一种FEC生产废水处理方法与流程

一种fec生产废水处理方法
技术领域
1.本发明属于环保领域，涉及一种工业废水预处理工艺，具体涉及一种锂电池电解液添加剂fec（氟代碳酸乙烯酯）生产废水的预处理工艺。


背景技术：

2.锂电池是一个新兴产业，作为新能源产业的重要组成部分，全球锂电池需求量随着应用领域的不断扩展而逐年递增。正负极材料、电解液、隔膜、膜电极是锂离子电池的关键核心技术，其中电解液由溶剂（碳酸酯产品，占比80%以上）、锂盐（六氟磷酸锂）、添加剂（vc、fec 等）三种材料配制而成。
3.随着锂离子电池的广泛应用，电解液的研究也在快速发展，在电解液中加入少量非储能物质，可以有效改善电池的某些性能，如电池的容量、循环效率、循环寿命、安全性能等，这些物质称之为添加剂。由于氟元素具有强烈的吸电子效应，有利于提高溶剂分子在碳负极表面的还原电位，优化固体电解质界面膜，改善电解液与活性材料间的相容性，进而稳定电极的电化学性能。同时有机氟系化合物的闪点都很高，提高了锂电池电解液的安全性能，fec（氟代碳酸乙烯酯）被广泛应用于锂离子电池电解液做添加剂。生产这些锂电池电解液添加剂类产品常以碳酸乙烯酯为原料，氯气或其他氯化剂氯化制得一氯碳酸乙烯酯，再用氟化剂氟化生成fec，随之就会产生含高浓度f-、cl-、fec废水，此类废水具有成分复杂、盐分高、排放不规律等特点，废水中cod浓度约4000-5000mg/l，氟离子浓度约800-1200 mg/l，氯离子浓度约为8000-11000 mg/l，如何将这一类废水的fec分解、f-、cl-处理达标，是锂电池电解液添加剂fec废水处理的痛点。
4.通过公开发表的文献资料查询，目前这一方面的研究较少，未发现相关的研究论文或相关专利报道如何处理锂电池电解液添加剂fec生产废水的方法，需自行探索处理技术。国内针对此类型废水中的f-、cl-有加naalo2、cao等药剂来去除，但fec无法分解开，fec中含有的氟无法去除，cod降解不下来，该类废水深度处理以达到cod、f-、cl-达标排放的需求将更加迫切。


