膜電積工藝中氯氣的吸收研究.pdf

1、金屬鈷因其有良好的理化性質(zhì)，具有強(qiáng)度大、耐高溫、耐磨損等優(yōu)良性能，被廣泛的應(yīng)用于社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域。隨著科技的進(jìn)步，我國(guó)有色金屬精煉行業(yè)日益發(fā)展，一般采用氯化物體系的電解液進(jìn)行電積，但是在生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)有大量的氯氣生成。氯氣是一種具有強(qiáng)氧化性、腐蝕性的有毒氣體，不僅會(huì)危害一線職工的身心健康，對(duì)環(huán)境造成污染，而且還會(huì)影響電積過(guò)程中金屬的沉積質(zhì)量。因此，需要對(duì)傳統(tǒng)的電積工藝加以改造，研發(fā)出一種新型的電積工藝是目前該行業(yè)亟待解決的問(wèn)題。
　　

2、本試驗(yàn)將離子交換膜與電極有機(jī)的結(jié)合成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)——膜組件，利用其中陽(yáng)離子交換膜能夠有效地阻擋陰離子穿過(guò)的特殊性能，阻擋了氯離子進(jìn)入陽(yáng)極室發(fā)生氧化反應(yīng)，進(jìn)而從根本上減少了氯氣的產(chǎn)生。本試驗(yàn)以電流效率、電解能耗以及氯氣的抑制率作為試驗(yàn)的衡量標(biāo)準(zhǔn)，分別對(duì)電流密度、電解液的循環(huán)量、電解液溫度、硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、極間距和電解液濃度進(jìn)行了單因素的試驗(yàn)研究。通過(guò)正交試驗(yàn)的比較分析，最終確定了試驗(yàn)的最佳運(yùn)行參數(shù)組合:CoCl2溶液pH=3，Co2+濃度

3、100g/L，HCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5％，H2SO4質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5％，電流密度180A/m2，溫度40℃，極板間距8cm，循環(huán)流量140mL/min，電解4h。在該條件下進(jìn)行電解，電流效率可以達(dá)到98.71％，電解能耗為3867 kW·h，氯氣的抑制率為96.15％;同時(shí)電解后所形成的鈷板其色澤光亮，表面平整，結(jié)構(gòu)致密且無(wú)孔洞存在，金屬鈷的品質(zhì)良好。經(jīng)方差分析可知，電流密度、循環(huán)流量、極間距及溫度對(duì)膜電積工藝的電流效率影響不同，其影響順序是

4、:電流密度＞溫度＞循環(huán)流量＞極間距。以氯氣的抑制率為衡量標(biāo)準(zhǔn)，電解液溫度、硫酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)及極間距的影響順序?yàn)殡娊庖簻囟龋玖蛩豳|(zhì)量分?jǐn)?shù)＞極間距。
　　本試驗(yàn)采用水射器吸收裝置吸收電解過(guò)程中生成的氯氣，并對(duì)堿液吸收法、亞硫酸鈉吸收法、氯化亞鐵吸收法和硫代硫酸鈉吸收法這四種方法進(jìn)行了試驗(yàn)比較分析，得出氯化亞鐵吸收法無(wú)論從吸收效果、吸收成本，還是對(duì)環(huán)境的影響等方面均具有可行性，潛力巨大。
　　為了實(shí)現(xiàn)工藝的規(guī)?；c工業(yè)化，本課題進(jìn)行了