权利要求

1.一种用于钴电积过程中阳极液脱氯的脱氯塔，其特征在于：包括塔体(1);

塔体(1)上部设有第一进液口(8)，塔体(1)顶部设有出气口(10);

塔体(1)内由上至下设有进液喷淋管(11)和多个循环液喷淋管(6)，每个循环液喷淋管(6)下方对应设置有填料支撑(5)，填料支撑(5)上设有填料层(5-1);

塔体(1)下部为溶液区(3)，溶液区(3)与最底层的填料支撑(5)之间设有吹风口(4);

塔体(1)底部设有循环液出口(12)和第一出液口(13);循环液出口(12)通过循环管道(14)连接至各循环液喷淋管(6)，循环管道(14)上设有循环泵(15);第一出液口(13)连接有第一出液管(16)，第一出液管(16)上设有第一出液泵(17)。

2.根据权利要求1所述的一种用于钴电积过程中阳极液脱氯的脱氯塔，其特征在于：在塔体(1)下部还设有第二进液口(9);在塔体(1)底部还设有第二出液口(18)，第二出液口(18)连接有第二出液管(19)。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于钴电积过程中阳极液脱氯的脱氯塔，其特征在于：所述溶液区(3)内设有气体分散器(2)。

4.根据权利要求3所述的一种用于钴电积过程中阳极液脱氯的脱氯塔，其特征在于：所述气体分散器(2)包括主管(2-2)、多个支管(2-4)和多个膜管(2-3)，多个支管(2-4)连接在主管(2-2)两侧，多个膜管(2-3)连接在支管(2-4)上。

5.根据权利要求4所述的一种用于钴电积过程中阳极液脱氯的脱氯塔，其特征在于：在溶液区(3)设有液位计(7)。

6.根据权利要求5所述的一种用于钴电积过程中阳极液脱氯的脱氯塔，其特征在于：所述液位计(7)与循环泵(15)相连接。

7.一种用于钴电积过程中阳极液脱氯的脱氯系统，其特征在于：由至少两个权利要求2-6中任一项所述的用于钴电积过程中阳极液脱氯的脱氯塔串联组成，前一个脱氯塔的第一出液管(16)连接至后一个脱氯塔的第一进液口(8)，前一个脱氯塔的第二出液管(19)连接至后一个脱氯塔的第二进液口(9);第一个脱氯塔的第二进液口(9)封堵，最后一个脱氯塔的第二出液口(18)封堵。

8.一种用于钴电积过程中阳极液脱氯的方法，其特征在于：使用权利要求1所述的一种用于钴电积过程中阳极液脱氯的脱氯塔，包括以下步骤：

A、将吹风口(4)连接至气源;将出气口(10)连接至碱液吸收设备;

B、将脱氯前阳极液输送至进液喷淋管(11)，进行喷淋，下落的阳极液液滴依次在各填料层(5-1)中与吹风口(4)吹入的气流逆向接触，游离氯转移至气相，含氯气体通过出气口(10)排出至碱液吸收设备;

C、经过初步脱氯后的阳极液液滴聚集在溶液区(3)，由循环泵(15)泵送至各循环液喷淋管(6)，液滴再次与气流逆向接触，进行再次脱氯;

D、最终脱氯后的溶液由第一出液泵(17)泵送返回电积系统。

9.一种用于钴电积过程中阳极液脱氯的方法，其特征在于：使用权利要求7所述的一种用于钴电积过程中阳极液脱氯的脱氯系统，包括以下步骤：

A、将各脱氯塔的吹风口(4)连接至气源;将各脱氯塔的出气口(10)连接至碱液吸收设备;

B、将脱氯前阳极液输送至第一个脱氯塔的进液喷淋管(11)，在第一个脱氯塔内，下落的阳极液液滴依次在各填料层(5-1)中与吹风口(4)吹入的气流逆向接触，游离氯转移至气相，含氯气体通过出气口(10)排出至碱液吸收设备;

