[go: up one dir, main page]

CN118147661A - 一种三氟化氮电解槽废电解质中原料再回收方法及装置 - Google Patents

一种三氟化氮电解槽废电解质中原料再回收方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN118147661A
CN118147661A CN202410202328.5A CN202410202328A CN118147661A CN 118147661 A CN118147661 A CN 118147661A CN 202410202328 A CN202410202328 A CN 202410202328A CN 118147661 A CN118147661 A CN 118147661A
Authority
CN
China
Prior art keywords
tank
liquid
nickel
electrolytic tank
nitrogen trifluoride
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202410202328.5A
Other languages
English (en)
Inventor
张延远
陈靖莹
申永明
王耀刚
胡帅
张磊
蒋玉虎
赵英
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Peric Special Gases Co Ltd
Original Assignee
Peric Special Gases Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Peric Special Gases Co Ltd filed Critical Peric Special Gases Co Ltd
Priority to CN202410202328.5A priority Critical patent/CN118147661A/zh
Publication of CN118147661A publication Critical patent/CN118147661A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01Products
    • C25B1/24Halogens or compounds thereof
    • C25B1/245Fluorine; Compounds thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01CAMMONIA; CYANOGEN; COMPOUNDS THEREOF
    • C01C1/00Ammonia; Compounds thereof
    • C01C1/16Halides of ammonium
    • C01C1/162Ammonium fluoride
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G53/00Compounds of nickel
    • C01G53/10Sulfates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B15/00Operating or servicing cells
    • C25B15/08Supplying or removing reactants or electrolytes; Regeneration of electrolytes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B15/00Operating or servicing cells
