本实用新型涉及锂离子电池正极材料技术领域,特别涉及一种在离心洗涤三元前驱体过程中分流回收废液的系统。
背景技术：
三元前驱体即镍钴锰氢氧化物nixcoymn(1-x-y)(oh)2，三元复合正极材料前驱体产品，主要作为锂离子电池的正极材料。以三元前驱体作正极的电池具有比容量高、循环性能好、安全性能好、价格低廉、易于合成等优点现已在市场大量使用。
三元前躯体合成时，采用三种溶液：碱液，氨水，镍钴锰金属液进行反应，制得的碱性浆料中含有氢氧化钠、氨水和硫酸盐，ph一般在11左右。为去除这些杂质，现有技术通常采用三个步骤。首先是离心，将碱性浆料加入离心机，在离心力和滤布的作用下进行渣液分离，料渣主要为三元前躯体物料，但是硫酸根离子、钠离子不能随着母液的甩出全部被带走，仍有部分残留在料渣中。目前在三元前驱体正极材料的生产工艺中，对三元正极材料的钠、硫杂质含量要求非常高，则需要进行进一步洗涤，去除物料中的钠离子和硫酸根离子。首先采用进热纯水加碱的洗涤方式除去硫酸根离子，再用进热纯水的洗涤方式除去钠离子。
但是，目前离心洗涤三元前驱体物料的过程中，存在的问题包括：1.因不确定三元前驱体物料洗涤是否合格，容易造成盲目洗涤，则会耗费大量的纯水，浪费了水资源。2.三元前驱体物料在进行离心处理时，无论是滤布的选型还是滤饼层形成之前都会出现“跑滤”现象，洗涤时候也会出现少量的“跑滤”现象，“跑滤”即物料随液相流失，造成物料流失浪费，现有技术并没有对这部分物料进行回收。3.离心分离出的母液，以及后续两个洗涤步骤产生的洗水，都从一条管路排出，作为废水排出，并未做进一步分流回收利用。
有鉴于此，针对三元前驱体的离心洗涤过程如何设计一种能实时判断物料洗涤是否合格，避免水资源浪费，能将离心产生的母液和洗涤产生的洗水分流回收再利用，且能回收跑滤物料的系统是本实用新型研究的课题。
技术实现要素：
本实用新型提供一种在离心洗涤三元前驱体过程中分流回收废液的系统，其目的是要解决现有在离心洗涤三元前驱体物料过程中，因不确定三元前驱体物料洗涤是否合格，而浪费大量水资源，跑滤造成物料流失浪费，未对离心产生的母液和洗涤产生的洗水进行分流回收，造成资源浪费的技术问题。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种在离心洗涤三元前驱体过程中分流回收废液的系统，对应离心机设置。
所述离心机的出液口连设有排液管路，该排液管路上设有电导率仪；所述排液管路分出三条分支支路，即母液支路、碱洗水支路和纯洗水支路。
所述母液支路沿母液流动方向依次设置母液暂存箱、母液过滤器和母液槽，所述母液暂存箱与母液过滤器通过管路连接，母液过滤器与母液槽通过管路连接；所述碱洗水支路沿碱洗水流动方向依次设置碱洗水暂存箱、碱洗水过滤器和碱洗水槽，所述碱洗水暂存箱与碱洗水过滤器通过管路连接，碱洗水过滤器与碱洗水槽通过管路连接；所述纯洗水支路沿纯洗水流动方向依次设置纯洗水暂存箱、纯洗水过滤器和纯洗水槽，所述纯洗水暂存箱与纯洗水过滤器通过管路连接，纯洗水过滤器与纯洗水槽通过管路连接。
所述系统还包括集渣槽，该集渣槽与母液过滤器、碱洗水过滤器和纯洗水过滤器均通过管路连接。
各部件之间的管路上均设有对应的控制阀。
上述技术方案中的有关内容解释如下：
1.上述方案中，在排液管路上设置电导率仪，生态学中，电导率是以数字表示的溶液传导电流的能力，电导率的物理意义是表示物质导电的性能。一般情况下，电导率越高盐分越高，由此我们可以根据离心机出液的电导率来确定从碱水更换为纯水洗涤的节点，以及判断三元前驱体物料水洗是否合格，从而及时停止洗涤减少纯水浪费。通常，对物料碱洗时，当电导率仪示数降到600μs/cm时，则可以停止碱水洗，可切换为纯水洗，当电导率仪示数降到20μs/cm时，则表示物料洗涤合格，可以停止洗涤。