技术实现要素：

5.本发明的目的是要提供一种fec生产废水处理方法，解决了此类锂电池电解液添加剂生产废水氟离子、氯离子超标的问题。
6.为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：本发明提供了一种fec生产废水处理方法，它包括：s1、向废水中投入强碱并升温、升压，升温后温度为120-160℃，升压后压力为120-160kpa；s2、减至常压后，投加naalo2粉末和ca(oh)2。
7.优选地，所述s1中投加的强碱为naoh粉末。
8.优选地，所述s2中naalo2和ca(oh)2按al
3+
、ca
2+
的摩尔比（4-6）：1投加。
6000ppm，充分搅拌1-1.5h；s4、向s3废水中投加pam溶液，投加的pam溶液浓度为1-2
‰
，投加量为300-500ppm，充分搅拌20-30min，排出沉淀物。
20.s2中引入ca
2+
是为了脱除cl-的同时脱除f-，二者之间产生共沉淀效应，更好的进行泥水分离。
21.其中，搅拌时间无特别限定，也可以是其它的搅拌时间。但是按上述搅拌时间能达到较好的效果。
22.以下通过实施例和对比例详细说明本发明的技术方案和效果。
23.下述所用废水（原水）中cod浓度约为5000mg/l，氟离子浓度约为1000 mg/l，氯离子浓度约为10000 mg/l。
24.实施例1（多次平行试验, 每个试验都做了很多次，数据采用平均值）取2l烧杯加原水1000ml，升温至120℃，升压至120kpa，投加naoh粉末5g，搅拌16h；投加naalo2粉末60g和ca(oh)2粉末15g，搅拌2h，投加5%浓度的pac溶液10ml，搅拌1h，投加2
‰
浓度的pam溶液3ml，搅拌30min，排出沉淀物后取上清液化验检测。
25.实施例2（多次平行试验）取2l烧杯加原水1000ml，升温至160℃，升压至160kpa，投加naoh粉末5g，搅拌16h；投加naalo2粉末60g和ca(oh)2粉末15g，搅拌2h，投加5%浓度的pac溶液10ml，搅拌1h，投加2
‰
浓度的pam溶液3ml，搅拌30min，排出沉淀物后取上清液化验检测。
26.实施例3（多次平行试验）取2l烧杯加原水1000ml，升温至160℃，升压至160kpa，投加naoh粉末5g，搅拌20h；投加naalo2粉末60g和ca(oh)2粉末15g，搅拌4h，投加5%浓度的pac溶液10ml，搅拌1h，投加2
‰
浓度的pam溶液3ml，搅拌30min，排出沉淀物后取上清液化验检测。
27.实施例4（多次平行试验）取2l烧杯加原水1000ml，升温至160℃，升压至160kpa，投加naoh粉末10g，搅拌20h；投加naalo2粉末80g和ca(oh)2粉末20g，搅拌4h，投加5%浓度的pac溶液10ml，搅拌1h，投加2
‰
浓度的pam溶液3ml，搅拌30min，排出沉淀物后取上清液化验检测。
28.对比例1（多次平行试验）取2l烧杯加原水1000ml，不升温，不升压，投加naoh粉末5g，搅拌16h；投加naalo2粉末60g和ca(oh)2粉末15g，搅拌2h，投加5%浓度的pac溶液10ml，搅拌1h，投加2
‰
浓度的pam溶液3ml，搅拌30min，排出沉淀物后取上清液化验检测。
29.对比例2（多次平行试验）取2l烧杯加原水1000ml，升温至80℃，不升压，投加naoh粉末10g，搅拌20h；投加naalo2粉末80g和ca(oh)2粉末20g，搅拌4h，投加5%浓度的pac溶液10ml，搅拌1h，投加2
‰
浓度的pam溶液3ml，搅拌30min，排出沉淀物后取上清液化验检测。
30.对比例3（多次平行试验）取2l烧杯加原水1000ml，升温至180℃，升压至180kpa，投加naoh粉末10g，搅拌20h；投加naalo2粉末80g和ca(oh)2粉末20g，搅拌4h，投加5%浓度的pac溶液10ml，搅拌1h，投加2
‰
浓度的pam溶液3ml，搅拌30min，排出沉淀物后取上清液化验检测。
31.其中，检测结果如下：经多次平行试验，实施例1的cod浓度约为1500 mg/l，去除率
约为70%，氟离子浓度约为100mg/l，去除率约为90%，氯离子浓度约为2500 mg/l，去除率约为75%；实施例2的cod浓度约为800 mg/l，去除率约为84%，氟离子浓度约为100 mg/l，去除率约为90%，氯离子浓度约为2500mg/l，去除率约为75%；实施例3的cod浓度约为450 mg/l，去除率约为91%，氟离子浓度约为100 mg/l，去除率约为90%，氯离子浓度约为2500 mg/l，去除率约为75%；实施例4的cod浓度约为450 mg/l，去除率约为91%，氟离子浓度约为50mg/l，去除率约为95%，氯离子浓度约为1500mg/l，去除率约为85%；对比例1的cod浓度为3500 mg/l，去除率约为30%，氟离子浓度约为500 mg/l，去除率约为50%，氯离子浓度约为2500 mg/l，去除率约为75%；对比例2的cod浓度约为1700 mg/l，去除率约为66%，氟离子浓度约为200mg/l，去除率约为80%，氯离子浓度约为1500mg/l，去除率约为85%；对比例3的cod浓度约为1200 mg/l，去除率约为76%，氟离子浓度约为150mg/l，去除率约为85%，氯离子浓度约为1500 mg/l，去除率约为85%。根据检测结果可见，在碱性条件下加温加压搅拌对fec的去除影响极大。
32.本发明的锂电池电解液溶剂生产废水预处理工艺，突破了锂电池电解液添加剂fec生产废水中fec、氟离子、氯离子难以去除的技术壁垒，可以达到cod浓度小于500ppm，氟离子浓度小于50ppm，氯离子浓度小于1500ppm的预处理工艺目的。
33.该工艺具有下列优点：本发明工艺路线简单，处理效果突出，抗冲击能力强，工艺控制参数较少，且可以量化，容易实现自动化操作，降低了日常运行的安全风险，所用药剂种类常规，运行成本低。
34.上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种fec生产废水处理方法，其特征在于，它包括：s1、向废水中投入强碱并升温、升压，升温后温度为120-160℃，升压后压力为120-160kpa；s2、减至常压后，投加naalo2粉末和ca(oh)2，naalo2和ca(oh)2按al
3+
、ca
2+
的摩尔比（4-6）：1投加，投加至使水中al
3+
、cl-比例为（6-8）：1。2.根据权利要求1所述的fec生产废水处理方法，其特征在于：所述s1中投加的强碱为naoh粉末。3.根据权利要求1所述的fec生产废水处理方法，其特征在于：所述s1和/或所述s2中还包括搅拌步骤。4.根据权利要求3所述的fec生产废水处理方法，其特征在于：所述s1中搅拌16-20h，所述s2中搅拌2-4h。5.根据权利要求1所述的fec生产废水处理方法，其特征在于，还包括：s3、向s2废水中投加pac溶液并搅拌1-1.5h；s4、向s3废水中投加pam溶液并搅拌20-30min，排出沉淀物。6.根据权利要求5所述的fec生产废水处理方法，其特征在于：所述s3中投加的pac溶液浓度为5-10%，投加量为4000-6000ppm，所述s4中投加的pam溶液浓度为1-2
‰
，投加量为300-500ppm。

技术总结
本发明涉及一种FEC生产废水处理方法，它包括：S1、向废水中投入强碱并升温、升压，升温后温度为120-160℃，升压后压力为120-160kPa；S2、减至常压后，投加NaAlO2粉末和Ca(OH)2。突破了锂电池电解液添加剂FEC生产废水中FEC、氟离子、氯离子难以去除的技术壁垒，可以达到COD浓度小于500ppm，氟离子浓度小于50ppm，氯离子浓度小于1500ppm的预处理工艺目的。浓度小于1500ppm的预处理工艺目的。浓度小于1500ppm的预处理工艺目的。


技术研发人员：阚俊 杜甫义 尹岩 李论 陈茂林
受保护的技术使用者：苏州淡林环境科技有限公司
技术研发日：2023.05.30
技术公布日：2023/9/9