案例分享—除鈣鎂篇|某新能源公司除鈣鎂項(xiàng)目，出水1mg/l以下

某新能源公司除鈣鎂項(xiàng)目

串聯(lián)運(yùn)行

膦酸基官能團(tuán)高鹽環(huán)境下去除鈣鎂離子

鋰及其鹽類是國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)中具有重要意義的戰(zhàn)略物資，也是與人們生活息息相關(guān)的能源材料。而碳酸鋰作為鋰鹽的基礎(chǔ)鹽，是制取鋰化合物和金屬鋰的原料，可作鋁冶煉的電解浴添加劑，亦可用于合成橡膠、染料、半導(dǎo)體等方面。電池級碳酸鋰主要用于制備鈷酸鋰、錳酸鋰、三元材料及磷酸鐵鋰等鋰離子電池正極材料。

近年來隨著鋰電池行業(yè)的快速發(fā)展，促使生產(chǎn)鋰電池正極材料的主要原料碳酸鋰的需求量大幅增加。目前制備碳酸鋰的基本過程為：

曬鹽濃縮或礦石分解后濃縮富集Li —除雜(依次除去Fe、Mn、Pb、Ca、Mg、Na、K等雜質(zhì))一轉(zhuǎn)型沉淀為粗碳酸鋰一溶解后深度除雜一二次沉淀為碳酸鋰。該過程中主要采用了沉淀法除雜，效果受所形成難溶鹽溶解度的影響較大。

同時由于部分沉淀形成了可溶性膠體，使其除去效果并不理想。尤其是 Ca、Mg的性質(zhì)與Li十分相似，難以除盡。因此只能獲得工業(yè)碳酸鋰，其中仍有一定含量的 Ca、Mg、Fe、Na、K等多種陽離子雜質(zhì)，不能直接用于鋰電池材料的制備。

目前常見的電池級碳酸鋰制備方法是將工業(yè)碳酸鋰酸化或通過CO2使其形成LiHCO3 溶液，利用各種離子交換樹脂或各種試劑進(jìn)一步深度除雜，通過加熱使LiHCO3分解，重結(jié)晶成Li2CO3后，再洗滌凈化而成。

這些方法的除雜效果并不理想，尤其是所加入的各種化學(xué)制劑自身還需要通過洗滌除去，使得大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)中，碳酸鋰中雜質(zhì)離子的含量難以控制，產(chǎn)品質(zhì)量不能保證。

生產(chǎn)鋰離子電池、錳酸鋰、錳酸鋰前驅(qū)體、磷酸鐵鋰、磷酸鐵鋰前驅(qū)體、三元材料等是某新能源公司主營業(yè)務(wù)之一，碳酸氫鋰溶液在氫化沉淀出大部分鈣和基本全部鎂后，仍有部分鈣鎂殘余，如果進(jìn)入蒸發(fā)器，會造成蒸發(fā)器的結(jié)垢，需要停產(chǎn)清洗會影響正常生產(chǎn)，所以需要通過樹脂法深度去除鈣鎂離子。

該項(xiàng)目入水鈣鎂含量為100mg/l，要求做到鈣鎂小于5mg/l，科海思技術(shù)團(tuán)隊(duì)結(jié)合業(yè)主實(shí)際需求和CH-93樹脂的性能優(yōu)勢，根據(jù)項(xiàng)目具體情況采用串聯(lián)運(yùn)行工藝，通過膦酸基官能團(tuán)高鹽環(huán)境下去除鈣鎂離子。

經(jīng)過初步除雜過濾后的碳酸氫鋰溶液進(jìn)入樹脂柱，通過樹脂上的螯合基團(tuán)對溶液中的鈣、鎂離子進(jìn)行選擇性吸附。經(jīng)過樹脂選擇性吸附后，產(chǎn)水流出的是碳酸氫鋰合格的溶液。同時，隨著鈣、鎂越來越多的在樹脂上吸附并最終達(dá)到飽和，停止進(jìn)料開始再生樹脂，用鹽酸將吸附飽和的鈣、鎂離子進(jìn)行洗脫，再用氫氧化鈉轉(zhuǎn)型樹脂，如此樹脂恢復(fù)到初始狀態(tài)，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極耐用的大孔樹脂，是一種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容易地從一價陽離子中分離出來。

最后項(xiàng)目驗(yàn)收，鈣鎂含量從入水的100mg/l，做到1mg/l以下，并且出水穩(wěn)定。

資料圖

Tulsimer ?CH-93樹脂重要參數(shù)

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