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磷酸铁&磷酸铁锂生产工艺流程详解

3060  · 公众号  ·  · 2024-10-11 11:30

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主要原辅材料及燃料消耗情况一览表

主要原辅材料技术规格

①硫酸亚铁

②铁粉

③浓磷酸

④稀磷酸

⑤双氧水

⑥碳酸锂

⑦葡萄糖

主要生产设备

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生产工艺

包括年产xx万吨磷酸铁和xx万吨磷酸铁锂生产线,年产xx万吨磷酸铁生产线使用硫酸亚铁法和铁粉法两种生产工艺,其中亚铁法产能为8万吨/年、铁粉法产能为16万吨/年。主要变化内容为:(1)为提高铁粉的反应速率和铁粉利用率,新增铁粉研磨干燥工序;(2)为降低生产过程的安全风险和生产成本,调整亚铁法产能为16万吨/年、铁粉法产能为8万吨/年,导致含硫酸盐的废液增多,MVR蒸发系统和烘干振动流化床均增加到8套;(3)氨水配制改用纯水配制;(4)优化调整硫酸亚铁法制备粗磷酸铁的物料投加比例,并取消浓磷酸的使用;(5)优化调整铁粉法制备粗磷酸铁的物料投加比例、投料方式和生产工艺,并增加蒸汽加热;(6)闪蒸干燥机增加配套热风炉提供热源;(7)优化调整磷酸铁锂制备的物料投加比例;(8)优化生产废水处理站工艺,并增大处理规模;(9)优化调整其他环保配套设施。

磷酸铁生产工艺流程

首先通过硫酸亚铁法和铁粉法两种生产工艺制备出粗磷酸铁,再合并进入共用工序制备磷酸铁产品。 其中亚铁工艺的主要工艺为:备料(包括氨水配制、硫酸亚铁溶液配制和稀磷酸净化) →第一次化合反应→第一级压滤→粗磷酸铁;铁粉工艺的主要工艺为:磨粉→离心分离→电炉烘干→溶解反应→压滤→反应结晶→第一级压滤→粗磷酸铁;共用工序:第二次化合反应→第二级压滤洗涤→闪蒸干燥→炉窑烧成→成品包装→磷酸铁。 具体流程如下:

(1)硫酸亚铁制备粗磷酸铁工艺

1)氨水配制

各生产工序使用的氨水均为 20%氨水。外购液氨经槽罐车运输至厂区,通过液氨卸车鹤管接入超级吸氨器撬(3用1备),采用纯水吸收液氨配制浓度为20%的氨水,配制好的氨水通过氨水中间罐(1个50m 3 )送入氨水储罐( 4座2000m 3 ),在通过管道泵至各使用工序。

厂区不设置液氨储存装置,外购液氨进厂后直接卸氨配置氨水;由于吸氨器中氨溶于水过程产生大量热量,设置了 1套冷却循环水系统(2座冷却塔,循环水量20m 3 /h)在吸收配置氨水过程中对超级吸氨器撬进行设备降温。

氨气吸收塔采用 20%稀磷酸作为吸收介质,排放的吸收液经管道直接输送至稀磷酸净化系统的压滤工序回收利用。

产污环节: 废气: 氨水中转及储存过程会有少量氨气挥发,项目在氨水中间罐和氨水储罐顶部均设置集气管道,将含氨废气( G 1-1 )集中引入氨气吸收塔净化处理后由 DA0 03 排气筒排放; 噪声: 噪声设备主要来自氨水输送泵、氨气吸收塔循环泵、风机、冷却塔等设备。

主要变化情况: 因亚铁法制备磷酸铁产能由 8万t/a变为16万t/a,因此氨水配制增加约1倍;超级吸氨器撬氨气吸收介质由回水变为纯水;氨水中间罐和氨水储罐废气经氨气吸收塔吸收净化后,由无组织排放变为有组织排放。

2)硫酸亚铁溶液配制

硫酸亚铁溶解对水质要求较低,采用生产废水处理站回水或水处理站排放的浓水溶解 7水硫酸亚铁,溶解完成后加入氨水调节硫酸亚铁溶液pH,利用不同物质在溶液中溶解度的差异性,析出氢氧化亚铁、氢氧化钙、氢氧化镁等杂质,再采用压滤机压滤去除杂质,去除杂质后的精制硫酸亚铁溶液在亚铁浆化桶暂存,并进入后续反应工序 。硫酸亚铁溶液配制过程中严格控制氨水的投加量确保溶液 pH 控制 7.0以内,降低溶液中非离子氨的含量,控制压滤过程中氨气的挥发量。

