本發明涉及電池生產，尤其涉及一種循環濃縮裝置及其應用。

背景技術：

1、磷酸鐵鋰是一種重要的電池正極材料。隨著電動汽車行業的快速發展，磷酸鐵鋰的市場需求逐步增加。磷酸鐵作為磷酸鐵鋰合成的前驅體之一，其品質對磷酸鐵鋰的性能有著重要影響。

2、典型的磷酸鐵的生產工藝為：硫酸亞鐵溶液、雙氧水、磷酸一銨溶液在反應釜中反應得到沉淀物,對沉淀物進行洗滌除雜，得到磷酸鐵沉淀；洗滌后的磷酸鐵經再漿、陳化后，再次進行洗滌，經過干燥后便得到產品磷酸鐵。

3、在此過程中，需要對磷酸鐵反應料漿進行壓榨，排出反應母液，并對形成的濾餅進行兩次洗滌。因此，磷酸鐵生產過程將排出大量母液及漂洗水。母液及洗水中含有磷酸根、氫離子，以及錳、鎂、鈣、鐵、鋁等金屬離子。

4、這些母液和漂洗水排入廢水處理工段后，采用加藥+中和攪拌槽反應+高密度澄清池+濾池+超濾的預處理工藝，之后的超濾產水進入反滲透工藝，反滲透產水再經深度處理后，返回磷酸鐵生產工藝，對產品進行沖洗。

5、當前常用于磷酸鐵生產母液及洗水預處理的加藥+中和攪拌槽反應+高密度澄清池+濾池+超濾的預處理工藝路線，具有以下缺點：

6、1、攪拌槽反應混合效率低，需要更大的反應體積，及更高的氨水投量；

7、2、母液、洗水與氨水直接反應，反應體系中沒有凝結核，導致生成的磷酸錳、磷酸銨鎂、磷酸鐵、磷酸鈣顆粒微小，沉淀效果差，沉淀形成的泥漿流動性差，易導致高密度澄清池堵塞；

8、3、高密度澄清池、濾池處理水的負荷小，導致水處理構筑物占地面積大。

9、同時，在磷酸鐵的生產過程中，還需要對磷酸鐵進行兩次洗滌。洗滌的效果對磷酸鐵產品的純度、品質有著重要影響。目前對于磷酸鐵的過濾、洗滌通常利用板框壓濾機進行。利用板框壓濾機對磷酸鐵漿料過濾，隨后向濾板內注入純水，對濾餅進行洗滌。目前洗滌方式存在的主要問題有：

10、1、采用板框式壓濾機對濾餅進行洗滌，可能會由于中間短流或清洗水流不均勻等問題，使鐵產品洗滌不徹底。現有的磷酸鐵濾餅在洗滌過后,濾餅中仍會含有少量雜質，影響磷酸鐵的品質；

11、2、利用板框壓濾機進行洗滌操作復雜，存在間歇運行、操作勞動強度大等問題。

12、3、采用板框壓濾機進行洗滌，存在磷酸鐵顆粒穿濾造成產品損失和漂洗廢水濁度增加等問題。

13、4、磷酸鐵產品顆粒的粒徑一般分布在幾百納米到幾微米之間，這些微粒在板框壓濾機中處于壓實狀態，清洗難度大，為清洗達標，必然需要使用大量高溫純水，對應所需處理的洗水量也很高，使得磷酸鐵的生產成本提高。

14、5、人工操作復雜，兩次洗滌過程中需要進行再漿壓濾與人工打板卸料。

15、目前，磷酸鐵生產母液及洗水的預處理以及對磷酸鐵產品的清洗需要兩組不同的設備，提高了生產成本。

技術實現思路

1、本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發明實施例提供一種循環濃縮裝置及其應用，可用于磷酸鐵生產母液及洗水的預處理，還可用于對磷酸鐵產品的清洗，降低生產成本。

2、本發明第一方面實施例提出一種循環濃縮裝置，包括：攪拌槽、循環濃縮槽與錯流過濾膜機構，所述攪拌槽具有第一進料口、第二進料口與出料口，攪拌槽內設有第一攪拌裝置；所述循環濃縮槽具有進料口、循環進料口與出料口，循環濃縮槽的第一進料口與攪拌槽的出料口相連，循環濃縮槽內設有第二攪拌裝置；所述錯流過濾膜機構具有進料口、出水口與出料口，循環濃縮槽的出料口分別與錯流過濾膜機構的進料口和攪拌槽的進料口相連，循環濃縮槽連接有濃縮液排出閥，錯流過濾膜機構的出料口與循環濃縮槽的循環進料口相連。

3、在一些實施例中，所述錯流過濾膜機構包括微濾膜。

4、在一些實施例中，所述攪拌槽的進料口通過管路連接提升泵，提升泵的內部具有用于混料的葉輪。

5、在一些實施例中，所述循環濃縮槽的出料口連接濃縮液循環泵。

6、在一些實施例中，所述循環濃縮槽的出料口通過第一管路連接攪拌槽的進料口，循環濃縮槽的出料口通過第二管路連接錯流過濾膜機構的進料口，第一管路上連接有第一調節閥，第二管路上連接有第二調節閥，循環濃縮槽連接有濃縮液排出閥。

