一种三氟化氮电解中产生的含镍废料的处理装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种三氟化氮电解中产生的含镍废料的处理装置，属于电解法制备三氟化氮技术领域。本实用新型专利技术所述的装置结构简单，操作方便，运行稳定且安全，能够有效回收三氟化氮电解产生的含镍废料中的氟化氢铵并能够作为电解制备三氟化氮的原料，回收的除去氟化氢铵的含镍残渣经过高温处理后可以形成单质镍，从而实现对含镍废料的无害化处理，具有很好的工业应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种三氟化氮电解中产生的含镍废料的处理装置
本技术涉及一种三氟化氮电解中产生的含镍废料的处理装置，属于电解法制备三氟化氮

技术介绍
镍(Ni)作为电解法制备三氟化氮(NF3)的阳极材料，具有电极强度大、不产生难以分离的四氟化碳(CF4)、极化不明显等优点；但电解过程中镍会逐渐溶解，溶解的镍一部分在阴极析出，一部分以络合物的形式沉积在电槽底部，影响电解效率。因此，必须定期清理电解槽内的沉积物，以维持电解顺利进行。清理出的沉积物即为废电解质，其主要成分为镍、铁、铜等金属单质或金属氟化物及掺杂的氟氢化铵等物质。废电解质的处理和循环利用是三氟化氮产业化过程中一个急需解决的难题。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提供一种三氟化氮电解中产生的含镍废料的处理装置，该装置结构简单，操作方便，运行稳定且安全，能够实现对三氟化氮电解产生的含镍废料的处理。本技术的目的是通过以下技术方案实现的。一种三氟化氮电解中产生的含镍废料的处理装置，所述装置包括融料釜、融料静置槽、氟化物溶液定量罐、废气处理系统、氮气气瓶以及氟化物溶液储槽；融料釜上设有含镍废料进口、氟化物溶液进口、出料口和出气口；融料静置槽用于对来自融料釜的浆料进行静置实现固液分层；氟化物溶液定量罐上设有进气口、液体进口、出气口和液体出口；氮气气瓶用于为氟化物溶液定量罐提供压力；融料釜的氟化物溶液进口与氟化物溶液定量罐的液体出口连接，融料釜的出气口与废气处理系统连接，融料釜的出料口与融料静置槽连接；氟化物溶液定量罐的进气口与氮气气瓶连接，氟化物溶液定量罐的液体进口与氟化物溶液储槽连接，氟化物溶液定量罐的出气口与废气处理系统连接。进一步地，氟化物溶液定量罐上还设有测量氟化物溶液定量罐内部压力以及液位的设备，用于监测氟化物溶液定量罐内部的压力及液位。进一步地，所述装置还包括加热设备，加热设备用于对融料静置槽下层回收的固体物进行加热，使回收的固体物(即含镍残渣)在高温下形成镍单质；加热设备上还设有出气口，加热设备的出气口与废气处理系统连接。采用所述装置对三氟化氮电解中产生的含镍废料进行处理的操作如下：(1)通过含镍废料进口向融料釜中加入三氟化氮电解中产生的含镍废料；(2)根据含镍废料的含量，氟化物溶液储槽向氟化物溶液定量罐定量输送氟化物溶液，向氟化物溶液定量罐中输入氮气用于将氟化物溶液定量罐中的氟化物溶液输送入融料釜中；若氟化物溶液定量罐内部压力过大时，通过氟化物溶液定量罐出气口向废气处理系统排气；其中，氟化物溶液能够溶解氟化氢铵即可，可以是氟化氢溶液、氟化氢铵溶液、氟化钾溶液和氟化氢钾溶液中的至少一种；(3)氟化物溶液和含镍废料在融料釜中搅拌混合均匀后，融料釜中的混合浆料通过出料口进入融料静置槽中，在搅拌混料过程中产生的氟化物气体通过融料釜的出气口进入废气处理系统；(4)混合浆料在融料静置槽中静置分层后，回收融料静置槽中的上层溶液作为电解制备三氟化氮的原料，回收融料静置槽中的下层含镍残渣作为制备镍单质的原料；(5)回收的含镍残渣放入加热设备中，含镍残渣在高温处理形成镍单质，高温处理过程中形成的氟化物气体进入废气处理系统中。有益效果：本技术所述的装置结构简单，操作方便，运行稳定且安全，能够有效回收三氟化氮电解产生的含镍废料中的氟化氢铵并能够作为电解制备三氟化氮的原料，回收的除去氟化氢铵的含镍残渣经过高温处理后可以形成单质镍，从而实现对含镍废料的无害化处理，具有很好的工业应用价值。附图说明图1为本技术所述处理三氟化氮电解中产生的含镍废料的装置的结构示意图。其中，1-融料釜，2-融料静置槽，3-氟化物溶液定量罐，4-液位传感器，5-废气处理系统，6-压力传感器。