CN105734609A

CN105734609A - 一种氯氨法电解锌的装置及方法

Info

Publication number: CN105734609A
Application number: CN201610105774.XA
Authority: CN
Inventors: 宋志红
Original assignee: JISHOU JINXIANG RESOURCES SCIENCE AND TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Current assignee: JISHOU JINXIANG RESOURCES SCIENCE AND TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Priority date: 2016-02-26
Filing date: 2016-02-26
Publication date: 2016-07-06

Abstract

本发明公开了一种氯氨法电解锌的装置及方法，包括电解槽，所述电解槽内设有隔膜，隔膜将电解槽分隔为阴极室和阳极室；阴极室内设有阴极，阳极室内设有阳极；阳极室为封闭室，阳极室连通有负压装置；阴极室为敞开室。本发明克服了含氯锌溶液电积工艺中会产生的氯气环境污染、处理成本高，阴极电流效率低，拆卸阴极的操作不便，反复拆卸容易造成密封面不严或易损坏，无法大规模工业化生产等问题，低成本的实现了锌和氯的循环回收利用，优化了操作环境，实现了资源的有效综合利用，使得电积连续操作达到了24小时以上，实现了氯氨法电解锌的大批量工业化生产。

Description

一种氯氨法电解锌的装置及方法

技术领域

本发明属于金属冶炼领域，尤其涉及一种氯氨法电解锌的装置及方法。

背景技术

目前含氯锌原料多运用在生产氯化锌，少量运用到电解锌行业，氯离子也是以废水形式外排。目前世界各国的工业化湿法炼锌大都是采用硫酸锌电解，而国内工业化未见过采用氯化锌电解湿法炼锌的报道。而国外报道氯化锌电解普遍采用封闭式无隔膜电解槽技术，以解决氯气污染工作环境问题，但是存在拆卸阴极的操作不便、反复拆卸造成密封面不严或易损坏的等问题。

目前含氯锌溶液电解生产锌的方法采用封闭电解槽的方法生产锌，以防止氯气的污染，但这存在阴极拆卸不便，且阴极拆卸容易造成密封不严，产生漏气。此外产生的氯气充斥电解槽内，会使氯气溶于水并扩散到阴极，这会导致阴极锌电流效率低，从而无法连续生产，即每次电积的时间不能超过10小时，仅能满足于小试与中试，而不能满足于大批量工业化生产。最后，现有的装置不能对氯气循环利用，容易污染环境。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种氯氨法电解锌的装置及方法。本发明克服了含氯锌溶液电积工艺中会产生的氯气环境污染、处理成本高，阴极电流效率低，拆卸阴极的操作不便，反复拆卸容易造成密封面不严或易损坏，无法大规模工业化生产等问题，低成本的实现了锌和氯的循环回收利用，优化了操作环境，实现了资源的有效综合利用，使得电积连续操作达到了24小时以上，实现了氯氨法电解锌的大批量工业化生产。

为达到上述技术效果，本发明的技术方案是：

一种氯氨法电解锌的装置，包括电解槽，所述电解槽内设有隔膜，隔膜将电解槽分隔为阴极室和阳极室；阴极室内设有阴极，阳极室内设有阳极；阳极室为封闭室，阳极室连通有负压装置；阴极室为敞开室。

进一步的改进，所述负压装置连接有氯化物生成器，氯化物生成器与阴极室连通。

进一步的改进，所述氯化物生成器通过负压浸出净化反应桶与阴极室连通。

进一步的改进，所述隔膜为由涤纶、丙纶、锦纶、维纶、芳纶、PTFE或PVDF材质制成的滤布隔膜。

一种氯氨法电解锌的方法，包括如下步骤：

步骤一、氧化锌在氯化物生成器和浸出净化反应桶中生成含氯锌溶液；

步骤二、含氯锌溶液进入电解槽的阴极室，含氯锌溶液通过隔膜进入阳极室；

步骤三、进行电积，阴极室生产阴极锌，阳极室生产氯气；

步骤四、开启负压装置，吸收阳极室生产的氯气，并将氯气送入氯化物生成器和浸出净化反应桶与氧化锌反应生成含氯锌溶液；

步骤五、收集阴极室生产的阴极锌。

进一步的改进，所述步骤五中，将阴极锌熔铸为锌锭。

本发明综合利用电积阴阳极反应能，在阴极得到了阴极锌，在阳极得到氯气。阳极产生的氯气被负压装置吸收，与吸收液浆中的氧化锌反应，既有利于氯气的吸收，又有利于氧化锌的氧化溶出，最终转化为含氯锌溶液返回浸出。这实现了锌和氯的综合回收利用。电解槽采用半封闭形式，阳极室封闭处于负压状态，有利于阳极析出氯气的抽离，而阴极室敞开处于常压状态，有利于阴极的出装槽作业。本技术利用液体流动力学，使阴极室与阳极室液体流动按阴极室至阳极室定向流动，从而防止了阳极室液体进入阴极室造成阴极锌反溶导致阴极电流效率低的现象发生。本发明解决了含氯锌原料的回收利用，实现了锌和氯的循环利用，整个过程无废水外排，有利于工业化生产。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