氨气吸收塔采用 20%稀磷酸作为吸收介质,排放的吸收液经管道直接输送至稀磷酸净化系统的压滤工序回收利用。

产污环节: 废气: 氨水投入亚铁溶解桶调节 pH搅拌混合过程中会有少量氨气挥发,项目通过密闭管道将含氨废气(G 1-2 )集中引入氨气吸收塔净化处理后由 DA0 29 排气筒排放;在压滤过程中会有少量未参与反应的氨以无组织的形式挥发( WG 1-1 );硫酸亚铁浆化桶中少量未参与反应的氨在搅拌过程中挥发出来,项目通过密闭管道将含氨废气( G 1-3 )集中引入氨气吸收塔净化处理后由 DA0 34 排气筒排放;应急储罐在贮存硫酸亚铁溶液(仅在后续一次化合反应桶及其后续发生故障时临时使用,每年使用时间最长为 30天)过程中少量未参与反应的氨在贮存过程中会发出来,项目通过密闭管道将含氨废气(G 1-3.1 )集中引入氨气吸收塔净化处理后由 DA0 39 / DA0 40 排气筒排放; 固废: 该工序固体废物主要为除杂废渣( S 1-1 ),暂存在含铁废渣暂存点,定期外售综合利用; 噪声: 噪声设备主要来自溶液输送泵、压滤机、氨气吸收塔循环泵、风机等设备。

主要变化情况: 因亚铁法制备磷酸铁产能由 8万t/a变为16万t/a,该工序生产能力增大1倍,导致回用水量和氨水量增加,除杂废渣量增大。

3)稀磷酸净化

外购的稀磷酸含有一定量的杂质,尚不能满足各个工序的使用,因此需要进一步净化。净化过程主要在磷酸溶液中加入氨水调节 pH,使磷稀酸中杂质在酸氨中和反应过程中生成不同类型的非水溶性化合物形成沉淀,同时降低磷酸氢钙、磷酸钙等杂质在稀磷酸的中的溶解度,析出磷酸氢钙、磷酸钙等固相进而达到净化磷酸的目的 混合溶液再采用压滤机压滤去除杂质( 磷酸氢钙 )经过压滤控制 含水率 20%以下,在环保车间自然干燥1-2天后直接 作为副产品磷酸氢钙外售,净化后的稀磷酸暂存于稀磷酸浆化罐内暂存,并进入后续反应工序。该过程常温、常压。

稀磷酸净化过程中严格控制氨水的投加量确保溶液 pH 控制 4.0以内,降低溶液中非离子氨的含量,控制压滤过程中氨气的挥发量。

氨气吸收塔采用 20%稀磷酸作为吸收介质,排放的吸收液经管道直接输送至稀磷酸净化系统的压滤工序回收利用。

产污环节: 废气: 氨水投入 稀磷酸 净化桶调节 pH搅拌混合过程中会有少量氨气挥发,项目通过密闭管道将含氨废气(G 1-4 )集中引入氨气吸收塔净化处理后由 DA0 28 排气筒排放;在压滤过程中会有少量未参与反应的氨以无组织的形式挥发( WG 1-2 );磷酸浆化桶中少量未参与反应的氨在搅拌过程中挥发出来,项目通过密闭管道将含氨废气( G 1-5 )集中引入氨气吸收塔净化处理后由 DA0 35 排气筒排放;应急储罐在贮存净化稀磷酸(仅在后续一次化合反应桶及其后续发生故障时临时使用,每年使用时间最长为 30天)过程中少量未参与反应的氨在贮存过程中会发出来,项目通过密闭管道将含氨废气(G 1-5.1 )集中引入氨气吸收塔净化处理后由 DA0 08 / DA04 1 排气筒排放; 噪声: 噪声设备主要来自溶液输送泵、压滤机、氨气吸收塔循环泵、风机等设备。

主要变化情况: 因亚铁法制备磷酸铁产能由 8万t/a变为16万t/a,该工序生产能力增大1倍 ;通过提高压力机进料压力(由 0.6MPa 提高 1. 3 Mpa )、增加压滤时间(由 20min提高 40min)、降低滤饼厚度(由5 0mm 降低 30mm ),降低滤饼的含水率,将含水率由原来的 30%降低到20%以下,并在环保车间内设置1个800㎡的存放区,自然干燥1-2天后直接 作为副产品磷酸氢钙外售。

4)第一次化合反应

第一次化合反应在化合反应桶内进行,向反应桶内加入硫酸亚铁溶液、 20%氨水、磷酸、双氧水进行反应。化合反应原理如下:

2FeSO 4 +H 2 O 2 +2H 3 PO 4 +4 NH 3 ·H 2 0 →2FePO 4 ↓+2 (NH 4 ) 2 SO 4 +6H 2 O

双氧水的作用是将亚铁离子氧化为三价铁离子;磷酸的主要作用为在酸性条件下提供磷酸根与三价铁离子发生反应;氨水作为碱性溶液,调节化合反应桶中的 pH值,使反应桶中溶液pH值1.0~4.0,磷酸铁在该条件下溶解度降低,该部反应约有80~90%物料进行反应,该过程常压,反应温度约50℃(化合反应本身放热)。反应后物料通过管道输送至第一级压滤,滤渣(磷酸铁)通过管道送至第二次化合反应桶,滤液中含有高浓度的硫酸铵,送硫酸铵制备一次处理桶。