具体实施方式下面结合具体实施方式对本技术作进一步阐述，其中，所述方法如无特别说明均为常规方法，所述原材料如无特别说明均能从公开商业途径而得。实施例1如图1所示，处理三氟化氮电解中产生的含镍废料的装置包括融料釜1、融料静置槽2、氟化物溶液定量罐3、废气处理系统5、氮气气瓶、氟化物溶液储槽以及高温炉；融料釜1上设有含镍废料进口、氟化物溶液进口、出料口和出气口，融料釜1内部还设有搅拌器；融料静置槽2用于对来自融料釜1的浆料进行静置实现固液分层；氟化物溶液定量罐3上设有进气口、液体进口、出气口和液体出口；氟化物溶液定量罐3上还装有液位传感器4和压力传感器6，用于监控氟化物溶液定量罐3中的液位以及压力；氮气气瓶用于为氟化物溶液定量罐3提供压力；高温炉用于对融料静置槽2下层回收的含镍残渣进行高温处理；融料釜1的氟化物溶液进口与氟化物溶液定量罐3的液体出口连接，融料釜1的出气口与废气处理系统5连接，融料釜1的出料口与融料静置槽2连接；氟化物溶液定量罐3的进气口与氮气气瓶连接，氟化物溶液定量罐3的液体进口与氟化物溶液储槽连接，氟化物溶液定量罐3的出气口与废气处理系统5连接；采用上述装置处理三氟化氮电解中产生的含镍废料的步骤如下：(1)通过含镍废料进口向融料釜1中加入三氟化氮电解中产生的含镍废料；(2)根据含镍废料的含量，氟化物溶液储槽向氟化物溶液定量罐3定量输送氟化物溶液，在氮气的作用下氟化物溶液定量罐3中的氟化物溶液进入融料釜1中，并控制氟化物溶液定量罐3内部压力为0.1MPa～0.15MPa；若氟化物溶液定量罐3内部压力超过0.15MPa时，通过氟化物溶液定量罐3出气口向废气处理系统5排气；(3)氟化物溶液和含镍废料在融料釜1中充分搅拌混合30min～2h后，融料釜1中的混合浆料通过出料口进入融料静置槽2中，在搅拌混料过程中产生的氟化物气体通过融料釜1的出气口进入废气处理系统5；(4)混合浆料在融料静置槽2中静置16h～24h分层后，回收融料静置槽2中的上层溶液作为电解制备三氟化氮的原料，回收融料静置槽2中的下层含镍残渣作为制备镍单质的原料；融料静置槽2中的上层溶液中，溶液中的氟化氢的质量与溶液中其他氟化物(不包含氟化氢)的质量比为1:(1～5)；(5)回收的含镍残渣放入高温炉中，在700℃～1100℃下处理形成镍单质，高温处理过程中形成的氟化物气体进入废气处理系统5中。综上所述，以上仅为本技术的较佳实施例而已，并非用于限定本技术的保护范围。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三氟化氮电解中产生的含镍废料的处理装置，其特征在于：所述处理装置包括融料釜、融料静置槽、氟化物溶液定量罐、废气处理系统、氮气气瓶以及氟化物溶液储槽；/n融料釜上设有含镍废料进口、氟化物溶液进口、出料口和出气口；/n融料静置槽用于对来自融料釜的浆料进行静置实现固液分层；/n氟化物溶液定量罐上设有进气口、液体进口、出气口和液体出口；/n氮气气瓶用于为氟化物溶液定量罐提供压力；/n融料釜的氟化物溶液进口与氟化物溶液定量罐的液体出口连接，融料釜的出气口与废气处理系统连接，融料釜的出料口与融料静置槽连接，氟化物溶液定量罐的进气口与氮气气瓶连接，氟化物溶液定量罐的液体进口与氟化物溶液储槽连接，氟化物溶液定量罐的出气口与废气处理系统连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种三氟化氮电解中产生的含镍废料的处理装置，其特征在于：所述处理装置包括融料釜、融料静置槽、氟化物溶液定量罐、废气处理系统、氮气气瓶以及氟化物溶液储槽；
融料釜上设有含镍废料进口、氟化物溶液进口、出料口和出气口；
融料静置槽用于对来自融料釜的浆料进行静置实现固液分层；
氟化物溶液定量罐上设有进气口、液体进口、出气口和液体出口；
氮气气瓶用于为氟化物溶液定量罐提供压力；
融料釜的氟化物溶液进口与氟化物溶液定量罐的液体出口连接，融料釜的出气口与废气处理系统连接，融料釜的出料口与融料静置槽连接，氟化物溶液定量罐的进气口与氮气气瓶连接，氟化物溶液定量罐的液体进口与氟化物溶液储槽连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：纪振红，郑阳光，王振宇，耿思瑶，乔蓓蓓，李柄缘，姚刚，宋富财，
申请(专利权)人：中船重工邯郸派瑞特种气体有限公司，
类型：新型
国别省市：河北;13