7、在一些實施例中，所述循環濃縮槽內設有曝氣裝置。

8、在一些實施例中，所述循環濃縮裝置還包括反沖洗裝置，反沖洗裝置對錯流過濾膜機構中的過濾膜進行反沖洗。

9、在一些實施例中，所述循環濃縮裝置還包括化學清洗裝置，所述化學清洗裝置對錯流過濾膜機構中的過濾膜進行化學清洗。

10、本發明第二方面實施例提出一種上述的循環濃縮裝置在磷酸鐵母液預處理中的應用，包括如下步驟：

11、磷酸鐵母液與氨水經過提升泵的混合后，通入攪拌槽內進行反應，生成反應料液；將反應料液通入循環濃縮槽內，與錯流過濾膜機構過濾后的濃縮液混合，形成反應料液循環濃縮液；將其中一部分反應料液循環濃縮液返回至提升泵，與磷酸鐵母液和氨水混合后，共同通入至攪拌槽內，其余部分的反應料液循環濃縮液通入錯流過濾膜機構進行循環濃縮，將反應料液循環濃縮液中的淡水排出并通入反滲透系統中，反滲透產水再經深度處理后，回用于磷酸鐵生產系統中，用于對磷酸鐵產品的沖洗；過濾去除部分水后的反應料液循環濃縮液再次回到循環濃縮槽內，與料液混合，往復循環，磷酸鐵母液的反應料液循環濃縮液的濃度逐步提升，待提升至一定濃度時，部分排出循環濃縮槽。

12、本發明第三方面實施例提出一種上述的循環濃縮裝置在磷酸鐵產品清洗中的應用，包括如下步驟：

13、將待清洗的磷酸鐵產品或中間產品與洗滌水通入循環濃縮槽中，進行攪拌洗滌及曝氣洗滌，形成循環水洗漿料；將循環水洗漿料通入錯流過濾膜機構進行循環過濾，將循環水洗漿料中的部分洗滌水與可溶性雜質排出；濾除部分洗滌水與可溶性雜質的循環水洗漿料再次回到循環濃縮槽內，與新加入循環濃縮槽的洗滌水混合，往復循環，直至排出的洗滌水的電導率低于設定值后，則完成清洗，清洗好的磷酸鐵產品或中間產品排出至后續工段。

技術特征：

1.一種循環濃縮裝置，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的循環濃縮裝置，其特征在于，所述錯流過濾膜機構包括微濾膜。

3.根據權利要求1所述的循環濃縮裝置，其特征在于，所述攪拌槽的進料口通過管路連接提升泵，所述提升泵的內部具有用于混料的葉輪。

4.根據權利要求1所述的循環濃縮裝置，其特征在于，所述循環濃縮槽的出料口連接濃縮液循環泵。

5.根據權利要求1所述的循環濃縮裝置，其特征在于，所述循環濃縮槽的出料口通過第一管路連接所述攪拌槽的進料口，所述循環濃縮槽的出料口通過第二管路連接所述錯流過濾膜機構的進料口，所述第一管路上連接有第一調節閥，所述第二管路上連接有第二調節閥。

6.根據權利要求1所述的循環濃縮裝置，其特征在于，所述循環濃縮槽內設有曝氣裝置。

7.根據權利要求1所述的循環濃縮裝置，其特征在于，還包括反沖洗裝置，所述反沖洗裝置對所述錯流過濾膜機構中的過濾膜進行反沖洗。

8.根據權利要求1所述的循環濃縮裝置，其特征在于，還包括化學清洗裝置，所述化學清洗裝置對所述錯流過濾膜機構中的過濾膜進行化學清洗。

9.一種權利要求1-8任一項所述的循環濃縮裝置在磷酸鐵母液預處理中的應用，其特征在于，包括如下步驟：

10.一種權利要求1-8任一項所述的循環濃縮裝置在磷酸鐵產品清洗中的應用，其特征在于，包括如下步驟：

技術總結
本發明提出一種循環濃縮裝置，包括攪拌槽、循環濃縮槽與錯流過濾膜機構，循環濃縮槽的進料口與攪拌槽的出料口相連，循環濃縮槽的出料口分別與錯流過濾膜機構的進料口和攪拌槽的進料口相連，錯流過濾膜機構的出料口與循環濃縮槽的循環進料口相連。本發明可用于磷酸鐵母液的預處理，縮短工藝流程，減少占地，降低設備故障率。本發明也可用于磷酸鐵產品的清洗，洗滌水與磷酸鐵產品或中間產品完全混合，充分接觸，清洗徹底，得到雜質離子符合要求的磷酸鐵漿料，可節約用水量，實現全自動運行，節省人工，操作簡單。本發明實現一套設備有兩種用途，降低生產成本。

技術研發人員：王欣,陳宋璇,孫文亮,于淼,曹迪,郭紅兵
受保護的技術使用者：中國恩菲工程技術有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28