CN102091527A - 利用铁粉吸收锂生产过程中产生的废氯气的方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种氯气的回收方法及装置，具体的说是一种利用铁粉吸收锂生产过程中产生的废氯气的方法及其装置；装置包括有：氯气收集器、换热器、吸收塔、氯化炉和冷凝器，其中收集器安置在电解槽阳极上，收集器上端出口通过管道连接至换热器热源进口，换热器热源出口连接到吸收塔底部进气口，吸收塔顶部进液口连接浓硫酸，吸收塔出气口连接氯化炉进气口，氯化炉顶部为铁粉进口，氯化炉底部设置有出渣口，氯化炉上部设置有氯化炉出气口，氯化炉出气口连接至冷凝器，冷凝器下部设置有出料口；采用本技术方案的方法和装置，可以解决锂生产过程中的废氯气的环境污染问题，同时可回收节约了氯资源，提供经济性。

Description

利用铁粉吸收锂生产过程中产生的废氯气的方法及其装置
技术领域
本发明涉及一种氯气的回收方法及装置，具体的说是一种利用铁粉吸收锂生产过程中产生的废氯气的方法及其装置。
背景技术
熔融氯化物电解是制备金属锂常用方法，阳极产生氯气的回收处理一直是一件令锂金属冶炼行业头疼的事。氯气化学性质活泼，易溶于水，有难闻的刺激性气味，严重危害人体健康，而且对金属设备或建筑物有严重的腐蚀。连续生产的锂电解工业产生的氯气量较大，必须尽可能的处理吸收，否则会极大地破坏环境。
现有的处理方法一般是在全密封条件下通过一个集气的装置引出电解槽中的氯气，其有效氯气含量约为7.5％，温度约为60℃，将其通入石灰中反应，然后排入地沟，这不仅造成了氯水对厂区及周围环境的污染，而且还造成了氯资源的浪费，造成了较大的经济损失。
发明内容
本发明要解决的问题之一是提供一种用铁粉吸收锂生产过程中产生废氯气的方法，以减少氯气污染，节约原氯资源。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种利用铁粉吸收锂生产过程中产生的废氯气的方法，包括有如下步骤：
1)废氯气的收集，在全密封的电解槽中，在电解槽的阳极上端联结一个收集器，在1*10-3～9*10-2负压下将废氯气引出槽外；
2)将废氯气冷却至10～20°，冷凝分离出其中的部分水；
3)采用浓硫酸对冷却后的氯气进一步干燥；
4)将废氯气通入氯化炉与铁粉进行反应生成气态三氯化铁；
5)对气态的三氯化铁进行冷却，得到三氯化铁晶体。
采用上述技术方案的利用铁粉吸收锂生产过程中产生的废氯气的方法具有如下优点：由于废氯气与铁粉反应生成了三氯化铁，反应方程式如下，2Fe+3Cl2＝2FeCl3，三氯化铁为经济价植较高的一种化学品，这样不但解决了锂生产过程中的废氯气的环境污染问题，而且回收节约了氯资源，经济性也提高了很多。
作为优选方案，通过实践发现当步骤1)中的负压为1*10-2时效果最好。
作为优选方案，考虑到当温度低于9°时，氯气可能会与水生成水合物，限定步骤2)中的冷却温度为15°。
本发明要解决的又一问题是提供一种专用于上述锂生产中废氯气回收方法的装置。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种利用铁粉吸收锂生产过程中产生的废氯气的装置，包括有：氯气收集器、换热器、吸收塔、氯化炉和冷凝器，其中氯气收集器安置在电解槽阳极上，氯气收集器上端出口通过管道连接至换热器热源进口，换热器热源出口连接到吸收塔底部进气口，吸收塔顶部进液口连接浓硫酸，吸收塔出气口连接氯化炉进气口，氯化炉顶部为铁粉进口，氯化炉底部设置有出渣口，氯化炉上部设置有氯化炉出气口，氯化炉出气口连接至冷凝器，冷凝器下部设置有出料口。
作为优选方案，考虑到冷凝出来的水可能会耗损较多的浓硫酸，因此在换热器热源出口与吸收塔底部进气口见设置有气液分离器，分离出冷却的水。
作为优选方案，为了提高氯化过程氯气气压的稳定性，在吸收塔上部出气口与氯化炉进气口间设置有氯气缓冲罐。
作为优选方案，为了方便转移和收集生成的三氯化铁产品，在冷凝器出料口下方设置有传送带，传送带下方设置有产品储藏装置。
下面结合附图和实施例对本发明技术方案进一步说明：
附图说明
图1是为本发明锂生产中废氯气回收装置的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明提供一种利用铁粉吸收锂生产过程中产生的废氯气的方法及其装置，其中利用铁粉吸收锂生产过程中产生的废氯气的方法，包括有如下步骤：
1)废氯气的收集，在全密封的电解槽中，在电解槽的阳极上端联结一个收集器，在负压为1*10-2下将废氯气引出槽外；
2)将废氯气冷却至15°，冷凝分离出其中的部分水；
3)采用浓硫酸对冷却后的氯气进一步干燥；
4)将废氯气通入氯化炉与铁粉进行反应生成气态三氯化铁；
5)对气态的三氯化铁进行冷却，得到三氯化铁晶体。
利用铁粉吸收锂生产过程中产生的废氯气的装置，包括有：氯气收集器1、换热器2、气液分离器3、吸收塔4、氯气缓冲罐5、氯化炉6、冷凝器7、传送带8和三氯化铁储料斗9，其中，氯气收集器1安置在电解槽阳极上，氯气收集器1上端出口通过管道连接至换热器2热源进口21，换热器2热源出口22连接到气液分离器3上，气液分离器3出气口连接吸收塔4底部进气口41，吸收塔4顶部进液口43连接浓硫酸，吸收塔4出气口连接到氯气缓冲罐5上，氯气缓冲罐5的出口连接到氯化炉6进气口61，氯化炉6顶部为铁粉进口63，氯化炉底部设置有出渣口64，氯化炉6上部设置有氯化炉出气口，氯化炉出气口连接至冷凝器7，冷凝器7下部设置有出料口71，传送带8设置在冷凝器7出料口71下方，三氯化铁储料斗9设置在传送带8下方。
换热器2的冷源为水，冷凝器7的冷源也为水。
通过实践，本发明的利用铁粉吸收锂生产过程中产生的废氯气的方法及其装置，氯气的回收利用率高达99％，解决了废氯气的环境污染问题，同时由于铁粉在很多机加工厂常常作为废品丢弃，在生产三氯化铁的原料中，氯气和铁粉成本投入非常少，这样不但回收了氯资源，同时生产三氯化铁的经济效益较高。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式之一，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，如简单的替换酸性干燥剂浓硫酸，简单的改变温度参数，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (7)

