Sistema MVR para la separación y purificación de sulfato de sodio y sulfato de litio de aguas residuales de baterías de litio con una capacidad de procesamiento de 10 t/h

En la producción y el reciclaje de materiales para cátodos de baterías de iones de litio, se generan aguas residuales mixtas ricas en sulfato de sodio y sulfato de litio. Estas aguas residuales tienen una composición compleja y un alto contenido de sal, y los métodos de tratamiento tradicionales a menudo solo permiten su eliminación como residuo peligroso, lo que no solo resulta costoso, sino que también supone un desperdicio significativo de recursos de sodio y litio. Ante la urgente necesidad de un desarrollo sostenible en la industria de las baterías de litio y las regulaciones ambientales cada vez más estrictas, un reconocido fabricante de materiales para baterías de litio encargó a Conqinphi el diseño y la construcción de una solución de grado industrial capaz de recuperar simultáneamente sulfato de sodio y sulfato de litio de alta pureza de las aguas residuales.

Ventajas del sistema I.Core

1.Diseño de procesos

Basándose en la teoría del equilibrio de fases del sistema ternario sulfato de sodio-sulfato de litio-agua, Conqinphi desarrolló un proceso único de "separación térmica". Mediante el control preciso de la curva de temperatura de evaporación y la trayectoria de cristalización, el sistema guía la precipitación saturada de sulfato de sodio y sulfato de litio en diferentes etapas, resolviendo así el problema de la separación de dos sales iónicas comunes.

2. Tecnología de acoplamiento de cristalización multietapa

El sistema combina de forma innovadora la cristalización por evaporación con la cristalización por enfriamiento. Primero, se logra la separación por cristalización preferencial del sulfato de sodio en la zona de alta temperatura, seguida de la cristalización direccional del sulfato de litio mediante enfriamiento controlado por temperatura. Esta estrategia de cristalización gradual garantiza la producción de alta pureza de ambos productos.

3. Sistema de control de concentración dinámica: equipado con un medidor de densidad en línea, un medidor de conductividad y un analizador químico, el sistema monitorea los cambios en la composición del sistema en tiempo real y ajusta automáticamente la intensidad de evaporación y la tasa de enfriamiento para garantizar que el sistema siempre funcione dentro del rango de separación óptimo, previniendo eficazmente los fenómenos eutécticos.

4. Unidad de Procesamiento de Refinamiento de Producto: Las tecnologías de procesamiento posteriores están diseñadas para abordar las diferentes características de las dos sales: el sulfato de sodio se deshidrata a alta temperatura para obtener un producto anhidro; el sulfato de litio se purifica mediante recristalización para obtener un producto apto para baterías. Este proceso de refinamiento diferenciado aumenta significativamente el valor de mercado de los productos.

5. Mecanismo antieutéctico inteligente: el sistema incorpora algoritmos de inteligencia artificial que utilizan el aprendizaje automático de datos operativos históricos para predecir y evitar de forma proactiva las regiones eutécticas, ajustando automáticamente los parámetros operativos para garantizar la optimización continua de la eficiencia de separación.

II. Aspectos destacados de la innovación tecnológica

1. Tecnología de cristalización dirigida: al agregar agentes directores de cristal específicos, se controla que el sulfato de litio precipite en una forma de cristal específica, lo que mejora significativamente la pureza del producto y la calidad del cristal.

2. Circuito de purificación de licor madre: se configura una unidad de purificación de licor madre dedicada para controlar eficazmente la acumulación de impurezas y garantizar el funcionamiento estable del sistema a largo plazo.

3. Utilización de la cascada de energía: el calor latente de vaporización se utiliza de forma innovadora para los procesos de secado posteriores para maximizar la utilización de energía.

4.Sistema de limpieza en línea: Los esquemas de limpieza están diseñados para diferentes etapas de cristalización para garantizar que cada unidad mantenga siempre condiciones óptimas de funcionamiento.

III. Logros del proyecto y creación de valor

Desde su puesta en marcha, el sistema ha logrado resultados significativos:

1. Beneficios de la recuperación de recursos: Recuperación anual de 3.000 toneladas de sulfato de litio de grado batería y 8.000 toneladas de sulfato de sodio anhidro de grado industrial, transformando un centro de costos de tratamiento de aguas residuales en un centro de ganancias.

2. Beneficios ambientales: Lograr una descarga de aguas residuales cercana a cero, reduciendo la generación de residuos peligrosos en aproximadamente 12.000 toneladas al año.

3. Valor del producto: Los productos de sulfato de litio cumplen con los estándares de grado de batería y el sulfato de sodio cumple con los estándares industriales de primera clase, lo que aumenta significativamente el valor del producto.

4. Eficiencia operativa: El sistema está altamente automatizado, requiere sólo dos operadores por turno y reduce los costos operativos generales en un 40% en comparación con los métodos tradicionales.

IV. Perspectivas tecnológicas:

La exitosa implementación de este proyecto establece un nuevo referente tecnológico para el aprovechamiento de aguas residuales en la industria de baterías de litio. Conqinphi está optimizando aún más esta tecnología y planea extenderla a escenarios de separación en otros sistemas de sales mixtas, brindando un sólido soporte técnico para promover el desarrollo verde y sostenible de la nueva industria energética.