第一次化合反应过程中严格控制氨水的投加量确保溶液 pH 控制 4.0以内,降低溶液中非离子氨的含量,控制压滤过程中氨气的挥发量。

氨气吸收塔采用 20%稀磷酸作为吸收介质,排放的吸收液经管道直接输送至稀磷酸净化系统的压滤工序回收利用。

产污环节: 废气: 氨水中间储罐会发的少量氨气( G 1-6 )通过密闭管道集中引入氨气吸收塔净化处理后由 DA0 3 2/ DA0 3 3排气筒排放;氨水投入化合反应桶调节pH搅拌混合过程中会有少量氨气挥发,项目通过密闭管道将含氨废气(G 1-7 )集中引入氨气吸收塔净化处理后由 DA030/DA031排气筒排放;在压滤过程中会有少量未参与反应的氨以无组织的形式挥发(WG 1-3 ); 废水: 该工序废水主要为第一级压滤废水( W 1-1 ),压滤废水利用管道送至生产废水处理站进行处理; 噪声: 噪声设备主要来自溶液输送泵、氨气吸收塔循环泵、风机等设备。

主要变化情况: 因亚铁法产能由 8万t/a变为16万t/a,该工序生产能力增大1倍。

硫酸亚铁制备粗磷酸铁工艺流程图

(2)铁粉制备粗磷酸铁工艺

外购 40目铁粉,为使铁粉在反应桶中充分反应,通过加料斗将铁粉投入湿式球磨机内进行2级研磨达到80目,再通过料浆泵打入圆盘脱水机进行进行固液分离,液相(水)经收集池暂存后直接返回球磨机循环使用,固相铁粉送至电炉进行烘干,烘干后经密闭中转计量仓,再 采用密闭管道将铁粉输送至溶解反应桶,先在反应桶中加入水处理站排放的浓水,再依次将浓磷酸、铁粉按一定比例加入溶解桶中,溶解桶内 pH控制在1~4之间,直接通入蒸汽加热至60℃,让铁粉与磷酸反应生成磷酸二氢亚铁,反应原理如下:

Fe + H 3 PO 4 →Fe(H 2 PO 4 2 + H 2

反应结束后磷酸二氢亚铁溶于酸性溶液,其他钙、镁等杂质以固相形式存在于溶液中,经过两次压滤去除回收磷酸二氢亚铁溶液,滤渣(铁净化渣)外运综合利用。通过管道将磷酸二氢亚铁溶液泵至反应结晶桶,通入蒸汽和双氧水将溶液中的二价铁氧化成三价铁,高温下搅拌反应生成二水磷酸铁沉淀(结晶),反应原理如下:

Fe(H 2 PO 4 2 + H 2 O 2 →FePO 4 •2H 2 O↓+ H 2

反应后物料通过管道输送至第一级压滤,滤渣(磷酸铁)通过管道送至 共用工序 二次化合反应桶,滤液中含部分未参与反应的磷酸,返回溶解反应桶回收利用。

参与反应的各个反应桶均为微负压,反应过程中产生的氢气和铁粉投料含尘废气通过密闭管道收集后一起进入水洗喷淋塔处理后排放。

铁粉制备粗磷酸铁工艺流程图

产污环节: 废气: 球磨机投料过程中会产生少量的含尘废气( WG 2-1 ),在车间内以无组织的形式排放;电炉烘干过程中会产生少量 尘含湿废气( WG 2-2 ),采用 1套水幕除尘器净化后以无组织的形式排放;溶解反应桶 铁粉投料过程会产生少量含尘废气( G 2-1 ),经反应桶顶部密闭管道收集后采用 3套水洗喷淋塔并联喷淋洗涤净化处理后由DA001/ DA002排气筒排放(其中DA001和DA002分别对应3套并联水洗喷淋塔); 废水: 该工序废水主要为 水幕除尘器 排水( W 2-1 )和水洗喷淋塔排水( W 2- 2 ),其中水幕除尘器排水全部返回磨粉工序 作为 补充用水 水洗喷淋塔排水全部返回铁粉反应桶 作为 补充用水; 固废: 该工序固体废物主要为压滤铁净化渣( S 2-1 ),定期外运综合利用; 噪声: 噪声设备主要来自溶液输送泵、水洗喷淋塔循环泵、风机等设备。

主要变化情况: 该工序产能由 16万t/a变为8万t/a,因铁粉反应桶反应过程中有氢气产生,为确保生产安全,延长单个溶解反应桶铁粉投料时间 6个溶解反应桶,单个排气筒(对应6个溶解反应桶)废气排放时间由重新环评期间的7.2h/d延长的24h,同时将废气收集方式由集气罩改为管道密闭收集;为提高磷酸铁的生产效率和产品质量,增加了溶解除杂(去除铁净化渣)过程和蒸汽的使用;重新环评期间第一级压滤过程与硫酸亚铁制备磷酸铁工序共用,为提高磷酸的利用率,该工序的第一级压滤与硫酸亚铁制备磷酸铁工序的第一级压滤不再共用 分别设置,便于该工序回收滤液中的磷酸。

