真空蒸发脱氯技术在电积钴生产中的应用

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1、doi：10.3969/j.issn.1007-7545.2015.11.003真空蒸发脱氯技术在电积钴生产中的应用曾辉，丁庆华（金川集团股份有限公司兰州金川新材料公司，甘肃金昌737100）摘要：对电积钴真空蒸发技术的原理及应用情况进行论述，总结了新技术在电积钴生产中表现出来优越性和先进性。关键词：电积钴；真空脱氯；蒸发浓缩中图分类号：TF816文献标志码：A文章编号：1007-7545（2015）11-0000-00ApplicationofVacuumEvaporationDechlorination

2、TechnologyinCobaltElectrowinningZENGHui,DINGQing-hua(LanzhouJinchuanNewMaterialsCompany,JinchuanGroupCo.,Ltd.,Jinchang737100,Gansu,China)Abstract：Theprincipleandapplicationofvacuumevaporationtechnologyforcobaltelectrowinningwerediscussed.Superiorityandadva

3、ncementofthisnoveltechnologyincobaltproductionweresummarized.Keywords：cobaltelectrowinning;vacuumdechlorination;evaporationconcentration随着溶剂萃取技术的不断发展，不溶阳极电积精炼技术显示出明显的优势，不溶阳极材质、氯气收集、气液分离、真空蒸发、脱氯等技术的开发和应用，使得不溶阳极电积钴的工艺技术日趋成熟，该项技术已经成为钴湿法冶金生产中主要发展方向。但是在不溶阳极电积钴产

4、业化生产过程中，存在两大技术难题，严重制约着电积钴规模化生产，一是阳极液脱氯的问题[1-3]，脱氯效果不好，阳极液中富含游离态氯，氯气溢出造成现场作业环境差；二是电积钴生产体系体积平衡的问题，体积膨胀导致钴离子浓度失衡，难以维持正常的电积钴生产，严重影响电积钴产品质量。钴产能扩大促进了工艺技术不断进步和发展。真空蒸发、脱氯技术的开发和应用从间断、单罐作业发展到连续、大规模化生产；装备水平从脱氯柱、搪瓷蒸发釜发展到目前的高效脱氯、蒸发器，该套装置将脱氯、蒸发两个工作过程合二为一，彻底解决了体积难以平衡和钴离子

5、浓度贫化严重的问题，并成功应用于电积钴生产实践中，使我国钴氯化精炼工艺技术一跃到世界先进水平。1真空脱氯、闪蒸的原理气体在液相中的溶解度与该气体在气相中的分压成正比；溶液沸点与气压高低成正比。当氯气在气相中的分压降低后，氯气在液相中的溶解度也就随之下降，大量的氯气溢出与溶液分离[4]；气压升高，溶液的沸点也升高，气压下降，溶液的沸点就跟着下降，当蒸发器中真空度降低后，溶液沸点降低，过热状态的溶液迅速沸腾、气化，水分快速蒸发而与溶液分离，增加了浓缩溶液中溶质含量，阳极液的浓度提高，同时在一定负压下氯气的溶解度

6、随温度的升高而降低，沸腾状态的溶液有利于溶解氯的脱除[5-6]。2真空蒸发脱氯技术在电积钴中的作用钴电积采用的工艺流程是氯化钴溶液→电积精炼→电钴、阳极液+氯气。产出的一级品电钴外售，阳极液+氯气经多次气液分离脱氯后，阳极液返回体系使用，氯气用氢氧化钠吸收后达标排放。其处理工艺是阳极液+氯气→气液分离→阳极液→真空蒸发、脱氯→脱氯后的阳极液+高浓度氯化钴溶液→返回电积钴生产体系。真空蒸发、脱氯技术是电积钴生产关键环节，通过该技术处理后阳极液体积缩小、钴浓度增加，溶液中游离态Cl-大幅度降低，酸度降低，生产环

7、境改善，脱氯后的阳极液与高浓度阳极液配液后返回生产体系，确保电积生产过程溶液循环量、pH、钴浓度控制稳定，彻底解决了电积钴产业化技术难题。收稿日期：2015-05-06基金项目：国家“十二五”科技支撑计划项目（2012BAF03B06）；甘肃省重点项目（2041009）作者简介：曾辉(1965-)，男，湖南常德人，高级工程师.3真空蒸发脱氯工艺过程真空蒸发脱氯装置主要由加热器、真空蒸发器、冷却器和真空泵等4部分组成，采用自动控制生产过程中流量、温度、液位的监测、控制、联锁。含氯气的阳极液进入板式换热器，溶液

8、和蒸汽通过两个相对独立的传热性能良好的板片通道，进行热量传质交换，过热状态溶液进入蒸发器，喷淋至蒸发器中填料层，在真空状态下，同时完成闪蒸浓缩和氯气脱除，浓缩后的阳极液泵送出蒸发器，并通过液位调节系统来控制脱氯蒸发器的液位。蒸发产生的氯气和水蒸气经二次板换冷却器，含氯气的冷凝水从高20m处自流至氯水槽[6]，再送至1＃碱吸收塔。冷凝后的氯气被真空泵抽吸至二次汽水分离器，氯水再次流入氯水槽，送至碱吸收1＃吸收塔，氯