[发明专利]一种氯氨法电解锌的装置及方法

说明书

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。

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。

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。