[發明專利]從用于生產氣態氟的電解池中回收污染的電解質的方法

無效

• 申請號: 200910134686.2
• 申請日: 2009-03-27
• 公開（公告）號: CN101570867A
• 公開（公告）日: 2009-11-04
• 發明（設計）人: P·G·埃克瓦格;J·B·普賴斯;D·克雷格;S·羅賓遜;K·C·貝克曼;A·格林威爾;R·特拉維斯
• 申請（專利權）人: 霍尼韋爾國際公司
• 主分類號: C25B15/08
• 分類號: C25B15/08;C25B1/24
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 段曉玲;韋欣華

技術領域

本發明涉及從用于生產氣態氟的電解池(electrolytic?cell)中回收(reclaim)電解質的方法。

背景技術

氣態氟(F₂)由氫氟酸(HF)裂解制備(氫氣(H₂)作為另一產物)。裂解在電解池中發生。每個電解池典型地含有氟氫化鉀(KHF₂)和HF的混合物的液體電解質，通常被稱為“熔體(melt)”。電力通過所述液體電解質以生成產物。

在電解池操作中，電解池體和電解池頭中的金屬部件隨著時間流逝而腐蝕形成離子，溶解和/或懸浮于所述熔體中。最常見的為鐵離子。當電解質中金屬離子含量達到約1重量％時(以電解質總重量計)，電解池性能開始惡化。2％時，性能惡化至電解質通常廢棄并且電解池補充新電解質的程度。

工業中處理電解質中離子污染的問題的一個方法是加入鋰離子源(從例如LiF中得到)。鋰離子使其它金屬(包括鐵離子)沉淀。

商業生產過程中遇到的一個問題是鋰離子的過量使用加劇了電解池內的腐蝕速度。另一個問題是污染的電解質的處置。污染的電解質必須在廢物處理裝置中處理/加工。

具有其中可以控制電解池中的污染的方法將會是理想的。同樣理想的是具有其中待處置的污染電解質的量減少的方法。

發明內容

根據本發明，提供從用于生產氣態氟的電解池中回收污染的電解質的方法。污染的電解質是氟氫化鉀和氫氟酸的混合物，所述混合物中含有金屬離子。所述方法具有以下步驟：a)將污染的電解質從所述電解池移入處理槽中；b)向處理槽中的所述污染電解質加入鋰化合物，以引起至少部分和優選實質上全部的所述金屬離子沉淀；c)允許所述金屬離子沉淀到處理槽底部；d)從處理槽底部移除沉淀的金屬離子，得到回收的電解質；e)將回收的電解質返還至所述電解池。

根據本發明，提供用于在從用于生產氣態氟的電解池中回收污染的電解質時產生污染額度(pollution?credit)的方法。

具體實施方式

電解質主要由組分氟氫化鉀和/或氫氟酸構成。氟氫化鉀典型地占約58-約62重量％，更典型地占約59-約61重量％。氫氟酸典型地占約38-約42重量％和更典型地占約39-約41重量％。

隨著時間流逝和使用，電解池的電解質(熔體)被金屬離子污染。金屬離子典型地源自電解池體、電解池頭、其它金屬部件和電解池內其他金屬接觸表面的腐蝕。所述離子可來自電解池內的任何接觸金屬，包括鐵、鎳和錳的。鐵離子是最常見的。所述金屬離子溶于所述熔體中。

為了回收污染的電解質，將所述電解質從電解池移至(即，提取至)單獨的處理槽。沉淀劑(settling?agent)，即鋰化合物，加入處理槽中引起金屬離子沉淀。有用的鋰化合物是氟化鋰(LiF)。金屬離子(以及鋰離子)可沉淀到處理槽的底部。

沉淀的金屬離子從處理槽底部移出至廢物流中并被處理掉。典型的，該廢物流呈現出如下形式：沉淀的金屬離子在較小比例(minor?proportion)的去除污染后的電解質中的漿料狀混合物。廢物流典型地送入廢物處理裝置中處理。較大比例(major?proportion)的所述去除污染的電解質作為回收的電解質返還至電解池中。如果需要，回收的電解質在返回電解池前可以從處理槽中移至保持槽中一段時間。任選地，氟氫化鉀和/或氫氟酸可作為必要的加入到所述回收的電解質中以恢復含量至理想的參考水平。

本發明的方法使得通常會必須全部送至廢物處理裝置進行處理的污染電解質的量明顯減少。采用本發明的方法，典型地只有大約30％電解質損失在廢物處理中。這樣，材料節省和廢物處理節省大約70％。

除了材料節省和廢物處理節省之外，本發明的方法提供另一優勢為最小化回收電解質后電解池中的鋰含量。加入到處理槽中電解質中的大多數鋰離子沉淀，并且在所述較大比例的去除污染的電解質(去除污染的電解質的剩余部分)返回電解池前，和其它金屬離子一起移除。在回收的電解質中鋰離子含量為痕量。這樣，電解池中電極和接觸表面在鋰離子中的暴露最小化。最小化電極和其他金屬接觸表面對鋰離子的暴露也使得加快腐蝕速度的危險降至最低。

本發明的另一方面是使用從制備氣態氟中使用的電解池中回收污染的電解質的方法，作為產生污染額度的方法，所述污染額度鑒于回收的并不在廢物處理裝置中處置的電解質數量或比例。

應理解前述描述僅為本發明的舉例說明。在不偏離本發明的情況下，本領域技術人員可預見各種替換方案和改變。因此，本發明旨在涵蓋所有這些落在所附權利要求范圍內的替換方案、改變和變化。