1.一种利用铁粉吸收锂生产过程中产生的废氯气的方法，其特征在于包括有如下步骤：
1)废氯气的收集，在全密封的电解槽中，在电解槽的阳极上端联结一个收集器，在1*10-3～9*10-2负压下将废氯气引出槽外；
2)将废氯气冷却至10～20°，冷凝分离出其中的部分水；
3)采用浓硫酸对冷却后的氯气进一步干燥；
4)将废氯气通入氯化炉与铁粉进行反应生成气态三氯化铁；
5)对气态的三氯化铁进行冷却，得到三氯化铁晶体。
2.根据权利要求1所述的利用铁粉吸收锂生产过程中产生的废氯气的方法，其特征在于：步骤1)中的负压为1*10-2。
3.根据权利要求1所述的利用铁粉吸收锂生产过程中产生的废氯气的方法，其特征在于：步骤2)中的冷却温度为15°。
4.一种用于如权利要求1所述的利用铁粉吸收锂生产过程中产生的废氯气方法的装置，其特征在于包括有：氯气收集器、换热器、吸收塔、氯化炉和冷凝器，其中收集器安置在电解槽阳极上，收集器上端出口通过管道连接至换热器热源进口，换热器热源出口连接到吸收塔底部进气口，吸收塔顶部进液口连接浓硫酸，吸收塔出气口连接氯化炉进气口，氯化炉顶部为铁粉进口，氯化炉底部设置有出渣口，氯化炉上部设置有氯化炉出气口，氯化炉出气口连接至冷凝器，冷凝器下部设置有出料口。
5.根据权利要求4所述的利用铁粉吸收锂生产过程中产生的废氯气的装置，其特征在于：在换热器热源出口与吸收塔底部进气口见设置有气液分离器。
6.根据权利要求4所述的利用铁粉吸收锂生产过程中产生的废氯气的装置，其特征在于：在吸收塔上部出气口与氯化炉进气口间设置有氯气缓冲罐
7.根据权利要求4所述的利用铁粉吸收锂生产过程中产生的废氯气的装置，其特征在于：冷凝器出料口下方设置有传送带，传送带下方设置有产品储藏装置。
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