžiaginis srautas kaitinamas šilumokaityje, o garinimo kameroje vyksta dujų-skysčio-kietosios medžiagos atskyrimas. Koncentruota druskos suspensija išleidimo siurbliu siunčiama į druskos išleidimo angą koncentravimui ir atskyrimui, po to išleidžiama į druskos kriauklę surinkimui, koncentravimui ir atskyrimui, o galiausiai išleidžiama į centrifugą išcentriniam atskyrimui. Išcentrinis filtratas ir druskos separatoriaus supernatantas surenkami į filtrato baką ir grąžinami į MVR garintuvą išgarinimui ir kristalizavimui. Iš centrifugos atskirtas natrio sulfatas patenka į džiovinimo sistemą.

5. Džiovinimas – Pakavimas
Kristalizacijos būdu gautame natrio sulfate yra nedidelis kiekis vandens, ir, atsižvelgiant į pakartotinio naudojimo situaciją, nusprendžiama, ar naudoti džiovinimo įrangą vandens kiekiui sumažinti. Džiovinimo įranga gali būti džiovinimas skystojo sluoksnio principu (kontroliuojama džiovinimo temperatūra ~ 150 ℃), atidarant vibruojantį skystojo sluoksnio modelį ir pagalbinį dulkių surinkimo įtaisą, o tada sraigtiniu tiektuvu transportuojant į vibruojantį skystojo sluoksnio džiovinimą, kad būtų gauti bevandeniai natrio sulfato produktai (vandens kiekis