(3)磷酸铁制备共用工序

1)第二次化合反应

由于前端硫酸亚铁制备磷酸铁工序和铁粉制备磷酸铁工序反应物料未全部反应完成,需进行第二次化合反应,进一步提高成品纯度和改变磷酸铁的晶体类型。第一级压滤后的滤渣由管道导入第二次化合反应桶,依次向反应桶中加入热水(来源于 MVR蒸发系统冷凝水),搅拌的同时向反应桶中通入蒸汽加热,控制反应桶内温度在70℃左右,蒸汽采用间接(夹套)加热方式,蒸汽冷凝水由管道排出后作为第二级压滤洗涤用水。

在第二次反应结束后首先对物料进行压滤实现固液分离,再用热水(来源于 MVR蒸发系统冷凝水和第二次化合反应桶冷凝水)进行洗涤和压滤,经洗涤压滤后得到磷酸铁,用管道泵至成品车间闪蒸干燥机进行干燥。压滤过程中产生的压滤液主要成分为硫酸盐、磷酸盐等,利用管道送至生产废水处理站进行处理。

第二次化合反应过程中严格控制氨水的投加量确保溶液 pH 控制 4.0以内,降低溶液中非离子氨的含量,控制压滤过程中氨气的挥发量。

氨气吸收塔采用 20%稀磷酸作为吸收介质,排放的吸收液经管道直接输送至稀磷酸净化系统的压滤工序回收利用。

产污环节: 废气: 二次化合反应工序挥发氨气 通过密闭管道将含氨废气( G 3-1 )集中引入氨气吸收塔净化处理后由 DA0 09 / DA0 10 排气筒排放;在压滤过程中会有少量未参与反应的氨以无组织的形式挥发( WG 3-1 ); 废水: 该工序废水主要为压滤过程中产生的压滤液( W 3-1 )主要成分为硫酸盐、磷酸盐等,利用管道送至生产废水处理站进行处理。 噪声: 噪声设备主要来自溶液输送泵、压滤机、氨气吸收塔循环泵、风机等设备。

主要变化情况: 在第二次化合反应桶处增加了氨气收集和净化系统;第二级压滤洗涤用水不再使用纯水,全部使用 MVR蒸发系统冷凝水和第二次化合反应桶冷凝水。

2)闪蒸干燥

经压滤后含水率为约 65%的磷酸铁进入闪蒸干燥机进行干燥,降低磷酸铁中的含水率。 采用燃天然气直燃式热风炉(属于 闪蒸干燥机 的一部分,以天然气作为燃料)产生的烟气直接加热 窑炉烧成尾气后 进入闪蒸干燥系统,热风由入口管以切线方向进入干燥室底部的环隙(干燥室温度 400~600℃),并螺旋状上升,同时,磷酸铁物料由加料器定量加入塔内(主干燥机内),并与热风进行充分热交换,较大较湿的物料在搅拌器作用下被机械破碎,湿含量较低及颗粒度较小的物料随旋转气流一并上升,输送至旋风分离器进行气固分离,连续两级固气分离,旋风分离器收集固体物质通过物料通过密封管道输送至烘干回转窑,废气经布袋除尘器+水洗喷淋塔处理后经排气筒排放。

产污环节: 废气: 该工序废气主要为闪蒸干燥过程产生的废气( G 3-2 ,包含炉窑烧成 天然气燃烧尾气 G 3-4 )),该废气经过 5套布袋除尘器并联净化处理后合并进入1套水洗喷淋塔再次净化后由DA006/ DA0 07 排气筒排放(其中 DA006位于前驱体车间2,DA0 07 位于前驱体车间 1); 废水: 该工序废水主要为水洗喷淋塔排放的除尘废水( W 3-2 ),全部经管道直接输送至生产废水处理站进行处理; 固废: 该工序固体废物主要为布袋收尘灰( S 3-1 ),集中收集后全部进入炉窑烧成工序回收利用; 噪声: 噪声设备主要来自闪蒸干燥机、水洗喷淋塔循环泵、风机等设备。

主要变化情况: 考虑到烘干回转窑燃烧尾气温度低会对闪蒸干燥机的生产能力造成影响, 因此闪蒸干燥机新增 热风炉 加热 烘干回转窑燃烧尾气;闪蒸干燥机废气净化措施中布袋除尘器由普通布袋改为覆膜布袋,同时在废气系统增加了 1套水洗喷淋塔。