    • C25B15/08Supplying or removing reactants or electrolytes; Regeneration of electrolytes
    • C25B15/085Removing impurities
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/60Constructional parts of cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

本申请提供了一种三氟化氮电解槽废电解质中原料再回收方法及装置,该方法包括高纯水循环处理、除铁、除镍、低温浓缩等步骤;本申请实现对三氟化氮电解槽内沉积物夹杂的废电解质中镍资源实现产品化和原料可回收再利用,可大量降低三氟化氮原料投入量,实现投入成本降低;除此之外,这也意味着三废产生量的降低,有助于减轻三废处理压力,更加符合环保要求规范,实用性较强。通过水溶溶解、溶氧除铁和硫化氨脱除镍,可有效的将电解槽内沉积物中镍资源分离出来,分离出得镍资源可进一步通过其他工艺处理后形成硫酸镍产品化;废电解质中残存的氟化氢和氟化氢铵经碱调节、低温结晶工艺,可有效以氟化铵形式结晶出来。

Description

一种三氟化氮电解槽废电解质中原料再回收方法及装置
技术领域
本申请属于三氟化氮制备技术领域,具体涉及一种三氟化氮电解槽废电解质中原料再回收方法及装置。
背景技术
电解法生产三氟化氮(NF3)是个持续过程,这意味着电解槽内的电解液无时无刻不在消耗,为了保证电解生产三氟化氮过程持续进行,需根据电解液的消耗情况补加。
电解法制备三氟化氮(NF3)的极板材料采用含镍极板,其在电解过程中,阳极板会被逐渐被消耗,因电解消耗游离出的部分金属离子会电镀至阴极板上,且电镀上的金属单质在极板上附着力较弱,随着时间的增长,大部分会脱落至电解液中。除此之外,因原料中存在无水氟化氢,阴极板和掉落的过度金属单质渣部分同样会存在化学腐蚀,生成金属氟化物。无论是金属单质还是金属氟化物比重均较大,导致其大部分沉积在电槽底部。
当处理电解槽时,该部分清理出的沉积物目前直接通过三废处理工艺进行处理。该沉积物中成分除金属单质和金属氟化物外,夹带着占比总重65~80%左右的废电解质(未参与电解反应的氟氢化铵和氟化氢等电解原料物质),其也一并被作为三废物质形式处理,造成了极大镍资源和电解原料的浪费。为此,提出了三氟化氮电解槽废电解质中原料再回收方法工艺和装置来解决上述问题。
发明内容
本申请所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足,提供一种电解槽废电解质中原料再回收方法,该方法实现对三氟化氮电解槽内沉积物夹杂的废电解质的镍资源产品化以及未参与完全反应的物料进行回收再利用,可大量降低镍资源和三氟化氮原料投入量,实现投入成本降低;有助于减轻三废处理压力,更加符合环保要求规范,实用性较强。
为解决上述技术问题,本申请采用的技术方案是:一种三氟化氮电解槽废电解质中原料再回收方法,该方法包括以下步骤:
S1、三氟化氮电解槽停止电解后,得到废电解质和泥膏状沉积物,将所述三氟化氮电解槽和盛放水的储罐进行对接,并通过隔膜泵输送保持电解槽内进液和出液保持平衡,电解槽内溶液液位维持在500~550mm之间,所述的电解槽内溶液温度在循环过程中,通过加热管控温维持在70~90℃之间,循环16~22h,将所述废电解质和泥膏状沉积物中的镍离子溶解至水溶液中,形成镍铁氟化物溶液和氟化氢铵、氟化氢溶液混配液;电解槽内除生成的混配液外,底部仍存在金属镍不溶物,在电解槽拆洗时统一回收;
S2、S1中混配溶液镍离子的质量分数达到4~7%后转移至除铁设备中,利用气液混合泵往所述除铁设备通入空气,气液比为8~11,溶氧效率90~95%;铁设备中生成胶体状氢氧化铁物质并悬浮在溶液中,得到含固溶液;
S3、将S2中得到的含固溶液采用隔膜泵抽至离心机中进行离心,去除氢氧化铁胶体,得到浅绿色上清液,将所述上清液通入除镍釜循环液槽后,再进入到除镍釜中;