2.上述方案中，排液管路分支为母液支路、碱洗水支路和纯洗水支路，与现有的不分支排液管相比，本实用新型可以实现对分离产生的母液、洗涤产生的碱洗水和洗涤产生的纯洗水分别进行处理和回收利用。
3.上述方案中，所述母液支路沿母液流动方向依次设置母液暂存箱、母液过滤器和母液槽，每两个相邻的部件间通过管路连接。母液过滤器用于过滤母液，分离出的母液收集到母液槽，母液后续可以通过脱氨塔进一步处理得到的氨水可以继续供合成三元前驱体使用，分离出的滤渣收集到集渣槽，滤渣包含跑滤出来的三元前驱体物料，可以回收再利用。当母液过滤器中存渣饱和后，需要清渣时，母液可以先存储在母液暂存箱，方便清渣操作。
4.上述方案中，所述碱洗水支路沿碱洗水流动方向依次设置碱洗水暂存箱、碱洗水过滤器和碱洗水槽，每两个相邻的部件间通过管路连接。碱洗水过滤器用于过滤碱洗水，分离出的碱洗水收集到碱洗水槽，碱洗水可用来配制稀碱溶液，再用于合成三元前驱体，可以实现回收利用。分离出的滤渣收集到集渣槽，滤渣包含跑滤出来的三元前驱体物料，可以回收再利用。当碱洗水过滤器中存渣饱和后，需要清渣时，碱洗水可以先存储在碱洗水暂存箱，方便清渣操作。
5.上述方案中，所述纯洗水支路沿纯洗水流动方向依次设置纯洗水暂存箱、纯洗水过滤器和纯洗水槽，每两个相邻的部件间通过管路连接。纯洗水过滤器用于过滤纯洗水，分离出的纯洗水可以用于配制镍钴锰金属溶液，可再应用到合成三元前驱体。分离出的滤渣收集到集渣槽，滤渣包含跑滤出来的三元前驱体物料，可以回收再利用。当纯洗水过滤器中存渣饱和后，需要清渣时，纯洗水可以先存储在纯洗水暂存箱，方便清渣操作。
6.上述方案中，各部件之间的管路上均设有对应的控制阀。目的为控制各管路的通断。
7.上述方案中，本实用新型工作时，对三元前驱体物料进行离心处理阶段，打开母液支路上的阀门，关闭碱洗水支路和纯洗水支路上的所有阀门。离心处理结束，关闭母液支路上的阀门，打开碱洗水支路上的阀门，进行热纯水加碱洗涤，除去硫酸根离子，当电导率仪示数降到600μs/cm时，则停止碱水洗，关闭碱洗水支路上的阀门，打开纯洗水支路上的阀门，用热纯水洗涤，除去钠离子，当电导率仪示数降到20μs/cm时，则表示物料洗涤合格，停止洗涤，关闭纯洗水支路上的阀门。
8.上述方案中，所述母液支路上，母液暂存箱与离心机之间的管路上设有母液气动阀，母液暂存箱与母液过滤器之间的管路上设有母液过滤进液阀，母液过滤器与母液槽之间的管路上设有母液过滤出液阀，母液过滤器与集渣槽之间的管路上设有母液过滤排渣阀。
9.上述方案中，所述碱洗水支路上，碱洗水暂存箱与离心机之间的管路上设有碱洗水气动阀，碱洗水暂存箱与碱洗水过滤器之间的管路上设有碱洗水过滤进液阀，碱洗水过滤器与碱洗水槽之间的管路上设有碱洗水过滤出液阀，碱洗水过滤器与集渣槽之间的管路上设有碱洗水过滤排渣阀。
10.上述方案中，所述纯洗水支路上，纯洗水暂存箱与离心机之间的管路上设有纯洗水气动阀，纯洗水暂存箱与纯洗水过滤器之间的管路上设有纯洗水过滤进液阀，纯洗水过滤器与纯洗水槽之间的管路上设有纯洗水过滤出液阀，纯洗水过滤器与集渣槽之间的管路上设有纯洗水过滤排渣阀。
11.上述方案中，所述母液过滤器、碱洗水过滤器和纯洗水过滤器的类型均为精密过滤器。
本实用新型工作原理和优点如下：
本实用新型在排液管路上设置电导率仪，用电导率仪监测洗液的电导率，根据电导率的大小来来确定从碱水更换为纯水洗涤的节点，控制洗涤进展，以及判断三元前驱体物料水洗是否合格，从而及时停止洗涤减少纯水浪费。