3)窑炉烧成

闪蒸干燥后的物料通过密封管道输送,烧成采用烘干回转窑进行,烘干回转窑利用天然气燃烧产生的热量间接加热炉膛,炉膛温度升至 500-800℃后,上料系统把磷酸铁粉料(二水磷酸铁)通过密闭管道输送至回转窑干燥筒体内,筒体在加热过程中匀速旋转,产品脱去结晶水后,下料端采用旋转刮料机构,把脱水的无水磷酸铁粉料收集到密闭的料仓。整个烘干过程的进料速度采用变频调速系统控制,温控系统采用PID控制。由于烘干回转窑利用天然气燃烧产生的热量间接加热烘干回转窑炉膛,所以烘干窑尾气分为两股,一股为天然气燃烧尾气、一股为炉膛内产生的含尘废气经1套布袋除尘器+水洗喷淋塔处理后经排气筒排放,天然气燃烧尾气 送入闪蒸干燥进行余热利用

产污环节: 废气: 该工序废气主要为烘干窑产生的含尘废气( G 3-3 )和 天然气燃烧尾气 G 3-4 ), 其中 烘干窑产生的含尘废气( G 3-3 )经 1套布袋除尘器 + 水洗喷淋塔处理后由 DA006/ DA0 07 排气筒排放(其中 DA006位于前驱体车间2,DA0 07 位于前驱体车间 1); 天然气燃烧尾气 G 3-4 送闪蒸干燥进行余热利用后由 DA006/ DA0 07 排气筒排放。 废水: 该工序废水主要为水洗喷淋塔排放的除尘废水( W 3-2 ),全部经管道直接输送至生产废水处理站进行处理; 磷酸铁循环冷却水系统排水 W 3- 3 全部排入磷酸铁水洗喷淋塔作为补充用水。 固废: 该工序固体废物主要为布袋收尘灰( S 3-2 ),集中收集后全部进入炉窑烧成工序回收利用; 噪声: 噪声设备主要来自回转窑、水洗喷淋塔循环泵、风机等设备。

主要变化情况: 烘干回转窑废气净化措施中布袋除尘器由普通布袋改为覆膜布袋,同时在废气系统增加了 1套水洗喷淋塔; 天然气燃烧尾气 不再进入闪蒸干燥机回收利用,通过水洗喷淋塔净化后直接排放。

4)成品包装

烧成后的磷酸铁为粉状,由气力运输系统运输至成品料仓系统,并真空包装入库。项目在前驱体车间 1和前驱体车间2分别设置5套成品料仓系统,成品料仓系统为高架式,采用气力法将物料运输至料仓。料仓系统由料仓进口、提升机、圆锥形筒仓、出口料仓漏斗、计量、控制系统等组成。各个料仓顶部均设有仓顶除尘器,且设备自带有抽风口,投料时抽风口开启,将料口产生的扬尘收集后通过各车间内集中布袋除尘器处理。

产污环节: 废气: 该工序废气主要为成品料仓进料粉尘和包装过程中的含尘废气,包装过程中的含尘废气通过密闭管道将含尘废气引入成品料仓内,成品料仓的含尘废气( WG 3-2 )经各个料仓顶部均设有仓顶除尘器净化处理后集中进入各车间内集中布袋除尘器处理后以无组织的形式在车间内排放。 固废: 该工序固体废物主要为布袋收尘灰( S 3-3 ),集中收集后全部直接进入成品料仓回收利用; 噪声: 噪声设备主要来自成品包装机和除尘风机等设备。

主要变化情况: 每个前驱体车间成品料仓系统由 6套调整为5套,含尘废气由集气罩收集改为密闭管道收集,同时由1级布袋除尘器改为2级布袋除尘器串联净化处理,另将布袋除尘器由普通布袋改为覆膜布袋。

磷酸铁锂产品制备工艺流程图

磷酸铁锂生产工艺

磷酸铁锂生产工艺主要为混合配料、研磨、喷雾干燥、烧结、气流粉碎、过筛除铁、真空包装等。其中 磷酸铁锂车间 1设有6条生产线、磷酸铁锂车间2设有4条生产线。 具体流程如下:

(1)混合配料

磷酸铁锂生产过程中配料工序在磷酸铁锂车间进行,每条生产线设置 1套料仓投料系统, 配料过程中先将磷酸铁、碳酸锂放置料仓上部,通过料仓设备内部刀具将包装袋下方割破物料下漏至料仓,暂存在料仓的物料按配方比例分别称取所需的重量进入配料罐,葡萄糖直接加入配料罐内,最后加入纯水将物料制备成浆液,通过气压泵泵入到磨砂机。

产污环节: 废气: 该工序废气主要为各个料仓和配料罐投料过程产生的含尘废气( WG 4-1 ),含尘废气 主要通过负压抽风进入 各个料仓仓顶除尘器(覆膜 布袋除尘器 )净化后在车间内以无组织的形式排放,配料罐 投料和混合过程中的无组织粉尘主要通过负压抽风进入各自 布袋除尘器(覆膜 布袋除尘器 )净化后在车间内以无组织的形式排放,料仓和配料罐收尘灰直接落入料仓内; 噪声: 噪声设备主要来自风机等设备。

