利用鐵粉吸收鋰生產過程中產生的廢氯氣的方法及其裝置的製作方法
2023-07-19 00:14:16 3
專利名稱：利用鐵粉吸收鋰生產過程中產生的廢氯氣的方法及其裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種氯氣的回收方法及裝置，具體的說是一種利用鐵粉吸收鋰生產過 程中產生的廢氯氣的方法及其裝置。
背景技術：
熔融氯化物電解是製備金屬鋰常用方法，陽極產生氯氣的回收處理一直是一件令 鋰金屬冶煉行業頭疼的事。氯氣化學性質活潑，易溶於水，有難聞的刺激性氣味，嚴重危害 人體健康，而且對金屬設備或建築物有嚴重的腐蝕。連續生產的鋰電解工業產生的氯氣量 較大，必須儘可能的處理吸收，否則會極大地破壞環境。現有的處理方法一般是在全密封條件下通過一個集氣的裝置引出電解槽中的氯 氣，其有效氯氣含量約為7.5%，溫度約為60V，將其通入石灰中反應，然後排入地溝，這不 僅造成了氯水對廠區及周圍環境的汙染，而且還造成了氯資源的浪費，造成了較大的經濟 損失。
發明內容
本發明要解決的問題之一是提供一種用鐵粉吸收鋰生產過程中產生廢氯氣的方 法，以減少氯氣汙染，節約原氯資源。為了解決上述技術問題，本發明提供一種利用鐵粉吸收鋰生產過程中產生的廢氯 氣的方法，包括有如下步驟1)廢氯氣的收集，在全密封的電解槽中，在電解槽的陽極上端聯結一個收集器，在 1*10_3 9*10_2負壓下將廢氯氣引出槽外；2)將廢氯氣冷卻至10 20°，冷凝分離出其中的部分水；3)採用濃硫酸對冷卻後的氯氣進一步乾燥；4)將廢氯氣通入氯化爐與鐵粉進行反應生成氣態三氯化鐵；5)對氣態的三氯化鐵進行冷卻，得到三氯化鐵晶體。採用上述技術方案的利用鐵粉吸收鋰生產過程中產生的廢氯氣的方法具有如下 優點由於廢氯氣與鐵粉反應生成了三氯化鐵，反應方程式如下，2i^e+3Cl2 = 2FeCl3，三氯 化鐵為經濟價植較高的一種化學品，這樣不但解決了鋰生產過程中的廢氯氣的環境汙染問 題，而且回收節約了氯資源，經濟性也提高了很多。作為優選方案，通過實踐發現當步驟1)中的負壓為1*10_2時效果最好。作為優選方案，考慮到當溫度低於9°時，氯氣可能會與水生成水合物，限定步驟 2)中的冷卻溫度為15°。本發明要解決的又一問題是提供一種專用於上述鋰生產中廢氯氣回收方法的裝置。為了解決上述技術問題，本發明提供一種利用鐵粉吸收鋰生產過程中產生的廢氯 氣的裝置，包括有氯氣收集器、換熱器、吸收塔、氯化爐和冷凝器，其中氯氣收集器安置在電解槽陽極上，氯氣收集器上端出口通過管道連接至換熱器熱源進口，換熱器熱源出口連 接到吸收塔底部進氣口，吸收塔頂部進液口連接濃硫酸，吸收塔出氣口連接氯化爐進氣口， 氯化爐頂部為鐵粉進口，氯化爐底部設置有出渣口，氯化爐上部設置有氯化爐出氣口，氯化 爐出氣口連接至冷凝器，冷凝器下部設置有出料口。作為優選方案，考慮到冷凝出來的水可能會耗損較多的濃硫酸，因此在換熱器熱 源出口與吸收塔底部進氣口見設置有氣液分離器，分離出冷卻的水。作為優選方案，為了提高氯化過程氯氣氣壓的穩定性，在吸收塔上部出氣口與氯 化爐進氣口間設置有氯氣緩衝罐。作為優選方案，為了方便轉移和收集生成的三氯化鐵產品，在冷凝器出料口下方 設置有傳送帶，傳送帶下方設置有產品儲藏裝置。下面結合附圖和實施例對本發明技術方案進一步說明
圖1是為本發明鋰生產中廢氯氣回收裝置的結構示意圖。
具體實施例方式如圖1所示，本發明提供一種利用鐵粉吸收鋰生產過程中產生的廢氯氣的方法及 其裝置，其中利用鐵粉吸收鋰生產過程中產生的廢氯氣的方法，包括有如下步驟1)廢氯氣的收集，在全密封的電解槽中，在電解槽的陽極上端聯結一個收集器，在 負壓為1*10_2下將廢氯氣引出槽外；2)將廢氯氣冷卻至15°，冷凝分離出其中的部分水；3)採用濃硫酸對冷卻後的氯氣進一步乾燥；4)將廢氯氣通入氯化爐與鐵粉進行反應生成氣態三氯化鐵；5)對氣態的三氯化鐵進行冷卻，得到三氯化鐵晶體。