S4、待S3中除镍釜中的浅绿色上清液达到指定液位650~680mm,停止通入,加入硫化氨,直至熔融液由浅绿色变成无色;槽内持续进行搅拌和通过隔膜泵提供动力,保持电镀槽内液体一直循环;当所述除镍釜中的镍离子降至500ppm以下时,将固液混合物通过布袋式过滤器进行过滤;
S5、将S4中得的无色溶液转移并低温浓缩,利用氨水将溶液pH调节至10~12,低温浓缩槽夹套中通冷媒,维持槽内溶液温度维持在30~40℃之间;浓缩温度维持在5~10℃,氟化铵结晶出,经蒸发烘干得固体,经检测所含水的质量分数达标时,作为S1中所述电解槽初始电解生产三氟化氮原料之一,溶液用回用至S1步骤中作为调节pH配液。
优选地,S1中所述水溶液为高纯水,进液和出液隔膜泵的流量为45~60m3/h;S2中气液混合泵的通气量维持在0.5~0.9m3/h,单次除铁时间8~11h。
优选地,S2中所述浅绿色上清液铁离子浓度在2000ppm以下即可证明达到除铁标准,氢氧化铁量生成量50~200kg。
优选的,S3中所述的隔膜泵为连续进料、连续出料和自动卸料,运行转速为2000~2300r/min。
优选的,S4中所述除镍釜搅拌转速维持在80~180r/min,釜内增设导流板;所述隔膜泵循环液体流量5~10m3/h,布袋式过滤器采用的滤布目数为2000~3000目。
优选的,S5中所含水的质量分数达标时具体指蒸发固体含水量在2%的质量分数以内。
还提供了上述回收方法所使用的三氟化氮电解槽废电解质中原料再回收装置,其特征在于,包括三氟化氮电解槽、高纯水储存槽、除铁设备、离心机、电镀循环液储槽、除镍釜、结晶槽,所述三氟化氮电解槽的内部均分为气相空间和液相空间,所述液相空间均通过倒液管和高纯水储存槽连接,所述高纯水储存槽的液下管道与除铁设备相连,所述除铁设备的液下管道通过第一管路与所述离心机连接,通过第二管路与高纯水储存槽上端管道连接,所述离心机下端管路一路连接电镀槽循环液储槽,一路连接除铁设备,所述除镍釜和电镀循环液储槽通过管道形成互通回路,所述除镍釜底部管路经布袋过滤器过滤后与结晶槽相连,结晶槽内固体经烘干水含量测试合格后,通过真空吸收装置加料至混料反应釜中。
优选地,所述电解槽和高纯水储存槽中的倒液管路上均安装有隔膜泵,隔膜泵上端分别连接有带有气体止回阀的氮气吹扫管路和放空管路;所述电解槽的进液和出液管道伸入电解槽液面以下,距电解槽槽底100~300mm,进液管道最底端安装液体喷射器,出液管道最底端往上50mm管道上设有孔径为2~4mm的液体过滤孔。
优选地,所述高纯水储存槽的材质为碳钢,所述除铁设备的氢氧化钠进液管距槽底10m,进液管端带有喷淋头;所述离心机为内衬哈拉材质;所述电镀循环液储槽和除镍釜的材质为碳钢或聚丙烯,带有可视窗口;所述的布袋式过滤器器材质为316L,带有可视现场压力表及压变远传;所述结晶槽三侧外壁设有加热板。
优选地,所述离心机为沉降式离心机,内部材质为衬哈拉,转速为1500~2500r/min,分离因数755~1260;所述混料反应釜的材质为蒙乃尔,内部设有搅拌装置,所述混料反应釜外壁设有夹套,所述夹套内通有水。
本申请与现有技术相比具有以下优点:
1、本申请实现对三氟化氮电解槽内沉积物夹杂的废电解质中镍资源实现产品化和原料可回收再利用,可大量降低三氟化氮原料投入量,实现投入成本降低;除此之外,这也意味着三废产生量的降低,有助于减轻三废处理压力,更加符合环保要求规范,实用性较强。
2、通过水溶溶解、溶氧除铁和硫化氨脱除镍,可有效的将电解槽内沉积物中镍资源分离出来,分离出得镍资源可进一步通过其他工艺处理后形成硫酸镍产品化;废电解质中残存的氟化氢和氟化氢铵经碱调节、低温结晶工艺,可有效以氟化铵形式结晶出来,由原本每台电解槽废电解质损失重量可达(0.7~1.2)T降至为0T。
附图说明
图1是本申请一种三氟化氮电解槽废电解质中原料再回收方法的工艺流程图。
附图标记说明:1—三氟化氮电解槽;2—高纯水储存槽;3—除铁设备;4—离心机;5—电镀循环液储槽;6—除镍釜;7—结晶槽。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供的三氟化氮电解槽废电解质中原料再回收方法,该方法包括以下步骤:
S1、三氟化氮电解槽运行80天,停止电解后,得到废电解质和泥膏状沉积物,向所述三氟化氮电解槽中补充高纯水,液位维持在510mm,所述的电解槽内溶液在循环过程中,溶液通过加热管控温维持在70℃之间,进出液隔膜泵流量控制在45m3/h,循环22h,将所述废电解质和泥膏状沉积物中的镍的氟铁氟化物溶于热水中,形成镍铁氟化物、氟化氢铵和氟化氢混配液转移至除铁槽内;所述混配液呈浅绿色;所述泥膏状沉积物包括镍、铁单质及化合物及夹杂的氟化氢、氟化氢铵等物质;
S2、S1中所述混配液中溶液镍离子含量达到4%(质量分数),可将该溶液转移至除铁设备中,采用通气量为0.7m3/h的气液混合泵等设备保证气液比控制在1:11,溶氧效率控制在93%,单次除铁时间为11h,此时设备中生成胶体状氢氧化铁物质;所述氢氧化铁胶体物体悬浮在溶液中,得到含固溶液;
S3、将S2中得到的含固溶液采用隔膜泵抽至离心机中进行离心,去除氢氧化铁胶体,得到浅绿色上清液,将所述上清液通入除镍釜循环液槽后,再进入到除镍釜中;溶液中的铁离子浓度降低至1950ppm,然后开启出液管上隔膜泵将溶液转移至固液分离设备离心机中,通过离心力将固体和溶液清液分离,固体通过离心机的自动卸料功能卸至专用设备密封的储存槽中;所述的清液通过离心力排至除镍釜循环液储槽内,物质为镍氟化物、氟化氢和氟化氢铵混配液;所述离心机转速为2300r/min;所述固体为氢氧化铁胶体物质;
S4、将S3中得到的混配液,通过柱塞泵保持其在除镍釜循环液储槽和除镍釜内保持循环,所述除镍釜内溶液液位可控制660mm,控制釜的搅拌速率控制在80r/min,之后分4批次加入硫化氨,每次间隔30min,期间取样检测,当溶液中的镍离子降至450ppm,可将该固液混合物通过流量为10m3/h的隔膜泵直接打入装有3000目滤布的布袋式过滤器过滤,滤液颜色为无色,滤饼取出前经高纯水冲洗3次后取出,可通过其他工艺处理后形成硫酸镍产品;
S5、待S4中所述过滤结束的无色溶液转移至结晶槽内,优先采用氨水将溶液PH调节至10(此时低温浓缩槽夹套中通冷媒,维持槽内溶液温度维持在40℃之间),浓缩温度维持在10℃,氟化铵结晶而出,经蒸发烘干(烘干温度控制在105℃)得固体部分经检测含水量合格后,可作为S1中所述电解槽初始电解生产三氟化氮原料之一,溶液可回用至S1步骤中作为调节PH配液;所述固体含水量控制在1.8%(质量分数);
S6、将S5中所述的固体氟化铵通过真空系统转移至混料反应釜内,通过补加无水氟化氢,混配成制取三氟化氮电解液,并利用其自身电解液重力自流方式补加至正在电解的三氟化氮电解槽中,通过自流管道上的流量计控制其补加速率,通过三氟化氮电解槽上的液位计控制其补加量和液位;
S7、将S5中所述中混料反应釜内的电解液以100kg/h的速度通入所述三氟化氮电解槽中至液位为540mm;
实施例2
本实施例提供的三氟化氮电解槽中废电解质中镍的回收方法,该方法包括以下步骤:
S1、三氟化氮电解槽运行100天,停止电解后,得到废电解质和泥膏状沉积物,向所述三氟化氮电解槽中补充高纯水,液位维持在550mm,所述的电解槽内溶液在循环过程中,溶液通过加热管控温维持在80℃之间,进出液隔膜泵流量控制在55m3/h,循环19h,将所述废电解质和泥膏状沉积物中的镍的氟铁氟化物溶于热水中,形成镍铁氟化物、氟化氢铵和氟化氢混配液转移至除铁槽内;所述混配液呈浅绿色;所述泥膏状沉积物包括镍、铁单质及化合物及夹杂的氟化氢、氟化氢铵等物质;
S2、S1中所述混配液中溶液镍离子含量达到4.5%(质量分数),可将该溶液转移至除铁设备中,采用通气量为0.5m3/h的气液混合泵等设备保证气液比控制在1:9,溶氧效率控制在90%,单次除铁时间为10h,此时设备中生成胶体状氢氧化铁物质;所述氢氧化铁胶体物体悬浮在溶液中,得到含固溶液;