主要变化情况: 两个车间的混合配料过程由间歇操作改为为连续生产,由于单条生产线生产能力有所提高, 磷酸铁锂车间 2较原环评减少了2条生产线 ,但全厂磷酸铁锂生产规模保持不变;料仓粉尘由集气罩收集改为密闭料仓顶除尘器直接净化处理,同时将布袋除尘器由普通布袋改为覆膜布袋。

(2)研磨

磨砂机采用氧化锆球进行初次研磨混合,使物料粒径 D50小于4μm,再泵入磨砂机进行二次砂磨,最后使物料粒径D50小于1μm。研磨过程需使用冰水对磨砂机进行冷却,使浆液保持低温状态以及设备处于稳定生产状态。由于研磨过程密闭且物料湿润,因此不产生粉尘。为确保磨砂机正常运行,需定期清洗磨砂机中的氧化锆球,清洗废水直接返回配料罐作为配料用水。

产污环节: 固废: 该工序固体废物主要为磨砂机内的废锆球( S 4-1 ),集中收集后由氧化锆球供应厂家回收处置; 噪声: 噪声设备主要来自成磨砂机、制冷机组等设备。

主要变化情况:未发生变化

(3)喷雾干燥

项目采用喷雾干燥机对研磨混合后的物料进行 喷雾干燥 每条生产线设置 1套喷雾干燥机。采用燃天然气直燃式热风炉(属于喷雾干燥机的一部分)产生的烟气直接加热空气形成热风 进入设备干燥器顶部空气分配器,热风呈螺旋状均匀地进入干燥室,使其温度达到 320℃。研磨完成后的料液通过泵送入喷雾干燥机塔体顶部的高速离心雾化器,通过高速气流雾化粉料,与热风并流接触干燥后形成水分含量较低的团聚粉体半成品, 干燥后的物料通过密闭管道输送进入收尘塔,通过重力大部分沉降在收尘塔内,少量同热风一起进入 布袋除尘器,收尘灰直接落入 收尘塔,干燥后的物料在通过密闭负压管道气力输送至 烧结工序高位料仓。

生产过程需使用冰水对 喷雾干燥机 进行冷却,确保设备处于稳定生产状态。

产污环节: 废气: 该工序废气主要为喷雾干燥机的含尘烟气( G 4-1 ),采用布袋除尘器净化处理后由 DA011~DA016/ DA019~DA022排气筒排放(其中DA011~DA016位于磷酸铁锂车间1,DA019~DA022位于磷酸铁锂车间2); 固废: 该工序固体废物主要为布袋收尘灰( S 4-2 ),集中收集后直接返回烧结工序回收利用; 噪声: 噪声设备主要来自喷雾干燥机、风机等设备。

主要变化情况: 由于单台设备生产能力有所提高, 磷酸铁锂车间 2较原环评减少了2条生产线,排气筒减少2根 ,但全厂磷酸铁锂生产规模保持不变;将布袋除尘器由普通布袋改为覆膜布袋。

(4)烧结

喷雾干燥物料经气流输送至烧结高位料仓( 每条生产线设有 2个 高位料仓和 2台焙烧炉,且各个料仓均配置了仓顶布袋除尘器),通过真空上料,采用密封焙烧炉(电加热)烧结产品,首先按照烧结工艺要求设置好各温区烧结温度在500-700℃,然后采用空匣钵经辊道输送线运送至自动定量装钵系统进行装料,物料定量装入匣钵,随辊道滚动带动匣钵前进从而同时完成烧结。在烧结阶段,因为要把三价铁还原成亚铁,所以将高纯氮气通入焙烧炉,制造惰性的氮气气氛来进行保护,在高温下合成LiFePO 4 产品,主要反应式如下:

24FePO 4 +12Li 2 CO 3 +C 6 H 12 O 6 →24LiFePO 4 +6H 2 O+18CO 2

烧结反应过程中产生大量的水蒸气、 CO 2 ,少量葡萄糖在高温条件下分解生成的 挥发性有机物 ,此外,由于磷酸铁锂制备物料磷酸铁、碳酸锂里面含有少量硫酸盐,硫酸盐在高温及还原剂葡萄糖等存在的条件下会部分发生分解生成二氧化硫,所以烧结废气中还含有物料中硫酸根分解产生的二氧化硫 ,烧结废气经过管道直接进入后端烟气净化装置处理后以有组织的方式发放。

物料烧结反应完成后采用水循环水夹套进行冷却和风冷两种形式,循环水采用风冷式的玻璃钢冷却塔冷却后循环使用,冷却后物料经辊道输送线运送至自动翻钵系统将匣钵内物料倒入倒钵站。

