氯气怎么处理是电积钴行业一直亟待解决的问题,现代电积钴行多业采用Co Cl2溶液体系制备钴,该方法制备出的钴品质较高,色泽鲜亮,符合国家一级标准。但是,电积过程中会有氯气产生,导致车间内氯气浓度过高,危害职工身心健康,同时降低了城市的空气质量。而且,用碱液吸收氯气不仅增加了钴的生产成本,吸收后的产物为NaClO,直接排放后造成环境的二次污染。目前,国内外多只从氯气的吸收角度进行考虑,并没有从根本上解决氯气产生的问题。本试验从氯气的消减和吸收两方面出发进行试验研究。利用离子膜电积工艺,设计双膜三室电积钴装置,因为阳离子膜的选择透过性有效阻挡了Cl-进入阳极室,这从源头上消除了氯气的产生。试验以电流效率,钴品质及氯气消减率为指标,进行电流密度、电解液温度、电解液酸度、电解液浓度、循环流量、极间距及盐酸硫酸的初始酸度的单因素试验,并通过正交试验确定最佳允许条件为:电解6h为一个周期,电流密度为250A/m2,电极间距10cm,循环流量为200r/min,Co2+浓度约60g/L左右,电解液pH为2,HCl和H2SO4初始质量分数为0.5%和1.5%,在此条件运行下的电流效率为98%左右,能耗4450kw.h/t左右,钴板色泽光滑,无孔蚀,氯气消减率达到95%左右。正交试验确定影响电流效率的因素大小为:电流密度>温度>循环流量>极间距,影响氯气消减率的因素大小为:电解液温度>初始酸度>极间距。美国膜的氯气消减率在95%左右,国产膜的消减率在90%左右,美国膜约是国产膜价格的10倍,考虑到经济因素,示范工程中使用的是国产膜。氯气的吸收采用水射器吸收方式,吸收溶液进行了碱液和FeCl2溶液的对比,综合考虑确定FeCl2溶液为吸收液,FeCl2溶液吸收每吨氯气的费用为1000元,比碱液吸收成本节约一半。同时,最终产物为聚合氯化铁可做净水的混凝剂,可实现闭路循环,保护环境,具有经济价值,且操作安全。示范工程建设4000吨/年绿色膜法电积新工艺的示范生产线,示范工程运行结果表明,膜电积工艺平均电流效率为91.3%,比常规电积工艺电流效率高1.2个百分点;膜电积工艺的氯气消减率为99.13%;膜电积工艺可将产生氯气的氯离子转换为盐酸并全部回用,盐酸资源回收利用率97.28%;膜电积工艺节约的直接生产成本约为5000元/t。试验用离子膜电积技术替代传统的湿法冶炼技术,有效抑制了氯气的产生,消除了常规钴电积中氯气泄漏的问题,实现氯气零排放,使得车间内的氯气浓度符合国家排放标准。同时可将产生氯气的氯离子Cl-转化为盐酸,全部回用到湿法冶炼工艺系统中去,精炼钴产品质量达到国家一级品标准。综上所述,双膜三室电积钴工艺是一种新型的电积工艺,与传统电积工艺相比较具有一定的优越性。