本实用新型将排液管路分支为母液支路、碱洗水支路和纯洗水支路，通过三个支路的切换使用，可以实现对分离产生的母液、洗涤产生的碱洗水和洗涤产生的纯洗水分别进行处理和回收利用。离心处理分离出的母液后续可以通过脱氨塔进一步处理得到的氨水可以继续供合成三元前驱体使用；碱洗分离出的碱洗水可用来配制稀碱溶液，再用于合成三元前驱体；纯水洗分离出的纯洗水可以用于配制镍钴锰金属溶液，可再应用到合成三元前驱体。
本实用新型在三条支路上分别设置母液过滤器、碱洗水过滤器和纯洗水过滤器，分离出的滤渣包含跑滤出来的三元前驱体物料，可以回收再利用。
附图说明
附图1为本实用新型分流回收废液系统的结构示意图。
以上附图中：1、离心机；2、电导率仪；3、排液管路；4、母液暂存箱；5、母液过滤器；6、母液槽；7、碱洗水暂存箱；8、碱洗水过滤器；9、碱洗水槽；10、纯洗水暂存箱；11、纯洗水过滤器；12、纯洗水槽；13、集渣槽；14、母液气动阀；15、母液过滤进液阀；16、母液过滤出液阀；17、母液过滤排渣阀；18、碱洗水气动阀；19、碱洗水过滤进液阀；20、碱洗水过滤出液阀；21、碱洗水过滤排渣阀；22、纯洗水气动阀；23、纯洗水过滤进液阀；24、纯洗水过滤出液阀；25、纯洗水过滤排渣阀。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：
实施例：一种在离心洗涤三元前驱体过程中分流回收废液的系统
参见附图1所示，对应离心机1设置，所述离心机1的出液口连设有排液管路3，该排液管路3上设有电导率仪2；所述排液管路3分出三条分支支路，即母液支路、碱洗水支路和纯洗水支路。
所述母液支路沿母液流动方向依次设置母液暂存箱4、母液过滤器5和母液槽6，所述母液暂存箱4与母液过滤器5通过管路连接，母液过滤器5与母液槽6通过管路连接；所述碱洗水支路沿碱洗水流动方向依次设置碱洗水暂存箱7、碱洗水过滤器8和碱洗水槽9，所述碱洗水暂存箱7与碱洗水过滤器8通过管路连接，碱洗水过滤器8与碱洗水槽9通过管路连接；所述纯洗水支路沿纯洗水流动方向依次设置纯洗水暂存箱10、纯洗水过滤器11和纯洗水槽12，所述纯洗水暂存箱10与纯洗水过滤器11通过管路连接，纯洗水过滤器11与纯洗水槽12通过管路连接。
所述系统还包括集渣槽13，该集渣槽13与母液过滤器5、碱洗水过滤器8和纯洗水过滤器11均通过管路连接。
所述母液支路上，母液暂存箱4与离心机1之间的管路上设有母液气动阀14，母液暂存箱4与母液过滤器5之间的管路上设有母液过滤进液阀15，母液过滤器5与母液槽6之间的管路上设有母液过滤出液阀16，母液过滤器5与集渣槽13之间的管路上设有母液过滤排渣阀17。
所述碱洗水支路上，碱洗水暂存箱7与离心机1之间的管路上设有碱洗水气动阀18，碱洗水暂存箱7与碱洗水过滤器8之间的管路上设有碱洗水过滤进液阀19，碱洗水过滤器8与碱洗水槽9之间的管路上设有碱洗水过滤出液阀20，碱洗水过滤器8与集渣槽13之间的管路上设有碱洗水过滤排渣阀21。
所述纯洗水支路上，纯洗水暂存箱10与离心机1之间的管路上设有纯洗水气动阀22，纯洗水暂存箱10与纯洗水过滤器11之间的管路上设有纯洗水过滤进液阀23，纯洗水过滤器11与纯洗水槽12之间的管路上设有纯洗水过滤出液阀24，纯洗水过滤器11与集渣槽13之间的管路上设有纯洗水过滤排渣阀25。
所述母液过滤器5、碱洗水过滤器8和纯洗水过滤器11的类型均为精密过滤器。
