लिथियम बैटरी उत्पादन में सोडियम सल्फेट की पुनर्प्राप्ति प्रक्रिया

अपशिष्ट त्रिगुणीय लिथियम बैटरी और लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी के पुनर्चक्रण प्रक्रिया में, तकनीकी आवश्यकताओं के कारण सल्फ्यूरिक एसिड और कास्टिक सोडा अनिवार्य रूप से सोडियम सल्फेट लवण में परिवर्तित हो जाते हैं। सोडियम सल्फेट युक्त कच्चे विलयन में मुख्य रूप से लिथियम लवण प्रणाली का वापसी विलयन, त्रिगुणीय निकल-कोबाल्ट संश्लेषण के बाद का विलयन, त्रिगुणीय पूर्व-उपचार निर्वहन खारा जल, लिथियम आयरन फॉस्फेट के अवक्षेपण के बाद का विलयन, लिथियम आयरन फॉस्फेट का निर्वहन खारा जल, लिथियम लवण द्वारा लिथियम लिथियम के अवक्षेपण के बाद का विलयन, निकल-कोबाल्ट-मैंगनीज लवण निष्कर्षण का अवशिष्ट विलयन, निकल-कोबाल्ट-मैंगनीज संश्लेषण के बाद का विलयन आदि शामिल हैं। इन विलयनों को सीधे या शुद्ध करके एमवीआर वाष्पीकरण प्रणाली में डाला जाता है, और अधिकांशतः क्रिस्टलीकरण और सुखाने की प्रक्रिया द्वारा निर्जल सोडियम सल्फेट उत्पाद प्राप्त किए जाते हैं। मुख्य उत्पादन प्रक्रिया इस प्रकार है:

1. तरल को मिलाएँ
त्रिगुणीय निकल-कोबाल्ट संश्लेषण द्रव, त्रिगुणीय पूर्व-उपचारित डिस्चार्ज खारा जल, लिथियम के जमने के बाद लिथियम आयरन फॉस्फेट, लिथियम आयरन फॉस्फेट डिस्चार्ज खारा जल, लिथियम के जमने के बाद लिथियम नमक, निकल कोबाल्ट मैंगनीज नमक निष्कर्षण निकल अवशेष, निकल कोबाल्ट मैंगनीज संश्लेषण द्रव और अन्य मिश्रित द्रव।

2. अशुद्धियों को दूर करना और शुद्धिकरण करना
तरल क्षार + सोडियम सल्फाइड की मदद से सोडियम सल्फेट विलयन तैयार करने के बाद, भारी धातुओं को हटा दिया जाता है (निकेल और कोबाल्ट स्लैग की थोड़ी मात्रा को छानकर पुनः उपयोग के लिए फीड में वापस कर दिया जाता है), पीएच को 5-7 पर समायोजित किया जाता है; विश्लेषण के बाद, कच्चे द्रव टैंक में डाला जाता है, और यह टैंक एमवीआर अपशिष्ट जल वाष्पीकरण यंत्र के निरंतर और स्थिर संचालन को सुनिश्चित करने के लिए कच्चे द्रव के भंडारण और विनियमन का कार्य करता है। कच्चे द्रव टैंक में एक कच्चा द्रव पंप लगा होता है। यह पंप सोडियम सल्फेट के जलीय विलयन को वाष्पीकरण उपचार प्रणाली तक समान रूप से पहुंचाता है। कच्चे द्रव पंप के बाद लगे नियंत्रण वाल्व को कच्चे द्रव की उत्थापन मात्रा और वाष्पीकरण मात्रा के बीच संतुलन बनाए रखने के लिए समायोजित किया जाता है।

3. समाधान लौटाएँ
लिथियम नमक प्रणाली द्वारा उत्पादित सोडियम सल्फेट डेकाहाइड्रेट क्रिस्टल को संघनित जल और जलमग्न लिथियम धुलाई जल में मिलाया जाता है ताकि लगभग संतृप्त सोडियम सल्फेट विलयन बन सके, जिसे एक अलग स्टॉक तरल टैंक में संग्रहित किया जाता है और फिर सीधे एमवीआर वाष्पीकरण और सांद्रण प्रणाली में ले जाया जाता है।

4. सोडियम सल्फेट विलयन का एमवीआर वाष्पीकरण और क्रिस्टलीकरण
सोडियम सल्फेट युक्त जलीय विलयन को कंडेनसेट प्रीहीटर द्वारा पहले से गर्म किया जाता है और फिर यह एमवीआर वाष्पीकरण क्रिस्टलीकरण प्रणाली के वाष्पीकरण कक्ष में प्रवेश करता है। एमवीआर वाष्पीकरण प्रणाली में फोर्सड सर्कुलेशन पंप के बाद एक ऊर्ध्वाधर हीट एक्सचेंजर लगा होता है। फोर्सड सर्कुलेशन पंप की क्रिया से, पदार्थ वाष्पीकरण कक्ष – हीट एक्सचेंजर – फोर्सड सर्कुलेशन पंप – हीट एक्सचेंजर – वाष्पीकरण कक्ष के क्रम में प्रवाहित होता है। हीट एक्सचेंजर में पदार्थ गर्म होता है और वाष्पीकरण कक्ष में गैस-द्रव-ठोस पृथक्करण होता है। सांद्रित नमक के घोल को डिस्चार्ज पंप द्वारा नमक आउटलेट पर सांद्रण और पृथक्करण के लिए भेजा जाता है, फिर इसे संग्रह, सांद्रण और पृथक्करण के लिए नमक सिंक में डाला जाता है, और अंत में अपकेंद्री पृथक्करण के लिए सेंट्रीफ्यूज में भेजा जाता है। अपकेंद्री फिल्ट्रेट और नमक विभाजक के सुपरनेटेंट को फिल्ट्रेट टैंक में एकत्र किया जाता है और वाष्पीकरण और क्रिस्टलीकरण के लिए वापस एमवीआर वाष्पीकरण यंत्र में भेज दिया जाता है। सेंट्रीफ्यूज से अलग किया गया सोडियम सल्फेट सुखाने की प्रणाली में प्रवेश करता है।

5. सुखाना – पैकेजिंग
क्रिस्टलीकरण से प्राप्त सोडियम सल्फेट में थोड़ी मात्रा में पानी होता है, और पुन: उपयोग की स्थिति के आधार पर, पानी की मात्रा कम करने के लिए सुखाने वाले उपकरण का उपयोग करना निर्धारित किया जाता है। सुखाने वाले उपकरण में द्रवयुक्त बिस्तर सुखाने (नियंत्रित सुखाने का तापमान ~ 150℃) की विधि शामिल हो सकती है। कंपनशील द्रवयुक्त बिस्तर और सहायक धूल संग्रहण उपकरण को चालू करके, फिर स्क्रू फीडर के माध्यम से कंपनशील द्रवयुक्त बिस्तर सुखाने के लिए ले जाया जाता है ताकि निर्जल सोडियम सल्फेट उत्पाद (पानी की मात्रा