熔鹽電解精煉的陰極析出物的預處理方法

2023-05-30 19:45:56

專利名稱：熔鹽電解精煉的陰極析出物的預處理方法
技術領域：
本發明涉及熔鹽電解精煉產物的分離處理技術領域，更具體地講，涉及一種對熔鹽電解精煉提取釩、鈦エ藝所得到的陰極析出物進行預處理方法。
背景技術：
通常，熔鹽電解精煉提取釩/鈦，一般採用粗釩/鈦作為陽極，金屬材料為陰扱，電解質為鹼金屬或鹼土金屬滷化物井向其中加入一定量低價離子，組成電解池進行電解，粗釩/鈦在陽極溶出並以離子形式進入熔鹽，在電場カ及濃度梯度作用下遷移至陰極析出形成陰極析出物，冷卻後的陰極析出物為塊狀固體。陰極析出物中除結晶析出的金屬粉末外，還含有大量的電解質，電解質的含量根據電解條件的變化，波動範圍為30 % 90 %。為了獲得合格的金屬粉產品，必須分離陰極析出物中的金屬粉與電解質，因此，需要對陰極析出物進行溼法冶金處理，所述溼法冶金處理通常包括:破碎、浸出、磨碎、洗滌、溼法分級、脫水、烘乾等エ序。由於陰極析出物中含有大量電解質，浸出時需要使用大量的稀酸，固液比一般為1: 5 1: 10，並且需要6 7次稀酸及清水洗滌，該過程會產生大量的附加產物和廢酸，這將嚴重影響エ藝經濟性並給環境造成較大的壓力。

發明內容
針對現有技術存在的上述不足，本發明的目的之ー在於提供ー種簡捷有效且不汙染環境的對熔鹽電解精煉提取釩、鈦エ藝所得到的陰極析出物進行分離的方法。本發明提供了ー種熔鹽電解精煉的陰極析出物的預處理方法。所述方法包括以下步驟:在惰性氣體保護的環境下，對所述陰極析出物進行破碎、球磨，以得到金屬粉末和電解質粉末的混合物，其中，所述混合物的粒徑為44 150 ii m ;使用氣流對混合物粉末進行風カ分離，以實現金屬粉末和電解質粉末的分離。在本發明的一個示例性實施例中，所述氣流可由惰性氣體形成。在本發明的一個示例性實施例中，所述風カ分離步驟可採用使所述混合物垂直落下，並採用沿水平方向運動的氣流吹向處於下落狀態的混合物的方式進行。在本發明的一個示例性實施例中，所述混合物的下落速度可以為0.5 IOkg/min0在本發明的一個示例性實施例中，所述氣流的流動速度可以為5 25L/min。在本發明的一個示例性實施例中，所述惰性氣體和氣流可以均為氬氣。與現有技術相比，本發明的預處理方法的有益效果包括:能夠實現電解質和金屬粉末的分離，有效降低陰極析出物中的電解質含量；而且能夠減少溼法處理過程稀酸使用量以及清水洗滌次數，可提高工藝經濟性、減小環境壓力。


