[發(fā)明專利]一種硅微粉漿化電解制硅溶膠的雙極膜電解槽

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810403010.8
• 申請(qǐng)日: 2018-04-28
• 公開（公告）號(hào): CN108467044B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙林;龍澤彬;趙澎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川順應(yīng)動(dòng)力電池材料有限公司
• 主分類號(hào): C01B33/14
• 分類號(hào): C01B33/14;C01B33/146;B01D61/46;B01D61/52
• 代理公司: 四川力久律師事務(wù)所 51221
• 代理人: 陳明龍;劉雪蓮

本發(fā)明公開了一種硅微粉漿化電解制硅溶膠的雙極膜電解槽，包括槽體、陰離子交換膜子系統(tǒng)和陽(yáng)離子交換膜子系統(tǒng)；陰離子交換膜子系統(tǒng)、陽(yáng)離子交換膜子系統(tǒng)將槽體分隔成三個(gè)區(qū)域：反應(yīng)室、陽(yáng)極室和陰極室；所述反應(yīng)室位于陽(yáng)離子交換膜子系統(tǒng)和陽(yáng)離子交換膜子系統(tǒng)之間；所述陽(yáng)極室是陰離子交換膜子系統(tǒng)和槽體隔離形成的腔室，其中設(shè)有陽(yáng)極；所述陰極室是陽(yáng)離子交換膜子系統(tǒng)和槽體隔離形成的腔室，其中設(shè)有陰極；陰極室和反應(yīng)室之間設(shè)置有回流裝置，用于將陰極室內(nèi)堿液泵送回流反應(yīng)室內(nèi)繼續(xù)反應(yīng)。整個(gè)雙極膜電解槽，可實(shí)現(xiàn)堿液連續(xù)循環(huán)，極大減少堿液用量，促進(jìn)硅微粉充分轉(zhuǎn)化為高純硅溶膠產(chǎn)品，開拓硅微粉回收利用新領(lǐng)域，提高其整體回收附加價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及硅微粉回收利用及硅溶膠制備裝置領(lǐng)域，尤其涉及一種硅微粉漿化電解制硅溶膠的雙極膜電解槽。

背景技術(shù)

硅微粉是工業(yè)冶煉金屬硅或硅鐵過(guò)程中通過(guò)高溫除塵收集的高含量的二氧化硅(含量88％)微細(xì)輕質(zhì)固體粉塵。目前，冶煉1000kg硅鐵和1000kg的工業(yè)硅分別會(huì)產(chǎn)生300-500kg的硅微粉廢棄物，在我國(guó)能夠通過(guò)除塵設(shè)備收集到的硅微粉達(dá)到總年產(chǎn)量的三分之一。收集到的硅微粉通常采用堆放的形式處理，不僅造成大面積的土地浪費(fèi)，而且在堆放儲(chǔ)存時(shí)，極易形成揚(yáng)塵，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)車間及空氣質(zhì)量破壞大。

為此，如何將收集到的硅微粉進(jìn)行有效回收利用已成為現(xiàn)有工業(yè)的研究熱點(diǎn)?，F(xiàn)有工業(yè)技術(shù)中，對(duì)硅微粉最常見的回收利用方法，是將收集到的硅微粉作為水泥原料之一回收利用。該回收方法簡(jiǎn)便直接，因而得到廣泛使用。但現(xiàn)有回收利用方法存在回收利用量小，對(duì)硅微粉的回收價(jià)值不高，從而造成對(duì)硅微粉整體回收不充分問(wèn)題。

因此，提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)硅微粉高附加值回收利用的裝置已成為目前亟待解決的技術(shù)問(wèn)題之一。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述不足，本發(fā)明目的在于提供一種硅微粉漿化電解制硅溶膠的雙極膜電解槽，依據(jù)本發(fā)明所述的雙極膜電解槽，不僅能夠在不添加堿液之外的其他化學(xué)物質(zhì)下，通過(guò)電解實(shí)現(xiàn)硅微粉與硅溶膠之間的充分轉(zhuǎn)化，提高硅微粉的整體回收附加價(jià)值，還能將堿液進(jìn)行多次循環(huán)使用，極大減少酸堿用量，操作簡(jiǎn)便、環(huán)保高效。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：

一種硅微粉漿化電解制硅溶膠的雙極膜電解槽，所述雙極膜電解槽包括槽體、陰離子交換膜子系統(tǒng)和陽(yáng)離子交換膜子系統(tǒng)；

所述陽(yáng)離子交換膜子系統(tǒng)、陽(yáng)離子交換膜子系統(tǒng)將槽體分隔成三個(gè)區(qū)域，分別是反應(yīng)室、陽(yáng)極室和陰極室；

所述反應(yīng)室位于陽(yáng)離子交換膜子系統(tǒng)和陽(yáng)離子交換膜子系統(tǒng)之間；

所述陽(yáng)極室是陰離子交換膜子系統(tǒng)和槽體隔離形成的腔室，在陽(yáng)極室內(nèi)設(shè)置有陽(yáng)極；

所述陰極室是陽(yáng)離子交換膜子系統(tǒng)和槽體隔離形成的腔室，在陰極室內(nèi)設(shè)置有陰極；

所述陰極室和反應(yīng)室之間設(shè)置有回流裝置，用于將陰極室的堿液泵送回流至反應(yīng)室內(nèi)繼續(xù)反應(yīng)。

依據(jù)本發(fā)明提供的一種硅微粉漿化電解制硅溶膠的雙極膜電解槽，待處理的硅微粉在位于陰離子交換膜子系統(tǒng)和陽(yáng)離子交換膜子系統(tǒng)之間的反應(yīng)室內(nèi)與堿液充分混合漿化反應(yīng)得到硅酸根離子和陽(yáng)離子；同時(shí)，連接在兩電極上的電壓形成的電場(chǎng)對(duì)反應(yīng)室內(nèi)的溶液離子起到定向驅(qū)動(dòng)作用，使反應(yīng)室內(nèi)的硅酸根離子在電場(chǎng)作用下，透過(guò)陰離子交換膜子系統(tǒng)，進(jìn)入陽(yáng)極室內(nèi)與陽(yáng)極電解產(chǎn)生的H⁺結(jié)合，轉(zhuǎn)化為硅酸溶液，隨硅酸溶液濃度增大，則水解轉(zhuǎn)化為硅溶膠；同時(shí)，反應(yīng)室中的陽(yáng)離子則在電場(chǎng)作用下，透過(guò)陽(yáng)離子交換膜子系統(tǒng)，進(jìn)入陰極室。由于陰極電解產(chǎn)出的氫氧根，所以陽(yáng)離子進(jìn)入陰極室以后，陰極室的溶液轉(zhuǎn)化為可用于硅微粉混合漿化的堿液，得到堿液。同時(shí)，陰極室內(nèi)得到的堿液通過(guò)設(shè)置在所述陰極室和反應(yīng)室之間的回流裝置，定向回流至反應(yīng)室內(nèi)循環(huán)反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)堿液的充分循環(huán)利用，減少外加堿液用量，并確保整體反應(yīng)的連續(xù)性。