烧结废气采用布袋除尘器 +活性炭吸附净化处理,其中“活性炭吸附”的工艺为热气流(空气)再生-催化高温焚烧工艺,主要工艺流程为:

a.预处理阶段:烧结废气采用布袋除尘器+初效过滤器对废气进行预处理,降低废气中颗粒物的含量,以确保活性炭的吸附效率。

b. 活性炭吸附阶段:项目每套“活性炭吸附”设有6个活性炭箱,先用3个活性炭箱吸附除尘后废气中的有机废气,通过活性炭微孔的有机气体吸附在活性炭表面,去除废气中的有机物,抵达净化气体的作用。

c.活性炭脱附阶段: 当活性炭箱吸附接近饱和时,切换脱附风阀和吸附风阀,发起脱附风机对该活性炭箱脱附,脱附新鲜空气首要通过新风进口的换热器和电加热室进行加热,将新温空气加热到 120℃左右进入活性炭箱,活性炭受热后,活性炭吸附的溶剂蒸腾出来。

d.催化燃烧阶段:由活性炭脱附出来的废气流量小、浓度高,经过风机送入到换热器,然后进入到预热器,在电加热器的加热作用下,使气体温度提高到250-300℃左右,这时再进入催化燃烧床。促使有机废气气体在催化剂的作用下发生无焰燃烧,经燃烧被氧化为CO 2 H 2 O,并同时放出大量的热能,当气体温度再进一步升高,该高温气体再经过催化燃烧室前的换热器预热未经处理的有机气体,从换热器出来的气体再通过新风入口的换热器,对脱附新鲜空气进行加热,燃烧废气直接通过排风机引至排气筒高空排放。

活性炭吸附装置工艺流程图

产污环节: 废气: 该工序废气主要为焙烧炉烧结过程中产生的废气( G 4-2 ),其中磷酸铁锂车间 1采用布袋除尘器+ 活性炭吸附 +水洗喷淋塔的工艺 净化处理后由 DA017/DA018排气筒排放,磷酸铁锂车间2采用布袋除尘器+ 活性炭吸附的工艺 净化处理后由 DA02 3 排气筒排放;烧结料在倒钵站倒钵过程中会产生少量含尘废气( WG 4-2 ),倒钵站为密闭设备,废气经各个倒钵站设置的滤筒除尘器净化后在车间内以无组织的形式排放。 废水: 该工序废水主要为水洗喷淋塔排放的除尘废水( W 4-1 ),全部经管道直接输送至生产废水处理站进行处理; 固废: 该工序固体废物主要为布袋收尘灰( S 4-3 )、废活性炭( S 4-4 )和废匣钵( S 4-5 ),其中布袋收尘灰( S 4-3 )集中收集后全部返回倒钵站回收利用,废活性炭( S 4-4 )均暂存在危废暂存间内并委托有资质的单位清运处置,废匣钵( S 4-5 )集中收集后定期由厂家回收处置; 噪声: 噪声设备主要来自焙烧炉、风机等设备。

主要变化情况: 由于单台设备生产能力有所提高, 磷酸铁锂车间 2较原环评减少了2条生产线,排气筒减少1根 ,但全厂磷酸铁锂生产规模保持不变;根据烧结料的中转需求,在各条生产线上分别增设 1座倒钵站。

(5)气流粉碎

本项目烧结之后的物料都需要进行气流粉碎,烧结之后的物料通过气流输送至气流粉碎工序进行气碎。本项目气流粉碎采用气流磨,氮气经粉碎室周围的四只拉法尔喷嘴加速形成超音速气流,在粉碎区内,在超音速气流中被加速的物料颗粒在喷出气流的交汇点相互对撞粉碎。粉碎后的物料被上升气流送至分级区,分级轮高速旋转,合格细粉随气流送入收料仓( 4个收料仓串联,且收料仓均设置了仓顶布袋除尘器)收集,未达到细度的粗粉返回粉碎区继续粉碎,经除尘过滤后的气体 通过管道、空压机重新进入气流粉碎系统循环使用。生产系统根据氮气(收料仓出口)压力管网自动控制泄压排气,有少量 逸散气体排放在车间厂房内,最终会经车间高位换气口逸散到车间外。

产污环节: 废气: 该工序废气主要为氮气回用管网泄压排放的含尘废气( WG 4-3 ),在车间内以无组织的形式排放。 噪声: 噪声设备主要来自空压机、气流磨等设备。

主要变化情况: 收料工艺由旋风除尘器 +布袋除尘变更为4个收料仓串联,且收料仓均设置了仓顶布袋除尘器。

(6)除铁筛分

电磁除铁器、筛分机设置在气流粉碎机下方,气流粉碎收料仓的物料落入电磁除铁器、筛分机内进行除铁筛分,除去杂质铁,以保证产品磷铁比。除铁容器密闭,过筛除铁之后的物料落入包装系统高位料仓,该过程设备均密闭,工作过程中无粉尘产生。

产污环节: 固废: 该工序固体废物主要为废铁渣( S 4-6 ),集中收集后全部外售综合利用; 噪声: 噪声设备主要来自筛分机等设备。

(7)真空包装

高位料仓内粉体产品经给料机送入包装机中进行真空包装,包装设备自带布袋除尘器,包装时下料口会产生少量粉尘,通过真空泵抽走送入高位料仓,气体通过高位料仓顶部滤筒除尘器收尘后以无组织的形式排放。