圖1示出了用於實現本發明的熔鹽電解精煉的陰極析出物的預處理方法的風カ分離裝置示意圖。附圖標記說明:1-料倉、2-下料閥、3-氣流噴嘴、4-金屬收集料鬥及5-電解質收集料鬥。
具體實施例方式在下文中，將結合示例性實施例來詳細說明本發明的熔鹽電解精煉的陰極析出物的預處理方法。根據本發明的熔鹽電解精煉的陰極析出物的預處理方法可以包括以下步驟:在惰性氣體(優選為氬氣)保護的環境下，對所述陰極析出物進行破碎、球磨，以得到金屬粉末和電解質粉末的混合物，其中，所述混合物的粒徑為44 150 ii m ;使用氣流對混合物粉末進行風カ分離，以實現金屬粉末和電解質粉末的分離。具體來講，熔鹽電解精煉提取釩/鈦得到的陰極析出物由金屬粉末和電解質組成，其中金屬粉末被凝固後的電解質包裹。通過破碎和球磨可以破壞金屬粉末顆粒間的簡單團聚以及大部分電解質對金屬的包裹，得到金屬粉末和電解質粉末的物理混合物。釩和鈦的密度分別為6.llg/cm3、4.51g/cm3,電解質密度一般為1.6 2.4g/cm3，金屬粉末和電解質自由下落時，當受到同樣大小的風力作用時，密度較小的電解質粉末會產生更大的偏移軌跡，從而與金屬粉末掉入不同的容器中，實現分離。在本發明的陰極析出物的預處理方法的ー個示例性實施例中，氣流由惰性氣體(優選為氬氣)形成。在本發明的陰極析出物的預處理方法的另ー個示例性實施例中，風カ分離步驟使混合物垂直落下，並採用沿水平方向運動的氣流吹向處於下落狀態的混合物。其中，混合物下落速度過快會減小金屬與電解質的分離率，下落過慢工作效率較低，因此最佳的下落速度為0.5 10kg/min ;另外為使金屬粉末與電解質能充分分離，氣流的速度應不小於5L/min,而氣流流速過大,會使大量金屬粉末進入電解質收集槽，因此宜控制氣流的流動速度為5 25L/min ;陰極析出物的破碎粒度也是影響分離過程的重要指標，破碎粒度過小不能充分破壞電解質對金屬粉末的包裹及金屬粉末間的團聚，因此只有將陰極析出物破碎至合適的範圍才能獲得較高的分離率，經實驗驗證，最佳的破碎粒度範圍為44 150 iim。本發明的陰極析出物的預處理方法的優點包括:該預處理方法為物理方法、不產生附加產物、對環境友好、設備簡單、能耗低，對提高熔鹽電解精煉提取釩、鈦エ藝的經濟性具有重要意義。圖1示出了用於實現本發明的熔鹽電解精煉的陰極析出物的預處理方法的風カ分離裝置示意圖。如圖1所示，在本發明的一個示例性實施例中，熔鹽電解精煉的陰極析出物的預處理方法可通過以下方式來實現:首先，將塊狀陰極析出物進行破碎，並球磨到混合物的粒徑範圍為44 150 u m，該過程在乾燥的惰性氣體保護下進行；然後，將球磨後的混合物使用如圖1所示裝置進行風力分離。具體來講，將混合物放置於料倉I中，通過下料閥2控制下料速度，混合物在重力作用下自然下落經過氣流噴嘴3噴出的氣體流，金屬粉末密度較大，在氣流作用下偏移軌跡較小，落入金屬收集料鬥4，密度較小的電解質粉末在氣流作用下產生較大的偏移軌跡而落入電解質收集料鬥5，從而實現了金屬粉末和大部分電解質的分離。示例I取鈦陰極析出物1500g，其中電解質含量85%，破碎後，在球磨機內球磨至顆粒直徑150 ii m,將混合物粉末放置於分離裝置中，通過下料閥控制下料速度為0.5kg/min,控制氣流量為5L/min，分離結束後，經檢測鈦粉中電解質含量為9.8%。示例 2取鈦陰極析出物1500g，其中電解質含量85%，破碎後，在球磨機內球磨至顆粒直徑44pm，將混合物粉末放置於分離裝置中，通過下料閥控制下料速度為10kg/min，控制氣流量為25L/min，分離結束後，經檢測鈦粉中電解質含量為5.0%。示例 3取釩陰極析出物1500g，破碎後，其中電解質含量85%，在球磨機內球磨至顆粒直徑74 u m,將混合物粉末放置於分離裝置中，通過下料閥控制下料速度為5kg/min，控制氣流量為10L/min，分離結束後，經檢測鈦粉中電解質含量為8.2%。可以看出，採用本發明方法處理後的陰極析出物中電解質含量可降至5 10%。綜上所述，本發明的預處理方法適用於對熔鹽電解精煉的陰極析出物進行處理；能夠實現電解質和金屬粉末的分離，有效降低陰極析出物中的電解質含量；而且能夠減少溼法處理過程稀酸使用量以及清水洗滌次數，可提高工藝經濟性、減小環境壓力。儘管上面已經結合附圖和示例性實施例描述了本發明，但是本領域普通技術人員應該清楚，在不脫離權利要求的精神和範圍的情況下，可以對上述實施例進行各種修改。
權利要求
1.ー種熔鹽電解精煉的陰極析出物的預處理方法，其特徵在於，所述方法包括以下步驟: 在惰性氣體保護的環境下，對所述陰極析出物進行破碎、球磨，以得到金屬粉末和電解質粉末的混合物，其中，所述混合物的粒徑為44 150 ii m ; 使用氣流對混合物粉末進行風カ分離，以實現金屬粉末和電解質粉末的分離。
2.根據權利要求1所述的熔鹽電解精煉的陰極析出物的預處理方法，其特徵在於，所述氣流由惰性氣體形成。
3.根據權利要求1所述的熔鹽電解精煉的陰極析出物的預處理方法，其特徵在於，所述風カ分離步驟使所述混合物垂直落下，並採用沿水平方向運動的氣流吹向處於下落狀態的混合物。
4.根據權利要求3所述的熔鹽電解精煉的陰極析出物的預處理方法，其特徵在於，所述混合物的下落速度為0.5 10kg/min。
5.根據權利要求3所述的熔鹽電解精煉的陰極析出物的預處理方法，其特徵在於，所述氣流的流動速度為5 25L/min。
6.根據權利要求1所述的熔鹽電解精煉的陰極析出物的預處理方法，其特徵在於，所述惰性氣體和氣流均為氬氣。
全文摘要
本發明提供了一種熔鹽電解精煉的陰極析出物的預處理方法。所述方法包括以下步驟在惰性氣體保護的環境下，對所述陰極析出物進行破碎、球磨，以得到金屬粉末和電解質粉末的混合物，其中，所述混合物的粒徑為44～150μm；使用氣流對混合物粉末進行風力分離，以實現金屬粉末和電解質粉末的分離。本發明的優點包括能夠實現電解質和金屬粉末的分離，有效降低陰極析出物中的電解質含量；而且能夠減少溼法處理過程稀酸使用量以及清水洗滌次數，可提高工藝經濟性、減小環境壓力。
文檔編號B02C23/20GK103111354SQ20131003717
公開日2013年5月22日 申請日期2013年1月31日 優先權日2013年1月31日
發明者鄧斌, 穆天柱, 閆蓓蕾, 朱福興, 穆宏波 申請人:攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司