S3、将S2中得到的含固溶液采用隔膜泵抽至离心机中进行离心,去除氢氧化铁胶体,得到浅绿色上清液,将所述上清液通入除镍釜循环液槽后,再进入到除镍釜中;溶液中的铁离子浓度降低至1700ppm,然后开启出液管上隔膜泵将溶液转移至固液分离设备离心机中,通过离心力将固体和溶液清液分离,固体通过离心机的自动卸料功能卸至专用设备密封的储存槽中;所述的清液通过离心力排至除镍釜循环液储槽内,物质为镍氟化物、氟化氢和氟化氢铵混配液;所述离心机转速为2200r/min;所述固体为氢氧化铁胶体物质;
S4、将S3中得到的混配液,通过柱塞泵保持其在除镍釜循环液储槽和除镍釜内保持循环,所述除镍釜内溶液液位可控制650mm,控制釜的搅拌速率控制在150r/min,之后分3批次加入硫化氨,每次间隔25min,期间取样检测,当溶液中的镍离子降至450ppm,可将该固液混合物通过流量为8m3/h的隔膜泵直接打入装有2000目滤布的布袋式过滤器过滤,滤液颜色为无色,滤饼取出前经高纯水冲洗3次后取出,可通过其他工艺处理后形成硫酸镍产品;
S5、待S3中所述电镀结束的无色溶液转移至结晶槽内,优先采用氨水将溶液PH调节至11之间(此时低温浓缩槽夹套中通冷媒,维持槽内溶液温度维持在35℃),浓缩温度维持在5℃,氟化铵结晶而出,经蒸发烘干(烘干温度维持在110℃)得固体部分经检测含水量合格后,可作为S1中所述电解槽初始电解生产三氟化氮原料之一,溶液可回用至S1步骤中作为调节PH配液;所述固体含水量控制在1.5%(质量分数);
S6、将S4中所述的固体通过真空系统转移至混料反应釜内,通过补加无水氟化氢,混配成制取三氟化氮电解液,并利用其自身电解液重力自流方式补加至正在电解的三氟化氮电解槽中,通过自流管道上的流量计控制其补加速率,通过三氟化氮电解槽上的液位计控制其补加量和液位;
S7、将S5中所述中混料反应釜内的电解液以110kg/h的速度通入所述三氟化氮电解槽中至液位为550mm;
实施例3
本实施例提供的三氟化氮电解槽中废电解质中镍的回收方法,该方法包括以下步骤:
S1、三氟化氮电解槽运行120天,停止电解后,得到废电解质和泥膏状沉积物,向所述三氟化氮电解槽中补充高纯水,液位维持在500mm,所述的电解槽内溶液在循环过程中,溶液通过加热管控温维持在90℃之间,进出液隔膜泵流量控制在60m3/h,循环16h,将所述废电解质和泥膏状沉积物中的镍的氟铁氟化物溶于热水中,形成镍铁氟化物、氟化氢铵和氟化氢混配液转移至除铁槽内;所述混配液呈浅绿色;所述泥膏状沉积物包括镍、铁单质及化合物及夹杂的氟化氢、氟化氢铵等物质;
S2、S1中所述混配液中溶液镍离子含量达到7%(质量分数)可将该溶液转移至除铁设备中,采用通气量为0.9m3/h的气液混合泵等设备保证气液比控制在1:8,溶氧效率控制在95%,单次除铁时间为8h,此时设备中生成胶体状氢氧化铁物质;所述氢氧化铁胶体物体悬浮在溶液中,得到含固溶液;
S3、将S2中得到的含固溶液采用隔膜泵抽至离心机中进行离心,去除氢氧化铁胶体,得到浅绿色上清液,将所述上清液通入除镍釜循环液槽后,再进入到除镍釜中;溶液中的铁离子浓度降低至1500ppm,然后开启出液管上隔膜泵将溶液转移至固液分离设备离心机中,通过离心力将固体和溶液清液分离,固体通过离心机的自动卸料功能卸至专用设备密封的储存槽中;所述的清液通过离心力排至电镀槽循环液储槽内,物质为镍氟化物、氟化氢和氟化氢铵混配液;所述离心机转速为2000r/min;所述固体为氢氧化铁胶体物质;
S4、将S3中得到的混配液,通过柱塞泵保持其在除镍釜循环液储槽和除镍釜内保持循环,所述除镍釜内溶液液位可控制680mm,控制釜的搅拌速率控制在180r/min,之后分3批次加入硫化氨,每次间隔22min,期间取样检测,当溶液中的镍离子降至450ppm,可将该固液混合物通过流量为5m3/h的隔膜泵直接打入装有2500目滤布的布袋式过滤器过滤,滤液颜色为无色,滤饼取出前经高纯水冲洗3次后取出,可通过其他工艺处理后形成硫酸镍产品;
