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离子交换树脂在锂电废水及母液除铊的优势

锂电生产(尤其是正极材料,如磷酸铁锂、三元材料的生产)过程中,其原料、中间产物或废水中常含有微量但毒性极强的铊(Tl),

锂电生产(尤其是正极材料,如磷酸铁锂、三元材料的生产)过程中,其原料、中间产物或废水中常含有微量但毒性极强的铊(Tl),主要以一价铊(Tl⁺) 和三价铊(Tl³⁺) 的形式存在。三价铊的毒性和稳定性通常高于一价铊。

铊(Tl)并非电池生产的故意添加物,而是作为一种杂质元素,天然存在于制造锂离子电池正极材料(如磷酸铁锂、三元材料 NCM/NCA)的矿石原料(如锂辉石、钴矿、锰矿等)中。因此在生产过程中,铊会通过以下途径进入废水和母液:

1.原料提纯过程:矿石的酸浸、净化等工序会将铊溶出。

2.合成与洗涤过程:正极材料合成反应后,洗涤产品会产生大量含铊废水。

3.母液:萃取、结晶、沉淀等分离纯化步骤中产生的循环母液,由于不断浓缩,铊含量可能极高。

铊污染的严峻挑战

1.极高毒性:铊是剧毒重金属,其毒性远高于铅、汞、镉。对人体有强致癌、致畸作用,主要损害神经系统、消化系统和肾脏。

2.极严的排放标准:中国《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)中规定,总铊的排放限值为 < 5 μg/L。但很多地方执行更严格的标准,特别是工业园区和重点流域(如湖南省等地标),要求 < 0.1 μg/L 甚至更低。这对处理技术提出了极高要求。

3.复杂的赋存形态:废水中铊主要以一价铊(Tl⁺) 和三价铊(Tl³⁺) 存在。

Tl⁺:性质稳定,与水中的钾(K⁺)、铵根(NH₄⁺)离子相似,不易形成沉淀,去除难度极大。

Tl³⁺:活性强,易水解生成沉淀或与羟基、氯离子等配位,相对易于去除。

4.水质复杂:锂电废水通常具有“三高”特点:

高盐分:含有高浓度的硫酸根、氯离子、钠盐等,会干扰处理过程。

高COD:含有有机物(如溶剂、粘结剂残留),会与铊竞争氧化剂和吸附位点。

多重金属共存:常含有镍、钴、锰、锂等多种金属离子,增加了选择性分离的难度。

离子交换树脂除铊是一种深度处理技术,特别适用于处理经过预处理后的低浓度含铊废水,以确保出水稳定达到极其严格的排放标准(如 < 0.1 μg/L)。

Tulsimer®CH-Tl7 是一款含有对铊有极强的螯合吸附官能团的聚苯乙烯共聚物架构的非常耐用的大孔型树脂。

Tulsimer®CH-Tl7 通过形成极稳定的铊选择性官能团来选择性去除铊金属。此树脂在广泛的 PH(0-14)范围内都是稳定的可靠的,并且它们的离子形态几乎不影响树脂的吸附 能力。由于其对铊有极强的螯合作用,因此即是高盐条件下,也具有极高的处理精度(< 1ppb)。且该树脂对铊有很高的吸附容量,大约 100g/L。所以该树脂广泛应用于锂业及其他有色金属废水及溶液除铊,半导体废水除铊等。

Tulsimer®CH-Tl7 很容易用盐酸或者硫酸再生。

优势:

1.高效去除,稳定达标:经工程应用验证,该树脂对铊的去除能力突出,尤其耐受锂电行业典型高盐水质(如碳酸氢锂、硫酸锂、硫酸镁等)及较高pH环境(不受氢氧根干扰),产水铊浓度可稳定控制在0.1μg/L以内,显著优于行业严苛的排放限值(如《无机化学工业污染物排放标准》GB 31573-2015规定的总铊≤5μg/L),为企业提供可靠的达标保障。

2.吸附容量大,周期更长:树脂饱和吸附容量达100g/L,较传统吸附材料提升数倍,有效延长了吸附周期,减少再生频率。

3.运行成本优化:因吸附周期长、再生效率高,仅需少量酸碱用于树脂再生,大幅降低了药剂消耗成本;同时避免了传统工艺中过量加药导致的资源浪费,综合运行成本显著低于行业平均水平。

4.智能适配,操作便捷:配套的自动化控制系统可实时监测进水水质,动态调节运行参数,确保处理过程稳定可控,降低人工干预成本。