Casos de aplicação

Na produção e reciclagem de materiais catódicos para baterias de iões de lítio, são geradas águas residuais mistas ricas em sulfato de sódio e sulfato de lítio. Estas águas residuais têm uma composição complexa e um elevado teor de sal, sendo que os métodos de tratamento tradicionais geralmente apenas permitem a sua eliminação como resíduo perigoso, o que não só é dispendioso, como também resulta num desperdício significativo de recursos de sódio e lítio. Face à necessidade urgente de desenvolvimento sustentável na indústria das baterias de lítio e às regulamentações ambientais cada vez mais rigorosas, um fabricante de renome de materiais para baterias de lítio encomendou à Conqinphi o projeto e a construção de uma solução de nível industrial capaz de recuperar simultaneamente sulfato de sódio e sulfato de lítio de elevada pureza a partir de águas residuais.

No processo de reciclagem de baterias de lítio e produção de material catódico, é gerado um eletrólito residual complexo e altamente corrosivo contendo lítio. Este eletrólito contém lítio, um material de elevado valor acrescentado, mas também impurezas como o alumínio e o ferro, bem como fluoretos. Os métodos de tratamento tradicionais resultam em baixas taxas de recuperação, custos elevados e são propensos à poluição secundária. Perante este desafio comum na indústria, um dos principais clientes da Conqinphi no setor da reciclagem de baterias necessitava urgentemente de um sistema dedicado capaz de remover, de forma eficiente e estável, as impurezas do eletrólito de alumínio, bem como de enriquecer e recuperar os recursos de lítio.

Com o rápido desenvolvimento da indústria das baterias de lítio, a reciclagem de eletrólitos tornou-se uma questão crucial. Os métodos tradicionais de processamento de eletrólitos sofrem de baixas taxas de recuperação de lítio, desempenho comprometido do eletrólito e elevado consumo de energia. Um grande fabricante de baterias de lítio enfrenta um estrangulamento tecnológico na reciclagem de eletrólitos e necessita urgentemente de uma solução inovadora que possa extrair lítio de forma eficiente, mantendo o desempenho do eletrólito.

Objetivos: 1. Taxa de recuperação de lítio ≥98%, com o subproduto Na₂CO₃·10H₂O a atingir o grau industrial; 2. Consumo energético total por tonelada de água ≤28 kWh, sem necessidade de reposição de vapor vivo; 3. Funcionamento contínuo do sistema ≥8.000 h/ano, com paragens para limpeza ≤4 vezes/ano; 4.º Ciclo de entrega ≤4 meses, garantia de 3 anos e assistência durante todo o ciclo de vida.

Face a este desafio, a nossa empresa concebeu, construiu e colocou em funcionamento com sucesso este sistema de cristalização por evaporação MVR de carbonato de lítio com uma capacidade de processamento de 120 toneladas/dia. Este sistema, baseado na tecnologia de recompressão mecânica de vapor (MVR), integra profundamente as propriedades físico-químicas do carbonato de lítio, alcançando um elevado grau de eficiência, relação custo-benefício e qualidade do produto em produção em grande escala, fornecendo um forte suporte técnico para o desenvolvimento sustentável do cliente.

Este fabricante de retardantes de chama bromados e fosfóricos produz anualmente 23.000 toneladas de tetrabromobisfenol A e decabromodifenil etano. O processo de produção gera 5 m³/h de solução-mãe salina altamente concentrada com uma composição complexa: NaCl 12%, Na₂SO₄ 8%, brometo de sódio 3%, borato de zinco 1%, organofosforados 0,5%, DQO 20.000 mg/L, pH 1–2. A água bruta é classificada como resíduo perigoso HW18, com um custo de eliminação terceirizado de 2.800 RMB/tonelada e um custo anual de quase 120 milhões de RMB. A empresa necessita urgentemente de uma solução abrangente para a "redução de sais mistos + utilização de recursos".

Aderindo ao conceito de economia circular de "transformar resíduos em recursos", a Kangqinfei concebeu e forneceu um sistema de cristalização por evaporação MVR de cloreto de sódio com uma capacidade de processamento de 3 toneladas/hora. Este sistema emprega a tecnologia consolidada de recompressão mecânica de vapor (MVR) e controla com precisão as características de cristalização do cloreto de sódio, obtendo com sucesso cloreto de sódio de elevada pureza e com um escoamento de efluentes próximo de zero.

Com base num profundo conhecimento das características do cloreto de cálcio, a Conqinphi concebeu e construiu um sistema de evaporação e concentração por circulação forçada MVR de 2 toneladas/hora para o cliente. Esta solução utiliza a tecnologia de recompressão mecânica de vapor (MVR) como princípio fundamental, combinada com projetos especiais anti-incrustantes e anticorrosivos, concentrando com sucesso a solução de cloreto de cálcio de baixa concentração para uma alta concentração, estabelecendo uma base sólida para a utilização subsequente do recurso.