C、在第一个脱氯塔内，经过初步脱氯后的阳极液液滴聚集在溶液区(3)，由循环泵(15)泵送至各循环液喷淋管(6)，再次与气流逆向接触，进行再次脱氯，同时，前一个脱氯塔溶液区(3)的阳极液，一部分通过第一出液泵(17)泵送至后一个脱氯塔的第一进液口(8)，一部分通过第二出液管(19)输送至后一个脱氯塔的第二进液口(9);

D、在除第一个脱氯塔的其余各脱氯塔内，同样地，溶液区(3)内的阳极液由循环泵(15)泵送至各循环液喷淋管(6)，由进液喷淋管(11)和循环液喷淋管(6)喷淋出的液滴依次在各填料层(5-1)中与吹风口(4)吹入的气流逆向接触，进行脱氯作业;

E、最终脱氯后的溶液由最后一个脱氯塔的第一出液泵(17)泵送返回电积系统。

说明书

技术领域

[0001]本发明属于有色湿法冶金领域，具体涉及一种用于钴电积过程中阳极液脱氯的脱氯塔、脱氯系统、方法。

背景技术

[0002]现代电积钴行业多采用氯化体系电积工艺制备金属钴，氯离子在阳极板表面聚集并反应，阳极液中有游离氯不断产生。游离氯含量过高存在以下弊端：1、游离氯具有强氧化性，会渗透到电积槽阴极室内，造成设备涂层腐蚀，缩短设备寿命，造成设备维护成本增加;2、经过系统循环后阳极液中氯气进入电积系统，导致生产现场氯气浓度升高，恶化作业环境，严重危害岗位人员身体健康;3、传统脱氯技术(如间断式脱氯柱)效率较低，需频繁切换高氯阳极液，导致能耗和吨钴加工成本上升。

[0003]在氯化体系电积生产过程中，阳极液脱氯处理是至关重要的。目前主要采用以下技术手段。

[0004]1、真空蒸发脱氯技术：通过高温(75-85℃)和高真空度(-50至-70 kPa)环境，降低氯气溶解度，使游离氯与阳极液分离实现溶液脱氯及浓缩阳极液体积的目的。阳极液经换热器加热后进入真空蒸发器，在填料层中闪蒸浓缩，蒸发产生的氯气与水蒸气经冷凝器分离后，氯气由碱液吸收，浓缩后的阳极液返回电积体系。虽然这种工艺能有效解决上述问题，但初期设备投资较高，对技术升级提出更高要求，且该工艺会消耗大量蒸汽，往往会造成能耗的上升。

[0005]2、化学还原法(双氧水多级脱氯)：利用双氧水(H2O2)作为还原剂，在酸性条件下(pH=1.0–3.0)将游离氯还原为Cl⁻，避免引入新杂质。阳极液经气液分离后与双氧水按照体积比为1:500-700通入多级串联脱氯槽，实现脱氯。这种方案不引入硫酸钠等杂质，适合高纯钴生产，并且运行成本低，脱氯时间短。但是，这种方式对人员的操作水平有很高要求，且双氧水稳定性差，储存和使用需严格防护，存在安全隐患。

[0006]所以，如何降低阳极液中游离氯含量一直是电积钴行业中亟待解决的问题。

发明内容

[0007]本发明的目的是提供一种用于钴电积过程中阳极液脱氯的脱氯塔，以解决现有脱氯工艺存在的设备投资高、能耗高、对人员的操作水平要求高的问题。

[0008]本发明的另一目的是提供一种用于钴电积过程中阳极液脱氯的脱氯系统。

[0009]本发明的再一目的是提供一种用于钴电积过程中阳极液脱氯的方法。

[0010]本发明的技术方案是：

(一)

一种用于钴电积过程中阳极液脱氯的脱氯塔，包括塔体;塔体上部设有第一进液口，塔体顶部设有出气口;塔体内由上至下设有进液喷淋管和多个循环液喷淋管，每个循环液喷淋管下方对应设置有填料支撑，填料支撑上设有填料层;塔体下部为溶液区，溶液区与最底层的填料支撑之间设有吹风口;塔体底部设有循环液出口和第一出液口;循环液出口通过循环管道连接至各循环液喷淋管，循环管道上设有循环泵;第一出液口连接有第一出液管，第一出液管上设有第一出液泵。

