隨著新能源產業的快速發展，鋰離子電池憑借能量密度高、自放電低、循環壽命長等優勢，已廣泛應用于電子設備、電動汽車等領域。作為鋰電池核心組成部分的三元正極材料，其前驅體生產過程中會產生含鎳、鈷等有價金屬的工業廢水。

　　在 “缺芯貴電” 的行業背景下，鎳鈷原材料價格持續攀升，如何高效處理這類廢水、實現有價金屬回收，成為新能源企業降本增效與環保達標的關鍵課題。

　　行業痛點：傳統工藝的局限與回收需求升級

　　三元前驅體的制備多采用共沉淀法，過程中會產生含有鎳、鈷離子，且伴隨高鹽、高銨根的工業廢水。

　　這類廢水若直接排放，不僅造成有價金屬資源浪費，還可能帶來環境風險;而傳統處理工藝往往存在明顯短板：

　　1.化學沉淀法雖操作簡便，但會產生大量污泥，出水難以直接達標，后續濃縮處理進一步增加成本;

　　2.吸附法工程化應用成熟度不足;

　　3.膜分離法雖效率較高，但在高鹽體系下的穩定性與運維成本仍有待優化。

　　在此背景下，離子交換法憑借分離效果好、反應速度快、原材料易獲取等優勢，成為鎳鈷回收的優選方向。

　　但常規離子交換技術在三元前驅體廢水處理中面臨瓶頸 —— 高濃度的鈉、銨根離子會與鎳鈷離子競爭吸附位點，導致普通樹脂的選擇性大幅下降，不僅回收效率低，還易造成樹脂污染，影響系統長期穩定運行。

　　科海思基于多年水處理技術積累，推出的 Tulsimer 螯合樹脂專屬方案，能夠精準破解高鹽高銨根體系的回收難題。

　　技術解析：Tulsimer 螯合樹脂的核心優勢與工藝設計

　　1.精準選型：適配高鹽高銨根體系的專用樹脂

　　科海思團隊針對三元前驅體廢水的回收難題開展專項技術研究，相關成果以《三元前驅體應用 Tulsimer 螯合樹脂回收鎳鈷技術研究》為題發表于《山東化工》期刊(DOI:10.19319/j.cnki.issn.1008-021x.2023.08.014)，為該技術的工程化落地提供了堅實的學術支撐。

　　針對三元前驅體廢水高鹽、高銨根的水質特點，科海思選用 Tulsimer?CH-90Na 螯合樹脂作為核心吸附材料。該樹脂以亞氨基二乙酸為官能團，對鎳、鈷離子具有極強的螯合選擇性，即便在高濃度鈉、銨根離子存在的情況下，仍能精準捕捉目標金屬離子，完全規避其他陽離子的干擾，從根源上解決了常規樹脂 “選擇性差、易污染” 的痛點。

　　樹脂的關鍵性能參數均經過工程驗證：總交換容量達 2.0mmol/mL，吸附容量可達到 30g/L，pH 適用范圍廣(除鎳最優 pH 3-5)，且不溶于常見溶劑，化學穩定性強，為長期穩定運行提供保障。

　　2.科學工藝：全流程保障處理效果與系統穩定

　　科海思設計的完整處理流程為：脫碳塔→多介質過濾器→活性炭過濾器→螯合樹脂回收系統，各環節協同作用，兼顧處理效率與系統壽命，其中核心工藝環節拆解如下：

　　(1)預處理：去除有機物，守護樹脂長效運行

　　前驅體生產中使用的萃取劑(如 P204、P507)會殘留于廢水中，導致 COD 升高、油脂超標，若直接進入樹脂系統易造成污堵，縮短樹脂使用壽命。科海思選用高性能椰殼活性炭作為預處理核心材料(碘值 1000mg/g，比表面積 1000-1500m2/g)，通過分子間作用力高效吸附有機物與油脂。

　　工程數據顯示，預處理后 COD 可從 1000-2000mg/L 降至 200mg/L 以下，油脂含量從 85mg/L 左右降至 10mg/L 以下，為后續樹脂系統筑牢 “防護墻”。

　　(2)核心吸附：精準捕捉鎳鈷，穩定達標排放

　　經過預處理的廢水進入螯合樹脂交換系統，Tulsimer?CH-90Na 樹脂憑借亞氨基二乙酸官能團的強螯合作用，精準鎖定鎳、鈷離子，不受高鹽高銨根干擾。

　　系統采用 “三級串聯 + 三串一備” 的設計，通過旋轉木馬式交替運行，既保證樹脂的有效吸附容量，又確保出水水質持續穩定。同時，該設計可避免重金屬鹽在后續蒸發設備中板結，進一步保障整體工藝的流暢性。

　　(3)再生資源化：樹脂循環利用，有價金屬回收再利用

　　樹脂吸附飽和后，采用 5-8% 的硫酸作為再生劑，以 3-4BV/h 的流速進行再生，每升樹脂消耗濃硫酸 120-150g。再生過程中，鎳、鈷離子被高效解吸，形成高濃度的硫酸鈷、硫酸鎳再生液，濃度穩定且滿足資源化回收要求，可直接重返生產環節。

　　再生后經堿洗轉型與清水清洗(清洗終點 pH 4-5)，樹脂可完全恢復吸附性能，實現循環使用，既降低運行成本，又達成 “廢水處理 - 資源回收” 的閉環。多次再生后的濃度數據如下：

　　再生液濃度折線圖：五次再生后，鎳鈷濃度仍保持穩定水平，驗證樹脂再生性能可靠

　　應用成效：工程驗證的穩定與高效

　　某鋰電新材料企業的工程實例，充分驗證了該技術的實際應用價值。該企業廢水原水條件為：鈷離子濃度 60-120mg/L，鎳離子濃度 50mg/L，銨根濃度 25g/L，碳酸氫根濃度 40g/L。

　　采用科海思上述工藝處理后，運行效果如下所示：

　　數據直觀顯示，產水鎳鈷離子濃度均低于 0.1mg/L，遠優于相關排放標準

　　除此之外，該系統還實現了三大核心成效：

　　——出水鎳鈷離子濃度均降至 0.1mg/L 以下，滿足環保排放與后續資源化要求;

　　——系統自 2021 年年中投入運行，已連續穩定運行兩年，期間未出現樹脂污堵、處理效率下降等問題;

　　——回收的鎳、鈷資源重返生產環節，實現了 “廢水處理 - 資源回收” 的良性循環，為企業降低了原材料采購成本。

　　以技術賦能綠色循環發展

　　在新能源產業追求可持續發展的當下，廢水處理與資源回收已成為企業核心競爭力的重要組成部分。科海思 Tulsimer 螯合樹脂回收技術，憑借 “高選擇性適配高鹽高銨根體系、吸附容量大、運行穩定” 的核心優勢，且科海思技術團隊的相關研究成果已在《山東化工》期刊發表，為三元前驅體企業提供了兼顧環保達標與經濟收益的可靠解決方案。

　　未來，科海思將持續深耕水處理與資源回收領域，依托專業的技術研發與工程實踐經驗，為更多行業客戶提供定制化解決方案，助力產業綠色升級與資源循環利用。

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