以下通过具体实施方式并且结合附图对本发明的技术方案作具体说明。

实施例1

如图1所示，一种氯氨法电解锌的装置，包括电解槽1，所述电解槽1内设有隔膜2，隔膜2将电解槽1分隔为阴极室3和阳极室4；阴极室3内设有阴极，阳极室4内设有阳极；阳极室4为封闭室，阳极室4连通有负压装置5；阴极室3为敞开室。

负压装置5连接有氯化物生成器6，氯化物生成器6与阴极室3连通。

氯化物生成器6通过负压浸出净化反应桶7与阴极室3连通。

本发明的使用方法如下：一种氯氨法电解锌的装置及方法，含氯锌原料经过负压浸出净化反应桶7浸出和净化后，生成合格的含氯锌溶液，含氯锌溶液进入电解槽进行电积，隔膜将电解槽分隔为阴极室和阳极室，阴极和阳极分别对应置于阴极室和阳极室，含氯锌溶液先流入阴极室，透过隔膜再流入阳极室，通入直流电进行电积时，锌离子在阴极还原并以单质锌形态析出，氯离子在阳极氧化并以氯气形态析出，氯气从阳极液面溢出，被负压装置5吸收并将氯气送到有吸收液浆的氯化物生成器6中与氧化锌反应，转化为含氯锌溶液经负压浸出净化反应桶7浸出后进入阴极室(氯气在氯化物生成器6和负压浸出净化反应桶7均与氧化锌反应生成含氯锌溶液，这使得氯气反应更加完全)。阴极锌经熔铸后生成锌锭。从而实现锌和氯的综合回收。

隔膜优选为涤纶、丙纶、锦纶、维纶、芳纶、PTFE(聚四氟乙烯)或PVDF(聚偏氟乙烯)等材质的滤布隔膜，使得阴极室内的锌离子浓度大于阳极室内的锌离子浓度,这既可以减少氯离子对阴极的干扰，也可增加锌离子的生成速度。

实施例2

采用含氯锌原料(俗称水降尘，来自次氧化锌火法制焙砂工艺的副产品)：锌52％，铅1.31％，铁0.83％，氯20.44％，经过实施例1的设备浸出净化，电积24小时，电流效率87％，锌皮经熔铸后得到锌锭含锌99.9948％，含铜0.00023％，镉0.000026％，铅0.003％，铁0.0016％，符合1#锌锭标准。

实施例3

采用含氯锌原料(俗称锌土，来自热镀锌厂锌原灰工艺的副产品)：锌：58％，铅0.98％，铁1.21％，氯13.26％，单质锌10％，经过实施例1的设备浸出净化，电积24小时，电流效率89％，锌皮经熔铸后得到锌锭含锌99.9974％，含铜0.00026％，镉0.00002％，铅0.0012％，铁0.0011％，符合1#锌锭标准。

实施例4

采用含氯锌原料(俗称次氧化锌，来自含锌废料火法回收工艺)：锌56％，铅10.65％，铁3.39％，氯5.85％，经过实施例1的设备浸出净化，电积24小时，电流效率86％，锌皮经熔铸后得到锌锭含锌99.9931％，含铜0.00054％，镉0.0012％，铅0.0032％，铁0.0019％，符合1#锌锭标准。

上述仅为本发明的一个具体导向实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明的保护范围的行为。

Claims

1.一种氯氨法电解锌的装置，包括电解槽(1)，其特征在于，所述电解槽(1)内设有隔膜(2)，隔膜(2)将电解槽(1)分隔为阴极室(3)和阳极室(4)；阴极室(3)内设有阴极，阳极室(4)内设有阳极；阳极室(4)为封闭室，阳极室(4)连通有负压装置(5)；阴极室(3)为敞开室。

2.如权利要求1所述的氯氨法电解锌的装置，其特征在于，所述负压装置(5)连接有氯化物生成器(6)，氯化物生成器(6)与阴极室(3)连通。

3.如权利要求2所述的氯氨法电解锌的装置，其特征在于，所述氯化物生成器(6)通过负压浸出净化反应桶(7)与阴极室(3)连通。

4.如权利要求1所述的氯氨法电解锌的装置，其特征在于，所述隔膜(2)为由涤纶、丙纶、锦纶、维纶、芳纶、PTFE或PVDF制成的滤布隔膜。

5.一种氯氨法电解锌的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、氧化锌在氯化物生成器(6)和浸出净化反应桶(7)中生成含氯锌溶液；

步骤二、含氯锌溶液进入电解槽(1)的阴极室(3)，含氯锌溶液通过隔膜(2)进入阳极室(4)；

步骤三、进行电积，阴极室(3)生产阴极锌，阳极室(4)生产氯气；

步骤四、开启负压装置(5)，吸收阳极室(4)生产的氯气，并将氯气送入氯化物生成器(6)和浸出净化反应桶(7)与氧化锌反应生成含氯锌溶液；

步骤五、收集阴极室(3)生产的阴极锌。

6.如权利要求5所述的氯氨法电解锌的方法，其特征在于，所述步骤五中，将阴极锌熔铸为锌锭。

7.如权利要求5所述的氯氨法电解锌的方法，其特征在于，所述隔膜(2)为由涤纶、丙纶、锦纶、维纶、芳纶、PTFE或PVDF制成的滤布隔膜。