[发明专利]一种电解车间槽面酸雾源削减清洁生产方法及系统

说明书

本发明提出了一种电解车间槽面酸雾源削减清洁生产方法及系统。本发明通过在正常电解过程中向槽内的电解液及阳、阴极板上施加一定超声频率和功率密度的超声，达到控制其表面析出氧气和氢气气泡尺寸、数量及运动速度与方向的目的，进而控制由氧、氢气泡随后在电解液自由液面爆破释放酸雾液滴的过程，从源头上减少因气泡在电解液自由液面处爆破溅射所造成的大量酸雾的产生及高价值资源损失，显著减低了末端治理设施投入和高昂的运行费用，避免了酸雾处理渣二次污染的产生，减轻槽面酸雾对车间内工人健康的损害以及车间外生态环境的破坏；同时可提高电解电流效率，降低电能消耗。普遍适用于电解锌、电解锰、电解镍等湿法电解过程槽面酸雾的源头防控。

技术领域

本申请涉及湿法冶金领域，尤其涉及一种电解车间槽面酸雾源削减清洁生 产方法及系统。

背景技术

锌、锰、铜和镍等金属的湿法电解过程产生大量酸雾，这些酸雾主要是由 电解过程阴阳两极产生的氢氧气体在电解液面发生气泡爆破而释放到车间大 气环境中。以锌电解为例，阳极上H₂O失电子生成H⁺和O₂；阴极上Zn²⁺得电子 生成Zn，同时发生副反应生成H₂。O₂和H₂以气泡的形式上升至电解液表面后就 会爆破并产生酸雾。电解车间的酸雾不仅会腐蚀车间设备，而且严重危害车间 工人和周边居民的身体健康，硫酸的毒理学作用主要表现为急性毒作用和慢性 毒作用。急性毒作用表现为刺激和腐蚀皮肤及粘膜组织，可引起结膜炎、结膜 水肿、角膜混浊，以致失明；刺激呼吸道，重者发生呼吸困难和肺水肿等疾病。 慢性毒作用表现为牙齿酸蚀症、鼻癌、喉癌、慢性支气管炎、肺气肿、肺硬化、 肺癌。同时更为严重的是，酸雾中富集了高浓度的铅、铬、镉等一类重金属污 染物，具有典型的“致癌、致畸、致突变”的三致效应，加重了其环境危害， 也是外环境大气雾霾的重要来源。酸雾所含的大量重金属及酸等污染组分导致 了其环境毒性远远高于常规大气细颗粒物，因此，必须对其进行严控。

目前处理酸雾的主要技术包括向电解液中添加酸雾抑制剂、电解液面放置 漂浮物、槽面加装收集罩或垫子、槽面强制通风等四种方式。(1)酸雾抑制剂 主要通过调控电解液表面张力的方式实现酸雾减排，其减排效率可以达到20％ 至98％，效果明显。但是，该技术实施费用高、添加的酸雾抑制剂会影响阴极 金属产品的纯度和电积效率，容易使槽况恶化；(2)添加漂浮物则是通过添加 塑料小球或玻璃粉等辅助物减少电解液的表面积降低酸雾的排放，该技术减排 效率在30％至60％，优点是廉价，但是这种方式会堵塞管道和循环泵等设施， 还会污染阴极产品，使其变厚难于剥离；(3)设置收集罩或垫子是通过集中收集或直接阻止酸雾进入车间空气中，这一措施容易破坏正常电解平衡条件，导 致电解过程紊乱，而且影响日常人工巡槽和出入槽操作，过程复杂，费时费力； (4)强制通风技术是先将槽面酸雾收集后再集中吸收处理，目前应用较多， 虽然不会对产品造成影响，但是通风量要求足够大，整个收集处理系统的电耗 高达电解电耗的20％左右，而且酸雾吸收碱性试剂消耗大，吸收酸后产生了大 量含重金属杂质的硫酸盐浓液，尚无好的利用途径，因此，该法运行成本较高。 总而言之，上述不同技术方法的弊端限制了其在实际车间中应用。另外，降低 电流密度也是一种酸雾减排的方法，但是该方法直接影响目标金属的产量和电 耗，较难在实际应用中进行推广。而目前通过调控酸雾形成过程从源头减少酸 雾削减的清洁生产技术缺乏。

发明内容

为解决上述技术问题之一，本发明提供了一种电解车间槽面酸雾源削减清 洁生产方法及系统。

本发明实施例第一方面提供了一种电解车间槽面酸雾源削减清洁生产方 法，所述方法包括：

按照电解生产要求，向电解槽中放入阳极板和阴极板，并向所述电解槽中 连续通入一定组成、浓度和温度的电解液；

在预设的电解电流密度、超声频率和功率密度下同时开启电解和超声进行 连续生产。

优选地，所述超声的频率为20kHz至500MHz。