S5、待S3中所述电镀结束的无色溶液转移至结晶槽内,优先采用氨水将溶液PH调节至12之间(此时低温浓缩槽夹套中通冷媒,维持槽内溶液温度维持在30℃),浓缩温度维持在8℃,氟化铵结晶而出,经蒸发烘干(烘干温度维持在120℃)得固体部分经检测含水量合格后,可作为S1中所述电解槽初始电解生产三氟化氮原料之一,溶液可回用至S1步骤中作为调节PH配液;所述固体含水量控制在1.4%(质量分数);
S6、将S4中所述的固体通过真空系统转移至混料反应釜内,通过补加无水氟化氢,混配成制取三氟化氮电解液,并利用其自身电解液重力自流方式补加至正在电解的三氟化氮电解槽中,通过自流管道上的流量计控制其补加速率,通过三氟化氮电解槽上的液位计控制其补加量和液位;
S7、将S5中所述中混料反应釜内的电解液以120kg/h的速度通入所述三氟化氮电解槽中至液位为550mm;。
实施例4
实施例1-3回收方法上述回收方法使用的三氟化氮电解槽中废电解质的镍资源回收装置,包括三氟化氮电解槽1、高纯水储存槽2、除铁设备3、离心机4、电镀循环液储槽5、除镍釜6、结晶槽7、和混料釜。三氟化氮电解槽1的内部均分为气相空间和液相空间,液相空间均通过倒液管和所述高纯水储存槽2连接,高纯水储存槽2中液下管道与除铁设备3相连,除铁设备3的液下管道通过第一管路与离心机4连接,通过第二管路与高纯水储存槽2上端管道连接,离心机4下端管路一路连接所述电镀槽循环液储槽5,一路连接除铁设备3,除镍釜6和电镀循环液储槽5通过管道形成互通回路,除镍釜6底部管路经布袋式过滤器后与结晶槽7相连,结晶槽7内固体干燥后通过真空吸收装置加料至混料反应釜中。
电解槽1和高纯水储存槽2中的倒液管路上均安装有隔膜泵,其上端分别连接有氮气吹扫管路(管路上带有气体止回阀)和放空管路;电解槽1的进液和出液管道伸入电解槽液面以下,距电解槽槽底100~300mm,进液管最底端安装液体喷射器,出液管道最底端往上50mm管道上设有孔径为2~4mm的液体过滤孔。
本实施例中,高纯水储存槽的材质为碳钢,除铁设备的氢氧化钠进液管距槽底10m左右,进液管端带有喷淋头;离心机4为内衬哈拉材质;电镀循环液储槽5和除镍釜6的材质为碳钢和聚丙烯,带有可视窗口;结晶槽三侧外壁设有加热板。所述混料反应釜的材质为蒙乃尔,其内部设有搅拌装置,所述混料反应釜外壁设有夹套,所述夹套内通有水。
以上所述仅为本申请较佳的具体实施方式;但本申请的保护范围并不局限于此;任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内;根据本申请的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变;都应涵盖在本申请的保护范围内。

Claims (10)

1.一种三氟化氮电解槽废电解质中原料再回收方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
S1、三氟化氮电解槽停止电解后,得到废电解质和泥膏状沉积物,将所述三氟化氮电解槽和盛放水的储罐进行对接,并通过隔膜泵输送保持电解槽内进液和出液保持平衡,电解槽内溶液液位维持在500~550mm之间,所述的电解槽内溶液温度在循环过程中,通过加热管控温维持在70~90℃之间,循环16~22h,将所述废电解质和泥膏状沉积物中的镍离子溶解至水溶液中,形成镍铁氟化物溶液和氟化氢铵、氟化氢溶液混配液;电解槽内除生成的混配液外,底部仍存在金属镍不溶物,在电解槽拆洗时统一回收;
S2、S1中混配溶液镍离子的质量分数达到4~7%后转移至除铁设备中,利用气液混合泵往所述除铁设备通入空气,气液比为8~11,溶氧效率90~95%;铁设备中生成胶体状氢氧化铁物质并悬浮在溶液中,得到含固溶液;
S3、将S2中得到的含固溶液采用隔膜泵抽至离心机中进行离心,去除氢氧化铁胶体,得到浅绿色上清液,将所述上清液通入除镍釜循环液槽后,再进入到除镍釜中;
S4、待S3中除镍釜中的浅绿色上清液达到指定液位650~680mm,停止通入,加入硫化氨,直至熔融液由浅绿色变成无色;槽内持续进行搅拌和通过隔膜泵提供动力,保持电镀槽内液体一直循环;当所述除镍釜中的镍离子降至500ppm以下时,将固液混合物通过布袋式过滤器进行过滤;