[0011]作为本发明的进一步改进，在塔体下部还设有第二进液口;在塔体底部还设有第二出液口，第二出液口连接有第二出液管。

[0012]作为本发明的进一步改进，溶液区内设有气体分散器。

[0013]作为本发明的进一步改进，气体分散器包括主管、多个支管和多个膜管，多个支管连接在主管两侧，多个膜管连接在支管上。

[0014]作为本发明的进一步改进，在溶液区设有液位计。

[0015]作为本发明的进一步改进，液位计与循环泵相连接。

[0016](二)

一种用于钴电积过程中阳极液脱氯的脱氯系统，由至少两个上述用于钴电积过程中阳极液脱氯的脱氯塔串联组成，前一个脱氯塔的第一出液管连接至后一个脱氯塔的第一进液口，前一个脱氯塔的第二出液管连接至后一个脱氯塔的第二进液口;第一个脱氯塔的第二进液口封堵，最后一个脱氯塔的第二出液口封堵。

[0017](三)

一种用于钴电积过程中阳极液脱氯的方法，使用上述用于钴电积过程中阳极液脱氯的脱氯塔，包括以下步骤：

A、将吹风口连接至气源;将出气口连接至碱液吸收设备;

B、将脱氯前阳极液输送至进液喷淋管，进行喷淋，下落的阳极液液滴依次在各填料层中与吹风口吹入的气流逆向接触，游离氯转移至气相，含氯气体通过出气口排出至碱液吸收设备;

C、经过初步脱氯后的阳极液液滴聚集在溶液区，由循环泵泵送至各循环液喷淋管，液滴再次与气流逆向接触，进行再次脱氯;

D、最终脱氯后的溶液由第一出液泵泵送返回电积系统。

[0018](四)

一种用于钴电积过程中阳极液脱氯的方法，使用上述用于钴电积过程中阳极液脱氯的脱氯系统，包括以下步骤：

A、将各脱氯塔的吹风口连接至气源;将各脱氯塔的出气口连接至碱液吸收设备;

B、将脱氯前阳极液输送至第一个脱氯塔的进液喷淋管，在第一个脱氯塔内，下落的阳极液液滴依次在各填料层中与吹风口吹入的气流逆向接触，游离氯转移至气相，含氯气体通过出气口排出至碱液吸收设备;

C、在第一个脱氯塔内，经过初步脱氯后的阳极液液滴聚集在溶液区，由循环泵泵送至各循环液喷淋管，再次与气流逆向接触，进行再次脱氯，同时，前一个脱氯塔溶液区的阳极液，一部分通过第一出液泵泵送至后一个脱氯塔的第一进液口，一部分通过第二出液管输送至后一个脱氯塔的第二进液口;

D、在除第一个脱氯塔的其余各脱氯塔内，同样地，溶液区内的阳极液由循环泵泵送至各循环液喷淋管，由进液喷淋管和循环液喷淋管喷淋出的液滴依次在各填料层中与吹风口吹入的气流逆向接触，进行脱氯作业;

E、最终脱氯后的溶液由最后一个脱氯塔的第一出液泵泵送返回电积系统。

[0019]本发明的有益效果是：

1. 本发明设计了脱氯塔，喷淋出的阳极液液滴由脱氯塔上部向下落，塔体下部吹入空气，一方面，空气由下至上运动，阳极液液滴在填料层中与气流逆向接触，则游离氯转移至气相，另一方面，最底层填料层下方吹入空气，可以推动含氯气体向塔顶移动，最终，含氯气体通过出气口排出。本发明通过气液接触过程脱氯，无需添加化学药剂，仅通过物理传质即可实现脱氯，消除化学药剂带来的安全隐患。

[0020]2. 本发明在脱氯塔中设计了多层填料层及循环液喷淋管，填料为气液两相提供巨大的比表面积，促进充分接触和传质，增强气液接触与传质，从而高效去除溶液中的游离氯。阳极液不断进行多层循环和多层气流逆向接触，通过循环喷淋增加气液反应次数，提升脱氯效率。