产污环节: 废气: 该工序废气主要为各个高位料仓顶部滤筒除尘器净化后的含尘废气和包装时下料口无组织废气( WG 4-4 ),在车间内以无组织的形式排放。 噪声: 噪声设备主要来自真空泵、吨包装机等设备。

(1)水处理

生活用水来自园区市政生活水管网,直接供应到个用水环节(主要为办公办公生活、化验室和绿化用水);生产用水由园区生产用水管网供给,经厂内一体化净水器(处理规模为 800m 3 /h)处理后与生产废水处理站回水一起暂存在原水池内,一起进入纯水制备系统(设置7套处理规模为90m 3 /h纯水制备系统),净化后产出纯水和软水提供生产用水;其中混床树脂再生采用酸碱(盐酸和氢氧化钠)再生工艺。水处理站的工艺流程详见下图。

产污环节: 废水: 该工序废水主要为一体化净水器排水( W 5-1 )、反渗透浓水( W 5-2 )和混床树脂再生废水( W 5-3 ),其中反渗透浓水( W 5-2 主要作为亚铁溶液配置、铁粉制备磷酸铁、磷酸铁循环冷却水及各个水洗喷淋塔补充用水,不外排; 一体化净水器排水( W 5-1 )和混床树脂再生废水( W 5-3 )全部经管道直接输送至生产废水处理站进行处理; 固废: 该工序固体废物主要为废活性炭( S 5-1 )、废反渗透膜( S 5-2 )和废树脂( S 5-3 ),委托水泥窑协同处置进行处置; 噪声: 噪声设备主要来自水输送泵等设备。

(2)生产废水处理站

生产废水处理站采用 “预处理+膜处理+MVR蒸发”处理工艺处理厂区生产废水和初期雨水,其中“预处理+膜处理”设计处理规模为41000m 3 /d,MVR蒸发系统每套设计处理规模为100m 3 /h(共8套,处理规模为19200m 3 /d)。

预处理: 项目预处理工艺采用 “中和沉淀+压滤”处理工艺,生产废水和初期雨水通过管道送至一次处理桶,首先加入氨水或磷酸调节pH,再加入双氧水将废水中的亚铁离子氧化为三价铁离子,反应生成铁、钙、镁等沉淀盐,经压滤去除沉淀渣,沉淀渣定期外运处置;滤液进入二次处理桶,首先加入氨水进一步去除废水中的铁、钙、镁等沉淀盐,再加入硫酸将废水调节成中性,压滤后滤液送膜处理系统处理。 严格控制氨水的投加量确保 一次处理桶 中溶液 pH 控制 3.0以内, 一次处理桶 中溶液 pH 控制 2.0以内,降低溶液中非离子氨的含量,控制压滤过程中氨气的挥发量。

膜处理: 项目膜处理工艺采用 “陶瓷膜+三级反渗透处理+低压反渗透”处理工艺,低压反渗透出水经回用水罐收集后返回生产工序(滤布清洗和亚铁溶液配置)和水处理站回用;三级反渗透产出的浓水以硫酸根离子和铵根离子为主,通过管道送入MVR蒸发系统进一步处理。

MVR蒸发 来自三级反渗透产出的浓水首先在浓盐水储罐中加入石灰乳去除废水中的铁、镁等金属离子形成氢氧化铁、氢氧化镁等沉淀,再加入氨水调节 pH降低钙盐在废水中的溶解度去除钙离子,最后加入硫酸将废水中过量的氨进行中和,经过压滤后滤液全部进入MVR蒸发系统,通过蒸汽直接加热至90~100℃进行蒸发浓缩,随着溶液浓度的不断增加,原有的溶液平衡被打破,过饱和状态后开始析出硫酸铵晶粒,随后以晶核为中心不断长大颗粒较大的硫酸铵晶体;蒸发过程中产生的蒸汽经冷凝成冷凝水后利用管道输送到化合车间作为第二次化合反应用水及第二级压滤洗涤用水。 严格控制氨水的投加量确浓盐水 处理桶 中溶液 pH 控制 4.0-4.5之间,降低溶液中非离子氨的含量,控制压滤过程中氨气的挥发量。

MVR蒸发系统蒸发浓缩后的晶浆(硫酸铵晶体)由MVR蒸发系统自带离心机密闭条件下离心脱水后得到含水率约5%的硫酸铵结晶和含有少量的硫酸铵浓盐水,浓盐水经母液储罐收集后返回MVR蒸发再次回收溶液中的硫酸铵;硫酸铵晶体进入烘干振动流化床进行烘干处理,烘干振动流化床利用天然气燃烧产生的烟气对硫酸铵晶体直接干燥,加热温度控制在150℃左右,干燥至水分合格后暂存于硫酸铵料仓,直接包装外售。

该工序氨气吸收塔排放的稀磷酸吸收液全部经管道直接输送至稀磷酸净化系统的压滤工序回收利用。







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