[發(fā)明專利]一種電解車間槽面酸霧源削減清潔生產(chǎn)方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910669643.8
• 申請日: 2019-07-24
• 公開（公告）號: CN110373686A
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發(fā)明（設計）人: 段寧;降林華;徐夫元
• 申請（專利權）人: 中國環(huán)境科學研究院
• 主分類號: C25C7/06
• 分類號: C25C7/06
• 代理公司: 北京棘龍知識產(chǎn)權代理有限公司 11740
• 代理人: 戴麗偉

本發(fā)明提出了一種電解車間槽面酸霧源削減清潔生產(chǎn)方法及系統(tǒng)。本發(fā)明通過在正常電解過程中向槽內的電解液及陽、陰極板上施加一定超聲頻率和功率密度的超聲，達到控制其表面析出氧氣和氫氣氣泡尺寸、數(shù)量及運動速度與方向的目的，進而控制由氧、氫氣泡隨后在電解液自由液面爆破釋放酸霧液滴的過程，從源頭上減少因氣泡在電解液自由液面處爆破濺射所造成的大量酸霧的產(chǎn)生及高價值資源損失，顯著減低了末端治理設施投入和高昂的運行費用，避免了酸霧處理渣二次污染的產(chǎn)生，減輕槽面酸霧對車間內工人健康的損害以及車間外生態(tài)環(huán)境的破壞；同時可提高電解電流效率，降低電能消耗。普遍適用于電解鋅、電解錳、電解鎳等濕法電解過程槽面酸霧的源頭防控。

技術領域

本申請涉及濕法冶金領域，尤其涉及一種電解車間槽面酸霧源削減清潔生 產(chǎn)方法及系統(tǒng)。

背景技術

鋅、錳、銅和鎳等金屬的濕法電解過程產(chǎn)生大量酸霧，這些酸霧主要是由 電解過程陰陽兩極產(chǎn)生的氫氧氣體在電解液面發(fā)生氣泡爆破而釋放到車間大 氣環(huán)境中。以鋅電解為例，陽極上H₂O失電子生成H⁺和O₂；陰極上Zn²⁺得電子 生成Zn，同時發(fā)生副反應生成H₂。O₂和H₂以氣泡的形式上升至電解液表面后就 會爆破并產(chǎn)生酸霧。電解車間的酸霧不僅會腐蝕車間設備，而且嚴重危害車間 工人和周邊居民的身體健康，硫酸的毒理學作用主要表現(xiàn)為急性毒作用和慢性 毒作用。急性毒作用表現(xiàn)為刺激和腐蝕皮膚及粘膜組織，可引起結膜炎、結膜 水腫、角膜混濁，以致失明；刺激呼吸道，重者發(fā)生呼吸困難和肺水腫等疾病。 慢性毒作用表現(xiàn)為牙齒酸蝕癥、鼻癌、喉癌、慢性支氣管炎、肺氣腫、肺硬化、 肺癌。同時更為嚴重的是，酸霧中富集了高濃度的鉛、鉻、鎘等一類重金屬污 染物，具有典型的“致癌、致畸、致突變”的三致效應，加重了其環(huán)境危害， 也是外環(huán)境大氣霧霾的重要來源。酸霧所含的大量重金屬及酸等污染組分導致 了其環(huán)境毒性遠遠高于常規(guī)大氣細顆粒物，因此，必須對其進行嚴控。

目前處理酸霧的主要技術包括向電解液中添加酸霧抑制劑、電解液面放置 漂浮物、槽面加裝收集罩或墊子、槽面強制通風等四種方式。(1)酸霧抑制劑 主要通過調控電解液表面張力的方式實現(xiàn)酸霧減排，其減排效率可以達到20％ 至98％，效果明顯。但是，該技術實施費用高、添加的酸霧抑制劑會影響陰極 金屬產(chǎn)品的純度和電積效率，容易使槽況惡化；(2)添加漂浮物則是通過添加 塑料小球或玻璃粉等輔助物減少電解液的表面積降低酸霧的排放，該技術減排 效率在30％至60％，優(yōu)點是廉價，但是這種方式會堵塞管道和循環(huán)泵等設施， 還會污染陰極產(chǎn)品，使其變厚難于剝離；(3)設置收集罩或墊子是通過集中收集或直接阻止酸霧進入車間空氣中，這一措施容易破壞正常電解平衡條件，導 致電解過程紊亂，而且影響日常人工巡槽和出入槽操作，過程復雜，費時費力； (4)強制通風技術是先將槽面酸霧收集后再集中吸收處理，目前應用較多， 雖然不會對產(chǎn)品造成影響，但是通風量要求足夠大，整個收集處理系統(tǒng)的電耗 高達電解電耗的20％左右，而且酸霧吸收堿性試劑消耗大，吸收酸后產(chǎn)生了大 量含重金屬雜質的硫酸鹽濃液，尚無好的利用途徑，因此，該法運行成本較高。 總而言之，上述不同技術方法的弊端限制了其在實際車間中應用。另外，降低 電流密度也是一種酸霧減排的方法，但是該方法直接影響目標金屬的產(chǎn)量和電 耗，較難在實際應用中進行推廣。而目前通過調控酸霧形成過程從源頭減少酸 霧削減的清潔生產(chǎn)技術缺乏。

發(fā)明內容

為解決上述技術問題之一，本發(fā)明提供了一種電解車間槽面酸霧源削減清 潔生產(chǎn)方法及系統(tǒng)。

本發(fā)明實施例第一方面提供了一種電解車間槽面酸霧源削減清潔生產(chǎn)方 法，所述方法包括：

按照電解生產(chǎn)要求，向電解槽中放入陽極板和陰極板，并向所述電解槽中 連續(xù)通入一定組成、濃度和溫度的電解液；

在預設的電解電流密度、超聲頻率和功率密度下同時開啟電解和超聲進行 連續(xù)生產(chǎn)。

優(yōu)選地，所述超聲的頻率為20kHz至500MHz。