磷酸铁锂是一种锂离子电池正极材料，磷酸铁锂主流生产工艺是以磷酸铁为原料。近年来，随着新能源汽车行业高速发展，带动上游磷酸铁锂及磷酸铁产能快速增加。磷酸铁是一种由铁源和磷源生产的盐类，是新能源正极材料磷酸铁锂的前驱体。磷酸铁生产过程中废水产量大，母液浓度高，处理难度较大。如何高效解决磷酸铁生产废水，成为磷酸铁生产企业关注的焦点。

一、铵法磷酸铁生产工艺流程

磷酸铁主流工艺：“硫酸亚铁+磷酸一铵”、“铁块+磷酸”

工业化生产磷酸铁的方式主要有两种：A、通过使用磷酸盐与硫酸亚铁反应制备磷酸铁，常用磷酸盐主要为磷酸一铵（磷酸二氢铵）和磷酸二铵（磷酸氢二铵），主流磷酸盐为磷酸一铵。B、通过使用净化磷酸（可热法或湿法）使之与硫酸亚铁反应制备磷酸铁。可分别归类为“硫酸亚铁+磷酸一铵”、“铁块+磷酸”工艺。“硫酸亚铁+磷酸一铵”产生大量的硫酸铵废水。

二、废水处理排放标准及产品要求

磷酸铁工厂废水排放标准主要由工厂排水条件决定。有些磷酸铁工厂废水要求零排放，所有废水需回收利用。有些磷酸铁工厂下游存在污水处理厂时，其部分指标排放标准可按照《无机化学工业污染物排放标准》(GB31573-2015)中间接排放标准。主要控制指标如下：PH6-9,悬浮物100mg/L,C0D,200mg/L,氨氮40mg/L,总氮60mg/L,总磷2mg/L(其他指标参照下游接收污水处理厂要求)。废水处理过程中得到的全部淡水作为生产回用水，电导率小于10μS/cm。

含硫酸铵水经蒸发结晶获得硫酸铵晶体，可用作肥料。预处理化学反应沉淀产生的污泥中含有大量的P、N，经干化处理后可用于制作复合肥。

三、磷酸铁铵法废水资源化处理工艺

每生产1T磷酸铁约产生12-15m³母液和50m³左右的洗液。铵法磷酸铁生产废水采用“预处理+膜浓缩+降膜蒸发浓缩+硫酸铵蒸发结晶+磷酸一铵闪蒸降温结晶”工艺。蒸发结晶中的少量母液外排处理，保持蒸发器的稳定运行。磷酸一铵闪蒸降温的母液返回硫酸铵系统。该工艺可分别获得高品质、高收率的磷酸一铵和硫酸铵，具有良好的经济效益。

废水零排放、硫酸铵及磷酸一铵的有效回收，必然要求水处理采用以蒸发结晶工艺为核心工艺的处理方式。而磷酸铁母液与洗水中污染物浓度差异较大，洗水水量大，但是盐浓度低，直接蒸发结晶能耗高。洗水先经过反渗透膜浓缩，产生的淡水回用，浓缩液与母液混合后再浓缩，可以有效减少蒸发结晶环节能耗。洗水先进入调节池均衡水质，然后调节并加入混凝剂，磷酸铁在混凝剂作用下形成沉淀，经沉淀池去除。底部沉淀经污泥池浓缩后进入压滤系统，压滤液回流至沉淀池。沉淀池上清液经精滤及超滤过滤器，滤除液体中颗粒物，达到反渗透进水要求(SDI≤3)。清液经过一级反渗透系统，一级反渗透清液进入二级反渗透系统，二级反渗透清液作为回用水利用。二级反渗透浓缩液回流至一级反渗透系统。一级反渗透系统浓缩液进入母液调节池。母液与洗水一级反渗透浓缩液在母液调节池均衡水质，经过化学沉淀，去除铁、钙、镁、锰、钛等金属离子。沉淀池底部污泥进入污泥池，污泥压滤后滤液回流至母液调节池，泥饼外协处置。沉淀池上清液经过微孔过滤，而后经过超滤后进入高浓度反渗透浓缩系统再一次进行浓缩。高浓度反渗透膜清液进入洗水二级反渗透系统处理。高浓度反渗透系统浓液进入蒸汽机械再压缩MVR蒸发器进行处理,回收其中盐分，冷凝水回收利用。

MVR蒸发器包括降膜浓缩MVR蒸发器及强制循环MVR结晶蒸发器。降膜浓缩MVR蒸发器将硫酸铵溶液浓缩，采用分段浓缩主要是为了降低蒸发能耗及运行成本。浓缩后的硫酸铵溶液进入蒸发结晶系统，结晶后离心析出硫酸铵温料，后经干燥得到硫酸铵产品。

由于来水中含一定的杂质，如COD、钠离子、钙离子、镁离子等，随着料液的浓缩，这些杂质会逐渐富集，当杂质浓度超过一定限度后，就会影响硫酸铵、磷酸一铵结晶盐的纯度，为维持整个蒸发结晶系统内的杂质的浓度在一定水平内，需要排放一定量的母液，进入杂盐干燥系统进行母液干化得到产品委外处理。

硫酸铵结晶器中采出的饱和浓缩液由泵打入闪蒸冷却结晶单元。冷却结晶器采用抽真空闪蒸的形式来维持低温蒸发，在此条件下，磷酸一铵的溶解度降低，而硫酸铵的溶解度变化较小。磷酸一铵降温结晶出来，有无机物和硫酸铵留在冷却结晶母液中。冷却法结晶得到的磷酸一铵后进入后续的离心分离单元与母液分离，离心后的母液进入沉降器中进行沉降将较小的细晶过滤后进入滤液罐用滤液泵将其打入硫酸铵结晶器中进行蒸发结晶。沉降器底部晶浆用泵打入冷却结晶系统继续冷却结晶。