[實用新型]超聲波強化電氧化分解工藝的裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200820052930.1
• 申請日: 2008-04-21
• 公開（公告）號: CN201176452Y
• 公開（公告）日: 2009-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 符劍剛;鐘宏
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號: C22B3/02
• 分類號: C22B3/02;C02F1/461;C25B9/00
• 代理公司: 長沙市融智專利事務(wù)所
• 代理人: 鄧建輝

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種超聲波電氧化的裝置，屬于化工、冶金等領(lǐng)域的一種氧化分解設(shè)備。

背景技術(shù)

電化學(xué)方法可提供及強的氧化、還原能力，并能通過改變電化學(xué)因素，如電流密度、電極電位、電催化活性及選擇性等較為方便地控制、調(diào)節(jié)反應(yīng)的方向、限度、速率。因此，電氧化法廣泛用于化工、冶金、環(huán)保等領(lǐng)域，氧化分解硫化礦物、高濃有機廢水分解或降解、有機電合成等，是電化學(xué)方法在環(huán)保、冶金等工業(yè)中的又一重大應(yīng)用。

隨著環(huán)保要求的日趨嚴(yán)格，以及金屬綜合回收的迫切需要，硫化礦物的濕法氧化浸出所占比例越來越大。易氧化分解的硫化礦物如銅、鉛、鋅等，其氧壓煮分解工藝已成功應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)(CN1465723)，能實現(xiàn)多金屬的環(huán)保和高效回收。為了降低對設(shè)備的依賴性，專利CN1266908介紹的一種鋅、銅、鎘、鉛混合硫化礦物等的濕法冶金處理方法，通過利用強氧化劑(過硫酸銨+氨水)來氧化分解并浸出金屬硫化物，然后經(jīng)絡(luò)合置換，銅鎘分離、鋅的離析等工序?qū)⒂袃r金屬鋅、銅、鎘、鉛分別回收，該方法既可提高金屬的提取回收率，也可減少冶金過程對環(huán)境的污染，但是氧化劑價格較貴且消耗量過大，造成生產(chǎn)成本偏高。

對于輝鉬礦等難氧化分解一類的硫化礦物，目前大多采用傳統(tǒng)焙燒-氨浸工藝，存在環(huán)境污染嚴(yán)重、Mo及伴生Re的回收率不高等弊端。而氧壓煮工藝則需要高溫高壓(氧分壓1.7～2.5Mpa，溫度180～250℃，見US6149883、US4551313)條件，生產(chǎn)技術(shù)難度大，對設(shè)備要求苛刻。電氧化分解工藝是在NaClO分解工藝基礎(chǔ)之上發(fā)展起來的，通過電解產(chǎn)生強氧化劑(如NaClO、氯氣等)來氧化分解硫化礦物，它繼承了浸出率高、反應(yīng)條件溫和、無污染的特點。該工藝消耗的主要是電能，原料消耗大為降低，但其主要缺點是電流效率不高(喻慶華，陳庭章.從選鉬尾礦中同收鉬[J].礦冶工程，1992，12(2))，其原因是電氧化過程中傳質(zhì)效果不佳、電極表面易沉積異物所引起因此(Gupta?C?K.Extractive?metallurgy?of?molybdenum[M].London：CRC?Press，1992.)。

同樣的，有機物電化學(xué)合成工藝中，常采用氧化還原電對(如Br₂/Br-、Mn³⁺/Mn²⁺、Ce⁴⁺/Ce³⁺等)間接電氧化制備有機酸類等化合物。盡管電氧化合成工藝簡單，原料消耗低、反應(yīng)選擇性好等優(yōu)點，但由于電化學(xué)過程反應(yīng)復(fù)雜，產(chǎn)物與生成物的擴(kuò)散往往成為控制步驟，導(dǎo)致電流效率不高，難以兼顧環(huán)境效益與經(jīng)濟(jì)效益(CN1940140)。

電氧化工藝在處理各種高濃有機廢水、難生化降解的高濃度有機廢水的預(yù)處理等方面有較多報道。電氧化工藝是通過惰性陽極產(chǎn)生氧化基團(tuán)降解水中的有機物，能有效地破壞難生物降解有機物的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，使污染物徹底降解，因此已成為現(xiàn)代高級氧化技術(shù)(Advanced?Oxidation?Processes)研究領(lǐng)域的一個熱點。專利CN2307782公布了一種處理水溶性COD與色度的電氧化塔，其特點是在塔內(nèi)第一反應(yīng)室中部橫向平置若干層鉑系金屬制成的陽性電極板和不銹鋼制成的陰電極，在直流電源通電情況下，利用廢液中自有電解質(zhì)產(chǎn)生多種強氧化劑，分別在第一、二反應(yīng)室氧化水溶性COD與色度物質(zhì)，并使污染的活性炭再生。該設(shè)備占地小、操作穩(wěn)定，可廣泛適用于對工業(yè)廢水的深度處理，但是該設(shè)備在電氧化過程中電流效率不高，COD等溶解性雜質(zhì)指標(biāo)的去除效果不佳，其主要原因在于電解過程傳質(zhì)效果不佳、氧化作用時間不夠等。