[0021]3. 本发明脱氯塔结构简单，设备投资低，运行能耗低、成本低，设备兼容性强且环保，适用于钴电积行业的循环生产系统，具有很强的实用性。

[0022]4. 本发明设计了脱氯系统，经过多个脱氯塔的处理进一步提高脱氯效果，企业可根据实际生产情况灵活设置脱氯塔的数量，满足各种生产需求。

[0023]5. 本发明方法操作方便，对人员的操作水平无高要求，保证生产质量和效率。

附图说明

[0024]图1是本发明一种用于钴电积过程中阳极液脱氯的脱氯塔的结构示意图;

图2是本发明中气体分散器的结构示意图;

图3是本发明一种用于钴电积过程中阳极液脱氯的脱氯系统的结构示意图。

[0025]图中：1为塔体;2为气体分散器;2-2为主管;2-3为膜管;2-4为支管;3为溶液区;4为吹风口;5为填料支撑;5-1为填料层;6为循环液喷淋管;7为液位计;8为第一进液口;9为第二进液口;10为出气口;11为进液喷淋管;12为循环液出口;13为第一出液口;14为循环管道;15为循环泵;16为第一出液管;17为第一出液泵;18为第二出液口;19为第二出液管。

具体实施方式

[0026]以下结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步详细说明。

[0027]实施例1、

如图1、图2所示，一种用于钴电积过程中阳极液脱氯的脱氯塔，包括塔体1;塔体1上部设有第一进液口8，塔体1顶部设有出气口10;塔体1内由上至下设有进液喷淋管11和多个循环液喷淋管6，每个循环液喷淋管6下方对应设置有填料支撑5，填料支撑5上设有填料层5-1;塔体1下部为溶液区3，溶液区3与最底层的填料支撑5之间设有吹风口4;塔体1底部设有循环液出口12和第一出液口13;循环液出口12通过循环管道14连接至各循环液喷淋管6，循环管道14上设有循环泵15;第一出液口13连接有第一出液管16，第一出液管16上设有第一出液泵17。

[0028]在塔体1下部还设有第二进液口9;在塔体1底部还设有第二出液口18，第二出液口18连接有第二出液管19。

[0029]溶液区3内设有气体分散器2。气体分散器2包括主管2-2、多个支管2-4和多个膜管2-3，多个支管2-4连接在主管2-2两侧，多个膜管2-3连接在支管2-4上。膜管2-4均匀分散主管道气流，产生微小气泡以加速游离氯与阳极液分离。

[0030]在溶液区3设有液位计7。液位计7与循环泵15相连接。

[0031]一种用于钴电积过程中阳极液脱氯的方法，使用上述用于钴电积过程中阳极液脱氯的脱氯塔，包括以下步骤：

A、将吹风口4连接至气源;将出气口10连接至碱液吸收设备;将气体分散器2的主管2-2连接至压缩空气设备;

B、将脱氯前阳极液经第一进液口8输送至进液喷淋管11，进行雾化喷淋，下落的阳极液雾化液滴依次在各填料层5-1中与吹风口4吹入的气流逆向接触，游离氯转移至气相，含氯气体通过出气口10排出，经引风机引入至碱液吸收设备;

C、经过初步脱氯后的阳极液液滴聚集在溶液区3，液位计7实时监测溶液区3内液体高度，当液位升高至液位计7设置的上限数值时，循环泵15开启，阳极液由循环泵15泵送至各循环液喷淋管6，雾化液滴再次与气流逆向接触，进行再次脱氯;气体分散器2利用微孔膜管2-3产生大量均匀的微气泡，增加了自循环过程中与游离氯与压缩空气的接触比表面积，使游离氯随大量微气泡上升至溶液区3内溶液上表面，吹风口4吹入的空气推动含氯气体向上移动经过各填料层，强化传质过程，进一步提高脱氯效率;当液位低至液位计7设置的下限数值时，循环泵15关闭;

D、最终脱氯后的溶液由第一出液泵17泵送返回电积系统。

[0032]填料支撑5设有3层。填料层5-1采用聚丙烯材质的φ50的鲍尔环，每层高度400mm，总高度1.2m。

[0033]吹风口4流速度控制在2m/s。

[0034]进液喷淋管11和循环液喷淋管6喷淋出的阳极液形成半径为1-3mm的液滴流，促进气液充分接触。阳极液经过喷淋进入塔体1后均匀分布到整个填料层5-1，便于脱氯反应的正常发生。

