在鋰電新能源、電鍍化工的生產(chǎn)場景里,硫酸鎳與硫酸銨的混合體系結(jié)晶分離,一直是行業(yè)公認(rèn)的棘手難題。很多企業(yè)直接照搬常規(guī)單鹽蒸發(fā)工藝,最后要么產(chǎn)出復(fù)鹽混晶,要么晶體粒度細(xì)、純度不達(dá)標(biāo),既浪費(fèi)物料又拖慢產(chǎn)能。青島康景輝環(huán)境科技集團(tuán)深耕蒸發(fā)結(jié)晶領(lǐng)域多年,針對這一體系的特性定制專屬工藝路線,幫眾多化工企業(yè)實(shí)現(xiàn)了高純度單鹽的穩(wěn)定回收。
行業(yè)內(nèi)早已形成共識:
硫酸鎳與硫酸銨的混合溶液,常規(guī)蒸發(fā)條件下幾乎不會直接析出單一組分晶體,反而會優(yōu)先形成藍(lán)綠色的六水合硫酸鎳銨復(fù)鹽。不少企業(yè)沒吃透這個特性,直接把混合濃溶液送入普通蒸發(fā)器蒸干,得到的是成分混雜的復(fù)鹽產(chǎn)物,既達(dá)不到電池級硫酸鎳的純度要求,也無法產(chǎn)出合格的工業(yè)級硫酸銨,物料資源化率極低。
目前工業(yè)端的主流成熟路徑,是先利用復(fù)鹽結(jié)晶實(shí)現(xiàn)初步分離:
在含Ni2+的溶液中按比例投加硫酸銨,嚴(yán)格控制兩者摩爾比不超過0.8,避免過量銨鹽直接共析,再通過-15℃低溫冷凍結(jié)晶10小時以上,利用硫酸鎳銨低溫溶解度遠(yuǎn)低于單鹽的特性,選擇性析出復(fù)鹽晶體,完成第一步的粗分離。
如果要分別得到純凈的硫酸鎳和硫酸銨,青島康景輝會針對性設(shè)計兩條定向轉(zhuǎn)化路線。針對目標(biāo)產(chǎn)物六水合硫酸鎳,采用“復(fù)鹽析出-熱解再生”工藝:先分離出復(fù)鹽晶體,在300-400℃條件下熱解得到NiO與NiSO?混合物,用稀硫酸溶解后調(diào)pH深度除雜,最后送入定制的MVR蒸發(fā)系統(tǒng),嚴(yán)格控制蒸發(fā)溫度不超過60℃,防止六水合物提前失去結(jié)晶水,后續(xù)經(jīng)冷卻結(jié)晶、冰水洗滌,就能產(chǎn)出符合電鍍級甚至電池級標(biāo)準(zhǔn)的硫酸鎳晶體。
針對硫酸銨產(chǎn)物,康景輝采用母液定向回收工藝:
復(fù)鹽結(jié)晶后的母液中含有大量剩余硫酸銨,送入間接加熱的MVR蒸發(fā)濃縮系統(tǒng),精準(zhǔn)控制溶液過飽和度,全程將物料溫度控制在100℃以內(nèi),避免硫酸銨高溫分解失氨,后續(xù)經(jīng)冷卻真空結(jié)晶、離心分離、干燥,就能得到純度合格的工業(yè)級硫酸銨產(chǎn)品,實(shí)現(xiàn)母液全量資源化。
作為山東本土蒸發(fā)結(jié)晶源頭廠,青島康景輝擁有上百種物料的工藝實(shí)測數(shù)據(jù)庫,針對硫酸鎳-硫酸銨這類復(fù)雜混合鹽體系,不會直接套用通用蒸發(fā)器模板,而是先對客戶的實(shí)際廢水/料液做小試驗(yàn)證,再定制適配的強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng),從溫差分配、過飽和度控制到防結(jié)垢流道設(shè)計全維度優(yōu)化,既解決了混晶難題,又能實(shí)現(xiàn)長期穩(wěn)定連續(xù)運(yùn)行,是鋰電、化工企業(yè)處理這類復(fù)雜鹽分離的靠譜合作伙伴。