利用鐵粉吸收鋰生產過程中產生的廢氯氣的裝置，包括有氯氣收集器1、換熱器 2、氣液分離器3、吸收塔4、氯氣緩衝罐5、氯化爐6、冷凝器7、傳送帶8和三氯化鐵儲料鬥 9，其中，氯氣收集器1安置在電解槽陽極上，氯氣收集器1上端出口通過管道連接至換熱器 2熱源進口 21，換熱器2熱源出口 22連接到氣液分離器3上，氣液分離器3出氣口連接吸 收塔4底部進氣口 41，吸收塔4頂部進液口 43連接濃硫酸，吸收塔4出氣口連接到氯氣緩 衝罐5上，氯氣緩衝罐5的出口連接到氯化爐6進氣口 61，氯化爐6頂部為鐵粉進口 63，氯 化爐底部設置有出渣口 64，氯化爐6上部設置有氯化爐出氣口，氯化爐出氣口連接至冷凝 器7，冷凝器7下部設置有出料口 71，傳送帶8設置在冷凝器7出料口 71下方，三氯化鐵儲 料鬥9設置在傳送帶8下方。換熱器2的冷源為水，冷凝器7的冷源也為水。通過實踐，本發明的利用鐵粉吸收鋰生產過程中產生的廢氯氣的方法及其裝置， 氯氣的回收利用率高達99%，解決了廢氯氣的環境汙染問題，同時由於鐵粉在很多機加工 廠常常作為廢品丟棄，在生產三氯化鐵的原料中，氯氣和鐵粉成本投入非常少，這樣不但回 收了氯資源，同時生產三氯化鐵的經濟效益較高。以上所述的僅是本發明的優選實施方式之一，應當指出，對於本領域的技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以作出若干改進，如簡單的替換酸性乾燥劑濃硫 酸，簡單的改變溫度參數，這些也應該視為本發明的保護範圍，這些都不會影響本發明實施 的效果和專利的實用性。
權利要求
1.一種利用鐵粉吸收鋰生產過程中產生的廢氯氣的方法，其特徵在於包括有如下步驟1)廢氯氣的收集，在全密封的電解槽中，在電解槽的陽極上端聯結一個收集器，在 1*10_3 9*10_2負壓下將廢氯氣引出槽外；2)將廢氯氣冷卻至10 20°，冷凝分離出其中的部分水；3)採用濃硫酸對冷卻後的氯氣進一步乾燥；4)將廢氯氣通入氯化爐與鐵粉進行反應生成氣態三氯化鐵；5)對氣態的三氯化鐵進行冷卻，得到三氯化鐵晶體。
2.根據權利要求1所述的利用鐵粉吸收鋰生產過程中產生的廢氯氣的方法，其特徵在 於步驟1)中的負壓為1*10_2。
3.根據權利要求1所述的利用鐵粉吸收鋰生產過程中產生的廢氯氣的方法，其特徵在 於步驟2)中的冷卻溫度為15°。
4.一種用於如權利要求1所述的利用鐵粉吸收鋰生產過程中產生的廢氯氣方法的裝 置，其特徵在於包括有氯氣收集器、換熱器、吸收塔、氯化爐和冷凝器，其中收集器安置在 電解槽陽極上，收集器上端出口通過管道連接至換熱器熱源進口，換熱器熱源出口連接到 吸收塔底部進氣口，吸收塔頂部進液口連接濃硫酸，吸收塔出氣口連接氯化爐進氣口，氯化 爐頂部為鐵粉進口，氯化爐底部設置有出渣口，氯化爐上部設置有氯化爐出氣口，氯化爐出 氣口連接至冷凝器，冷凝器下部設置有出料口。
5.根據權利要求4所述的利用鐵粉吸收鋰生產過程中產生的廢氯氣的裝置，其特徵在 於在換熱器熱源出口與吸收塔底部進氣口見設置有氣液分離器。
6.根據權利要求4所述的利用鐵粉吸收鋰生產過程中產生的廢氯氣的裝置，其特徵在 於在吸收塔上部出氣口與氯化爐進氣口間設置有氯氣緩衝罐
7.根據權利要求4所述的利用鐵粉吸收鋰生產過程中產生的廢氯氣的裝置，其特徵在 於冷凝器出料口下方設置有傳送帶，傳送帶下方設置有產品儲藏裝置。
全文摘要
本發明涉及一種氯氣的回收方法及裝置，具體的說是一種利用鐵粉吸收鋰生產過程中產生的廢氯氣的方法及其裝置；裝置包括有氯氣收集器、換熱器、吸收塔、氯化爐和冷凝器，其中收集器安置在電解槽陽極上，收集器上端出口通過管道連接至換熱器熱源進口，換熱器熱源出口連接到吸收塔底部進氣口，吸收塔頂部進液口連接濃硫酸，吸收塔出氣口連接氯化爐進氣口，氯化爐頂部為鐵粉進口，氯化爐底部設置有出渣口，氯化爐上部設置有氯化爐出氣口，氯化爐出氣口連接至冷凝器，冷凝器下部設置有出料口；採用本技術方案的方法和裝置，可以解決鋰生產過程中的廢氯氣的環境汙染問題，同時可回收節約了氯資源，提供經濟性。
文檔編號B01D53/68GK102091527SQ201010605598
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月23日 優先權日2010年12月23日
發明者何衛東 申請人:何衛東