[0035]将含游离氯浓度为300mg/L的钴电积阳极液通过泵输送至塔体1顶部的进液喷淋管11，经高压喷嘴雾化成液滴，进液喷淋管11上设置有12个螺旋喷头，单个喷头流量为8m³/h，总喷淋流量为96m³/h。启动底部吹风口4，向塔体1内通入空气，气液体积比为200:1，空气流速为2m/s，与下落的液滴形成错流接触。雾化液滴在填料层中与气流逆向接触，游离氯通过气液界面传质转移至气相。循环泵15流量为200m³/h，3层循环液喷淋管6共设置36个螺旋喷头，单个喷头流量为8m³/h，高压大流量自循环喷淋，增加气液反应次数。脱氯后的溶液游离氯浓度降至10mg/L以下)由塔底第一出液泵17泵送回电积系统，含氯气体由塔顶出气口10排出至碱液吸收工序。脱氯塔连续运行24小时，期间每隔2小时检测一次出口溶液氯浓度，保持稳定达标。

[0036]实施例2、

如图3所示，一种用于钴电积过程中阳极液脱氯的脱氯系统，由至少两个实施例1中的用于钴电积过程中阳极液脱氯的脱氯塔串联组成，前一个脱氯塔的第一出液管16连接至后一个脱氯塔的第一进液口8，前一个脱氯塔的第二出液管19连接至后一个脱氯塔的第二进液口9;第一个脱氯塔的第二进液口9封堵，最后一个脱氯塔的第二出液口18封堵。

[0037]一种用于钴电积过程中阳极液脱氯的方法，使用上述用于钴电积过程中阳极液脱氯的脱氯系统，包括以下步骤：

A、将各脱氯塔的吹风口4连接至气源;将各脱氯塔的出气口10连接至碱液吸收设备;将各脱氯塔气体分散器2的主管2-2连接至压缩空气设备;

B、将脱氯前阳极液经第一个脱氯塔的第一进液口8输送至第一个脱氯塔的进液喷淋管11，进行雾化喷淋，在第一个脱氯塔内，下落的阳极液雾化液滴依次在各填料层5-1中与吹风口4吹入的气流逆向接触，游离氯转移至气相，含氯气体通过出气口10排出，经引风机引入至碱液吸收设备;

C、在第一个脱氯塔内，经过初步脱氯后的阳极液液滴聚集在溶液区3，液位计7实时监测溶液区3内液体高度，当液位升高至液位计7设置的上限数值时，循环泵15开启，阳极液由循环泵15泵送至各循环液喷淋管6，再次与气流逆向接触，进行再次脱氯，同时，前一个脱氯塔溶液区3的阳极液，一部分通过第一出液泵17泵送至后一个脱氯塔的第一进液口8，一部分通过第二出液管19输送至后一个脱氯塔的第二进液口9;当液位低至液位计7设置的下限数值时，循环泵15关闭;

D、在除第一个脱氯塔的其余各脱氯塔内，同样地，循环泵15由液位计7联锁控制，溶液区3内的阳极液由循环泵15泵送至各循环液喷淋管6，由进液喷淋管11和循环液喷淋管6喷淋出的雾化液滴依次在各填料层5-1中与吹风口4吹入的气流逆向接触，进行脱氯作业;各脱氯塔的气体分散器2利用微孔膜管2-3产生大量均匀的微气泡，增加了自循环过程中与游离氯与压缩空气的接触比表面积，使游离氯随大量微气泡上升至溶液区3内溶液上表面，吹风口4吹入的空气推动含氯气体向上移动经过各填料层，强化传质过程，进一步提高脱氯效率;

E、最终脱氯后的溶液由最后一个脱氯塔的第一出液泵17泵送返回电积系统。

[0038]本发明通过高压喷嘴将阳极液雾化成小液滴，在脱氯塔内与空气错流接触，利用气液界面气体溶解平衡原理高效脱除游离氯，解决了现有技术中设备腐蚀、作业环境恶化及成本上升的难题。

说明书附图(3)