科技引领未来 膜力改变世界

汉膜流体技术,让分离更智能、更高效

三元前躯体处理


三元前驱体(如镍钴锰氢氧化物,NCM)是锂离子电池正极材料的关键原料,其生产过程中产生的废水具有高盐分、强酸性、含重金属离子等特点(如含H₂SO₄、Ni²⁺、Co²⁺、Mn²⁺等)。双极膜(BPM)技术通过水解离再生酸碱与选择性离子迁移,可实现废水中有价金属回收、酸碱循环利用及废水零排放,是新能源行业绿色转型的核心工艺之一。

核心工艺

1. 预处理

过滤:微滤(孔径0.1-1 μm)去除颗粒物(如未反应的前驱体颗粒),避免堵塞膜孔。

吸附:活性炭或树脂吸附有机物(如络合剂EDTA),防止膜污染。

pH调节:加碱(如NaOH)将pH调至2-3,避免金属离子水解沉淀。

2. 双极膜电渗析(BPED)

膜堆结构:

双极膜(BPM)分隔酸室(H⁺富集)与碱室(OH⁻富集)。

阳膜(CEM)与阴膜(AEM)交替排列,形成浓缩室与淡化室。

电场驱动:

金属阳离子(Ni²⁺、Co²⁺、Mn²⁺)向阴极迁移,进入浓缩室。

SO₄²⁻向阳极迁移,进入酸室与H⁺结合再生H₂SO₄。

OH⁻在碱室生成NaOH。

产物输出:

酸室:再生H₂SO₄(浓度1-2 mol/L),直接回用于前驱体合成。

碱室:再生NaOH(浓度2-4 mol/L),用于废水预处理pH调节。

浓缩室:金属离子(Ni²⁺+Co²⁺+Mn²⁺)浓度提升至10,000-20,000 mg/L,进入回收工序。

3. 金属回收

化学沉淀:向浓缩液加入Na₂CO₃或草酸,生成Ni/Co/Mn碳酸盐或草酸盐沉淀(纯度>99%)。

电解沉积:直接电积获得金属单质(如镍板),能耗约3,000-4,000 kWh/吨金属。

4. 废水回用

淡化室出水盐度<500 mg/L,经反渗透(RO)脱盐后作为工艺补水回用,实现零排放。

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