Com o objectivo de resolver os principais problemas do cliente, a Conqinphi personalizou um sistema de cristalização por evaporação MVR de sulfato de amónio com uma capacidade de 2 toneladas/hora. O núcleo desta solução reside na utilização da tecnologia MVR (Recompressão Mecânica de Vapor), um processo avançado que permite o tratamento eficiente das águas residuais e a recuperação de recursos de forma económica, ecológica e com baixo consumo energético.

O sistema de evaporação e cristalização de triplo efeito para águas residuais de CBS, com uma capacidade de 15 t/h, foi especificamente concebido para o tratamento de efluentes da produção de CBS (N-cicloexil-2-benzotiazol sulfenamida), um acelerador de borracha. Uma única unidade tem uma capacidade de evaporação de 15 t/h (360 t/d), empregando um processo de "circulação forçada de fluxo cruzado de triplo efeito + cristalização em estágios com DTB". O consumo de vapor é ≤0,24 t/t de água, sendo que o Na₂SO₄ anidro obtido como subproduto apresenta uma pureza ≥99% e uma brancura ≥88, podendo ser fornecido diretamente às empresas de produção de soda cáustica por membrana de permuta iónica, possibilitando a eliminação nula de efluentes de CBS e a utilização de um elevado valor acrescentado dos recursos salinos.

A Conqinphi concebeu um evaporador de triplo efeito de 300 t/d para este cliente, adequado para águas residuais de processos mistos envolvendo os aceleradores M, DM, CZ e NS. A capacidade de evaporação projetada é de 12,5 t/h, empregando um processo de "circulação forçada de fluxo cruzado de triplo efeito + cristalização DTB a baixa temperatura". O consumo de vapor é ≤0,26 t/t de água e a pureza do subproduto Na₂SO₄ ou NaCl é ≥98,5%, ajudando o cliente a atingir os objetivos de "descarte zero" e recuperação de recursos.

Este sistema é um equipamento de suporte para uma linha de produção de RD (2,2,4-trimetil-1,2-di-hidroquinolina) recentemente construída, com uma capacidade de 30.000 toneladas/ano, pertencente a um grupo de aditivos para borracha. A capacidade de processamento projetada é de 3.500 t/d (145 t/h). O sistema adota um processo integrado de "circulação forçada de triplo efeito + cristalização fracionada de DTB + enriquecimento e incineração da solução-mãe", com consumo de vapor ≤0,25 t/t de água, pureza de Na₂SO₄ ≥99%, recuperação do poder calorífico do resíduo de RD e descarga zero de efluentes, tornando-se a maior unidade de tratamento de efluentes de RD com descarga zero do mundo.

O evaporador de cloreto de sódio de triplo efeito de 10 t/h é um sistema de evaporação contínua desenvolvido especificamente pela Conqinphi para a indústria de aditivos para borracha. É adequado para o licor-mãe com alto teor de NaCl gerado durante a produção dos aceleradores M, DM e NS. O sistema tem uma capacidade de evaporação de 10 t/h (240 t/d) e emprega um processo de "fluxo cruzado de triplo efeito + circulação forçada + cristalização DTB". O consumo de vapor é ≤0,25 t/t de água, a pureza do cristal de NaCl é ≥99% e a brancura é ≥85, tornando-o diretamente utilizável como matéria-prima para soda cáustica de membrana de permuta iónica.

Enquadramento do Projeto: Esta empresa agroquímica está a construir uma nova fábrica de piraclostrobina com uma capacidade de 30.000 toneladas/ano, gerando 8 toneladas/hora de efluente salino como subproduto. A composição do efluente é: Na₂SO₄ 15%, NaCl 12%, DQOcr 800 mg/L.

Na indústria química de pigmentos, o tratamento de efluentes salinos sempre foi um aspeto crucial da proteção ambiental e da reciclagem de recursos para as empresas. Uma empresa de pigmentos químicos de renome, especializada na produção de pigmentos orgânicos de alta qualidade, como os pigmentos azo e ftalocianina, tem uma capacidade de produção anual de 30.000 toneladas. Durante o seu processo produtivo, gera diariamente uma grande quantidade de efluentes com cloreto de sódio, com concentrações que variam entre os 8% e os 15%.

Com base no preço do vapor de 180 yuans/t e no preço da eletricidade de 0,65 yuans/kWh, o compressor de quatro efeitos poupa anualmente aproximadamente 11 milhões de yuans em custos de vapor; a utilização de sais diversos gera uma poupança adicional de 9 milhões de yuans anuais. A redução de carbono por tonelada de água é de 0,32 tCO₂, resultando numa redução total anual de emissões de 48.000 toneladas.

O sistema de cristalização por evaporação MVR de sulfato de sódio e sulfato de lítio de 10 t/h representa mais um marco para a nossa empresa na área da "eliminação zero" de resíduos líquidos com alto teor de sal em materiais funcionais de terras raras.