S5、将S4中得的无色溶液转移并低温浓缩,利用氨水将溶液pH调节至10~12,低温浓缩槽夹套中通冷媒,维持槽内溶液温度维持在30~40℃之间;浓缩温度维持在5~10℃,氟化铵结晶出,经蒸发烘干得固体,经检测所含水的质量分数达标时,作为S1中所述电解槽初始电解生产三氟化氮原料之一,溶液用回用至S1步骤中作为调节pH配液。
2.根据权利要求1所述的一种三氟化氮电解槽废电解质中原料再回收方法,其特征在于,S1中所述水溶液为高纯水,进液和出液隔膜泵的流量为45~60m3/h;S2中气液混合泵的通气量维持在0.5~0.9m3/h,单次除铁时间8~11h。
3.根据权利要求1所述的一种三氟化氮电解槽废电解质中原料再回收方法,其特征在于,S2中所述浅绿色上清液铁离子浓度在2000ppm以下即可证明达到除铁标准,氢氧化铁量生成量50~200kg。
4.根据权利要求1所述的一种三氟化氮电解槽废电解质中原料再回收方法,其特征在于,S3中所述的隔膜泵为连续进料、连续出料和自动卸料,运行转速为2000~2300r/min。
5.根据权利要求1所述的一种三氟化氮电解槽废电解质中原料再回收方法,其特征在于,S4中所述除镍釜搅拌转速维持在80~180r/min,釜内增设导流板;所述隔膜泵循环液体流量5~10m3/h,布袋式过滤器采用的滤布目数为2000~3000目。
6.根据权利要求1所述的一种三氟化氮电解槽废电解质中原料再回收方法,其特征在于,S5中所含水的质量分数达标时具体指蒸发固体含水量在2%的质量分数以内。
7.权利要求1~6任一所述的回收方法所使用的三氟化氮电解槽废电解质中原料再回收装置,其特征在于,包括三氟化氮电解槽(1)、高纯水储存槽(2)、除铁设备(3)、离心机(4)、电镀循环液储槽(5)、除镍釜(6)、结晶槽(7),所述三氟化氮电解槽(1)的内部均分为气相空间和液相空间,所述液相空间均通过倒液管和高纯水储存槽(2)连接,所述高纯水储存槽(2)的液下管道与除铁设备(3)相连,所述除铁设备(3)的液下管道通过第一管路与所述离心机(4)连接,通过第二管路与高纯水储存槽(2)上端管道连接,所述离心机(4)下端管路一路连接电镀槽循环液储槽(5),一路连接除铁设备(3),所述除镍釜(6)和电镀循环液储槽(5)通过管道形成互通回路,所述除镍釜(6)底部管路经布袋过滤器过滤后与结晶槽(7)相连,结晶槽(7)内固体经烘干水含量测试合格后,通过真空吸收装置加料至混料反应釜中。
8.根据权利要求7所述的一种三氟化氮电解槽废电解质中原料再回收装置,其特征在于,所述电解槽(1)和高纯水储存槽(2)中的倒液管路上均安装有隔膜泵,隔膜泵上端分别连接有带有气体止回阀的氮气吹扫管路和放空管路;所述电解槽(1)的进液和出液管道伸入电解槽(1)液面以下,距电解槽(1)槽底100~300mm,进液管道最底端安装液体喷射器,出液管道最底端往上50mm管道上设有孔径为2~4mm的液体过滤孔。
9.根据权利要求7所述的一种三氟化氮电解槽废电解质中原料再回收装置,其特征在于,所述高纯水储存槽(2)的材质为碳钢,所述除铁设备(3)的氢氧化钠进液管距槽底10m,进液管端带有喷淋头;所述离心机(4)为内衬哈拉材质;所述电镀循环液储槽(5)和除镍釜(6)的材质为碳钢或聚丙烯,带有可视窗口;所述的布袋式过滤器器材质为316L,带有可视现场压力表及压变远传;所述结晶槽(7)三侧外壁设有加热板。
10.根据权利要求7所述的一种三氟化氮电解槽废电解质中原料再回收装置,其特征在于,所述离心机(4)为沉降式离心机,内部材质为衬哈拉,转速为1500~2500r/min,分离因数755~1260;所述混料反应釜的材质为蒙乃尔,内部设有搅拌装置,所述混料反应釜外壁设有夹套,所述夹套内通有水。