本实施例工作时，对三元前驱体物料进行离心处理阶段，打开母液支路上的母液气动阀14、母液过滤进液阀15、母液过滤出液阀16和母液过滤排渣阀17，关闭碱洗水支路和纯洗水支路上的所有阀门。离心处理结束，关闭母液支路上的母液气动阀14、母液过滤进液阀15、母液过滤出液阀16和母液过滤排渣阀17。打开碱洗水支路上的碱洗水气动阀18、碱洗水过滤进液阀19、碱洗水过滤出液阀20和碱洗水过滤排渣阀21，进行热纯水加碱洗涤，除去硫酸根离子，当电导率仪示数降到600μs/cm时，则停止碱水洗，关闭碱洗水支路上的碱洗水气动阀18、碱洗水过滤进液阀19、碱洗水过滤出液阀20和碱洗水过滤排渣阀21。打开纯洗水支路上的纯洗水气动阀22、纯洗水过滤进液阀23、纯洗水过滤出液阀24和纯洗水过滤排渣阀25，用热纯水洗涤，除去钠离子，当电导率仪示数降到20μs/cm时，则表示物料洗涤合格，停止洗涤，关闭纯洗水支路上的纯洗水气动阀22、纯洗水过滤进液阀23、纯洗水过滤出液阀24和纯洗水过滤排渣阀25。
上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
1.一种在离心洗涤三元前驱体过程中分流回收废液的系统，对应离心机（1）设置；其特征在于：
所述离心机（1）的出液口连设有排液管路（3），该排液管路（3）上设有电导率仪（2）；所述排液管路（3）分出三条分支支路，即母液支路、碱洗水支路和纯洗水支路；
所述母液支路沿母液流动方向依次设置母液暂存箱（4）、母液过滤器（5）和母液槽（6），所述母液暂存箱（4）与母液过滤器（5）通过管路连接，母液过滤器（5）与母液槽（6）通过管路连接；所述碱洗水支路沿碱洗水流动方向依次设置碱洗水暂存箱（7）、碱洗水过滤器（8）和碱洗水槽（9），所述碱洗水暂存箱（7）与碱洗水过滤器（8）通过管路连接，碱洗水过滤器（8）与碱洗水槽（9）通过管路连接；所述纯洗水支路沿纯洗水流动方向依次设置纯洗水暂存箱（10）、纯洗水过滤器（11）和纯洗水槽（12），所述纯洗水暂存箱（10）与纯洗水过滤器（11）通过管路连接，纯洗水过滤器（11）与纯洗水槽（12）通过管路连接；
所述系统还包括集渣槽（13），该集渣槽（13）与母液过滤器（5）、碱洗水过滤器（8）和纯洗水过滤器（11）均通过管路连接；
各部件之间的管路上均设有对应的控制阀。
2.根据权利要求1所述的在离心洗涤三元前驱体过程中分流回收废液的系统，其特征在于：所述母液支路上，母液暂存箱（4）与离心机（1）之间的管路上设有母液气动阀（14），母液暂存箱（4）与母液过滤器（5）之间的管路上设有母液过滤进液阀（15），母液过滤器（5）与母液槽（6）之间的管路上设有母液过滤出液阀（16），母液过滤器（5）与集渣槽（13）之间的管路上设有母液过滤排渣阀（17）。
3.根据权利要求1所述的在离心洗涤三元前驱体过程中分流回收废液的系统，其特征在于：所述碱洗水支路上，碱洗水暂存箱（7）与离心机（1）之间的管路上设有碱洗水气动阀（18），碱洗水暂存箱（7）与碱洗水过滤器（8）之间的管路上设有碱洗水过滤进液阀（19），碱洗水过滤器（8）与碱洗水槽（9）之间的管路上设有碱洗水过滤出液阀（20），碱洗水过滤器（8）与集渣槽（13）之间的管路上设有碱洗水过滤排渣阀（21）。
4.根据权利要求1所述的在离心洗涤三元前驱体过程中分流回收废液的系统，其特征在于：所述纯洗水支路上，纯洗水暂存箱（10）与离心机（1）之间的管路上设有纯洗水气动阀（22），纯洗水暂存箱（10）与纯洗水过滤器（11）之间的管路上设有纯洗水过滤进液阀（23），纯洗水过滤器（11）与纯洗水槽（12）之间的管路上设有纯洗水过滤出液阀（24），纯洗水过滤器（11）与集渣槽（13）之间的管路上设有纯洗水过滤排渣阀（25）。
5.根据权利要求1所述的在离心洗涤三元前驱体过程中分流回收废液的系统，其特征在于：所述母液过滤器（5）、碱洗水过滤器（8）和纯洗水过滤器（11）的类型均为精密过滤器。
技术总结