CN202410202328.5A 2024-02-23 2024-02-23 一种三氟化氮电解槽废电解质中原料再回收方法及装置 Pending CN118147661A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202410202328.5A CN118147661A (zh) 2024-02-23 2024-02-23 一种三氟化氮电解槽废电解质中原料再回收方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202410202328.5A CN118147661A (zh) 2024-02-23 2024-02-23 一种三氟化氮电解槽废电解质中原料再回收方法及装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN118147661A true CN118147661A (zh) 2024-06-07

Family

ID=91295952

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202410202328.5A Pending CN118147661A (zh) 2024-02-23 2024-02-23 一种三氟化氮电解槽废电解质中原料再回收方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN118147661A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20230312368A1 (en) Process for preparing battery grade metal sulphate solutions
CN108164075A (zh) 一种四钴废水的资源化处理系统及其方法
CN103736994B (zh) 一种化学镀镍溶液的处理方法
CN105132956A (zh) 一种电解液连续净化除杂系统
CN106186437A (zh) 一种生产粘胶纤维中制造除盐水产生的废水的处理工艺
CN205133696U (zh) 一种硫酸锌溶液连续净化的净化槽
CN102092880B (zh) 聚氯乙烯生产中一次盐水膜法冷冻除硝工艺
CN118147661A (zh) 一种三氟化氮电解槽废电解质中原料再回收方法及装置
CN116497373B (zh) 一种三氟化氮电解槽中废电解质的回收方法及装置
US20250051930A1 (en) Method for recycling of pcb copper chloride etching waste solution through precipitation treatment, and apparatus applicable thereto
CN205077165U (zh) 一种电解液连续净化除杂系统
CN105776251A (zh) 环保经济的去除氯化钾盐水系统中硫酸根的方法
CN114644325B (zh) 一种利用副产硫酸亚铁制备电池级磷酸铁的装置及方法
CN216737932U (zh) 一种电解制氟工艺电解废渣及含氟废水处理装置
CN216946242U (zh) 从氯化钙废水中制取生石膏的系统
CN208562480U (zh) 一种含铜硅粉的回收系统
CN108715452A (zh) 一种制取高纯度硫氰酸钠和硫代硫酸钠的脱硫废液预处理方法
CN113845132A (zh) 一种用于电池级碳酸锂制备的系统及工艺
CN104032362A (zh) 铜电解废液的处理方法
CN221319654U (zh) 一种一次盐水精制系统
CN106219702A (zh) 一种粘胶纤维生产中制造除盐水产生的废水的处理工艺
CN218710087U (zh) 一种钙法tmp生产中控制回收双三羟母液色度的系统
CN223587146U (zh) 一种氯化钠废盐连续精制装置
CN222935186U (zh) 一种含铝氟碳酸锂的精制系统
CN220999546U (zh) 氮磷复合肥制备系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination