專利名稱：廢舊鎳鎘電池回收專用的真空蒸餾工業(yè)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種廢舊鎳鎘電池的回收處理裝置，特別涉及一種利 用真空蒸餾法回收廢舊鎳鎘電池的工業(yè)設(shè)備。
背景技術(shù)：
我國是鎘鎳電池的生產(chǎn)和使用大國，每年產(chǎn)生的廢舊鎘鎳電池大
約有1.2億只，2005年廢棄鎘鎳電池就達(dá)6億只。但是，目前我國的 廢舊鎘鎳電池往往與普通垃圾一起填埋和焚燒處理，被填埋的廢舊鎳 鎘電池中的Cd在土壤中酸的作用下逐步生成Cd2+，并通過土壤進(jìn)入 水體，毒害人畜和海洋生物。隨意焚燒鎳鎘電池，產(chǎn)生的高溫會(huì)將易 揮發(fā)的鎘帶入大氣，通過降水等作用侵入土壤和水體，最終將對(duì)環(huán)境 和人體造成危害。
從資源綜合利用的角度考慮，廢舊鎘鎳電池中含有大量的有價(jià)金 屬(每千克廢電池中含Ni U6 556克；Cdll 173克等)，如能再生利 用，可以節(jié)約大量的資源，產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
清華大學(xué)曾于2001年12月14日申請(qǐng)了名為《廢舊電池回收用的 真空蒸餾裝置》發(fā)明專利，專利號(hào)為01144191.7，該專利中公開了一 種回收廢舊電池用的真空蒸餾裝置，主要包括爐體、設(shè)置在爐體內(nèi)的 管狀真空管、與爐體相連的溫度控制器、與管狀真空室相連的真空計(jì) 及廢氣處理裝置、真空泵等部件，它將管狀真空室分為蒸餾段和冷卻 段，在蒸餾段設(shè)置高溫加熱裝置，在冷段則設(shè)置多個(gè)分段控制的低溫 加熱裝置，并在真空室中設(shè)置了可沿整個(gè)真空室滑動(dòng)的管式冷凝器， 但這種結(jié)構(gòu)的蒸餾裝置需要進(jìn)行多點(diǎn)加熱控溫，進(jìn)出料也不方便，可 操作性差，不具備工業(yè)生產(chǎn)能力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的則是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種物質(zhì)回收
率高、產(chǎn)品質(zhì)量好、進(jìn)出料方便、無二次污染的廢舊鎳鎘電池回收專 用真空蒸餾工業(yè)設(shè)備。
本發(fā)明的目的可以通過以下措施來實(shí)現(xiàn)
一種廢舊鎳鎘電池回收專用的真空蒸餾工業(yè)設(shè)備，包括爐體1， 其特征是在爐體1內(nèi)至少設(shè)有一組真空蒸餾罐4，真空蒸餾罐4分為 加熱段和冷凝段，其加熱段位于爐體1內(nèi)，其冷凝段位于爐體1外部，
在真空蒸餾罐4內(nèi)設(shè)有與其加熱段長(zhǎng)度相當(dāng)、并可從真空蒸餾罐4中 抽出的煅燒槽11，在真空蒸餾罐4的冷凝段上設(shè)有用于冷卻水夾套14， 夾套14的進(jìn)水口 8接進(jìn)水管10，其出水口 9接出水管2，在真空蒸餾 罐4靠近出口端的罐體側(cè)壁上設(shè)有真空接口 ，其與真空管7 —端連接， 真空管7另一端連接真空泵；在真空蒸餾罐4的出口端處設(shè)有密封片 13;在真空蒸餾罐4的冷凝段內(nèi)還設(shè)有篩籠12。
其中，所述真空蒸餾罐4為圓管形罐體，其內(nèi)的煅燒槽ll為上部 開口的圓柱形空腔體。
所述篩籠12為兩端開口的圓柱形管體，其靠近真空蒸餾罐4出口 端的管口處設(shè)有篩網(wǎng)15，篩網(wǎng)15上設(shè)有勾環(huán)17，篩籠12的另一側(cè)設(shè) 有半圓形的擋板16，擋板16位于管口的下半部。
所述真空蒸餾罐4冷凝段上的真空接口通過一段彈簧管6與真空 管7相連，彈簧管6內(nèi)填充吸附材料，并在彈簧管6的兩端設(shè)置對(duì)吸 附材料起支撐作用的支撐網(wǎng)。
所述煅燒槽11靠真空蒸餾罐4出口的一端設(shè)有拉環(huán)18，方便加料 或者取料。
本發(fā)明采用全封閉式真空蒸餾技術(shù)，避免了重金屬泄漏，燃燒氣 經(jīng)過處理排放，是一種環(huán)境友好型工業(yè)設(shè)備，同時(shí)其進(jìn)、出料十分方 便，可同時(shí)煅燒多個(gè)蒸餾罐，鎘的分離產(chǎn)量大、質(zhì)量好，鎳99.9%以 上得到回收，適合工業(yè)化生產(chǎn)。


圖1為本發(fā)明真空蒸餾設(shè)備的正面示意圖。 圖2為本發(fā)明的真空蒸餾罐結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本發(fā)明煅燒槽俯視圖。
圖4為本發(fā)明篩籠的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為本發(fā)明篩網(wǎng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明利用真空蒸餾法實(shí)現(xiàn)鎘的分離。真空蒸餾是利用物質(zhì)氣化 溫度隨壓力的遞減而降低的原理，實(shí)現(xiàn)在較低溫度下分別氣化各種物
質(zhì)而達(dá)到分離的目的。沸點(diǎn)為765'C的金屬鎘，當(dāng)氣壓降低到0.101mbar 時(shí)，25(TC即可被氣化。而鎳的沸點(diǎn)高達(dá)2920'C，即使氣壓降低時(shí)， 氣化溫度仍比鎘高很多，由此可實(shí)現(xiàn)鎘、鎳的較完全分離。氧化鎘與 還原劑在高溫下發(fā)生還原反應(yīng)，生成鎘單質(zhì)，被汽化，擴(kuò)散至低壓區(qū)， 經(jīng)過冷凝段冷凝，鎘由氣態(tài)變成固態(tài)，而被截留。收集冷凝段中的產(chǎn) 物，經(jīng)過精煉，生產(chǎn)精鎘產(chǎn)品。未被汽化的物質(zhì)主要含有鎳鐵金屬， 經(jīng)過精煉，生產(chǎn)鎳鐵合金。由于本裝置采用全封閉式真空蒸餾技術(shù)， 避免了重金屬泄露，燃燒氣經(jīng)過處理排放，不產(chǎn)生二次污染。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)發(fā)明作進(jìn)一步地說明
如圖1-5所示。
本發(fā)明包括爐體1和真空蒸餾罐4，真空蒸餾罐4分有加熱段和 冷凝段兩部份，其加熱段位于爐體1內(nèi)，其冷凝段位于爐體1外部， 為了適應(yīng)工業(yè)化生產(chǎn)，可在爐體1內(nèi)設(shè)置多組真空蒸餾罐4，以提高 處理量。在真空蒸餾罐4內(nèi)設(shè)有與其加熱段罐體長(zhǎng)度相當(dāng)、并可抽出 的煅燒槽11，煅燒槽11靠真空蒸餾罐4出口的一端設(shè)有拉環(huán)18，方 便加料或者取料。真空蒸餾罐4可以采用圓管形罐體，其內(nèi)的煅燒槽 11則為上部開口的圓柱形空腔體，煅燒槽11的空腔內(nèi)用于放置廢舊電 池。真空蒸餾罐4也可以采用其它形狀，如方管形罐體等，其內(nèi)的煅 燒槽11形狀可作相應(yīng)的改變。在真空蒸餾罐4冷凝段的罐體上設(shè)有冷 卻水夾套14，其進(jìn)水口 8通過皮管3連接進(jìn)水管10、出水口 9連接出 水管2。在真空蒸餾罐4靠近出口端的罐體側(cè)壁上設(shè)有真空接口，其 與真空管7—端連接，真空管7另一端連接真空泵，用于將真空蒸餾 罐4抽成真空，真空泵的型號(hào)根據(jù)功率選擇。如上所述，本發(fā)明的爐
體1內(nèi)可以設(shè)置多個(gè)真空蒸餾罐4，此時(shí)各真空蒸餾罐上的出水口、 進(jìn)水口、真空接口可同時(shí)對(duì)應(yīng)連接到相同的出水管、進(jìn)水管和真空管， 便于實(shí)現(xiàn)多個(gè)真空蒸餾罐的同時(shí)煅燒蒸餾。
本發(fā)明在真空蒸餾罐4的出口端設(shè)置了可將真空蒸餾罐4密封的 密封片13，在真空蒸餾罐4的冷凝段內(nèi)還設(shè)有篩籠12。密封片13可 以在進(jìn)、出料的時(shí)侯打開。所述篩籠12為兩端開口的圓柱形管體，其 外壁直徑與真空蒸餾罐4冷凝段內(nèi)壁相吻合，篩籠12靠近真空蒸餾罐 4出口端的管口設(shè)有篩網(wǎng)15，其孔徑為l~10mm，孔隙率為40 60%， 用于將冷凝成固態(tài)的鎘截留。篩網(wǎng)15上設(shè)有勾環(huán)17，方便將篩籠12 從真空蒸餾罐4中取出。篩籠12的另一端設(shè)有半圓形的擋板16，擋 板16位于管口的下半部，可以防止冷凝成固態(tài)的鎘產(chǎn)品再次回到加熱 段，便于鎘產(chǎn)品的收集。
本發(fā)明設(shè)置了連接真空蒸餾罐4冷凝段上真空接口與真空管7的 彈簧管6,用以解決真空蒸餾罐4與真空管7由于受熱膨脹系數(shù)不同 所導(dǎo)致的問題。彈簧管6內(nèi)填充吸附材料并在彈簧管6的兩端設(shè)置對(duì) 吸附材料起支撐作用的支撐網(wǎng)，其中的吸附材料可以采用石棉、活性 炭或其混合物，用于凈化蒸餾尾氣。在真空管7上可以設(shè)置真空計(jì)5， 用于檢測(cè)真空管7中的真空是否達(dá)到生產(chǎn)要求。
本發(fā)明的工作過程如下
運(yùn)行時(shí)，打開密封片13，依次抽出篩籠12和煅燒槽11，將廢舊 鎳鎘電池原料及還原劑(如炭粉)放入到煅燒槽11內(nèi)，再將煅燒槽11 放入到真空蒸餾罐4的加熱段，然后將篩籠12放入到真空蒸餾罐4的 冷凝段，最后關(guān)閉密封片13，使真空蒸餾罐4保持密封。然后采用煤、 石油、天然氣等對(duì)爐體1進(jìn)行加熱，并開啟真空泵，爐體1通過自身 的熱傳導(dǎo)作用加熱真空蒸餾罐4，使煅燒槽11中的廢舊鎳鎘電池中的 鎘汽化，汽化后的鎘經(jīng)過真空蒸餾罐4的冷凝段時(shí)，被冷凝成固態(tài)并 附著在篩籠12及真空蒸餾罐4內(nèi)壁等處。當(dāng)蒸餾完成時(shí)，打開密封片 13,收取篩籠12及真空蒸餾罐內(nèi)壁等處的鎘粉或鎘塊進(jìn)行精煉；拉出 煅燒槽ll，收集煅燒槽11中未被氣化的物質(zhì)進(jìn)行精煉，生產(chǎn)鎳鐵合金。
本發(fā)明也可以采用電加熱方式，此時(shí)可將爐體1設(shè)計(jì)為電阻爐，利用 電阻爐直接對(duì)真空蒸餾罐4進(jìn)行加熱。
本發(fā)明涉及的其它未說明部分與現(xiàn)有技術(shù)相同或采用現(xiàn)有技術(shù)加 以實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1、一種廢舊鎳鎘電池回收專用的真空蒸餾工業(yè)設(shè)備，包括爐體(1)，其特征是在爐體(1)內(nèi)至少設(shè)有一組真空蒸餾罐(4)，真空蒸餾罐(4)分為加熱段和冷凝段，其加熱段位于爐體(1)內(nèi)，其冷凝段位于爐體(1)外部，在真空蒸餾罐(4)內(nèi)設(shè)有與其加熱段長(zhǎng)度相當(dāng)、并可從真空蒸餾罐(4)中抽出的煅燒槽(11)，在真空蒸餾罐(4)的冷凝段上設(shè)有冷卻水夾套(14)，冷卻水夾套(14)的進(jìn)水口(8)接進(jìn)水管(10)，其出水口(9)接出水管(2)，在真空蒸餾罐(4)靠近出口端的罐體側(cè)壁上設(shè)有真空接口，其與真空管(7)一端連接，真空管(7)另一端連接真空泵；在真空蒸餾罐(4)的出口端處設(shè)有密封片(13)；在真空蒸餾罐(4)的冷凝段內(nèi)還設(shè)有篩籠(12)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢舊鎳鎘電池回收專用的真空蒸餾工業(yè) 設(shè)備，其特征是所述真空蒸餾罐(4)為圓管形罐體，其內(nèi)的煅燒槽(ll) 則為上部開口的圓柱形空腔體。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢舊鎳鎘電池回收專用的真空蒸餾工業(yè) 設(shè)備，其特征是所述篩籠(12)為兩端開口的圓柱形管體，其靠近真 空蒸餾罐(4)出口端的管口處設(shè)有篩網(wǎng)(15)，篩網(wǎng)(15)上設(shè)有勾 環(huán)(17)，篩籠(12)的另一側(cè)設(shè)有半圓形的擋板(16)，擋板(16) 位于管口的下半部。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢舊鎳鎘電池回收專用的真空蒸餾工業(yè) 設(shè)備，其特征是所述真空蒸餾罐(4)冷凝段上的真空接口通過一段彈 簧管(6)與真空管(7)相連，彈簧管(6)內(nèi)填充吸附材料，并在彈 簧管(6)的兩端設(shè)置對(duì)吸附材料起支撐作用的支撐網(wǎng)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢舊鎳鎘電池回收專用的真空蒸餾工業(yè) 設(shè)備，其特征是所述煅燒槽(11)靠真空蒸餾罐(4)出口的一端設(shè)有 拉環(huán)(18)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種廢舊鎳鎘電池回收專用的真空蒸餾工業(yè)設(shè)備，包括爐體(1)，其特征是在爐體(1)內(nèi)至少設(shè)有一組真空蒸餾罐(4)，真空蒸餾罐(4)分為加熱段和冷凝段，在真空蒸餾罐(4)內(nèi)設(shè)有煅燒槽(11)，在真空蒸餾罐(4)的冷凝段罐體上設(shè)有冷卻水夾套(14)，冷卻水夾套(14)的進(jìn)、出水口分別連接進(jìn)、出水管，在真空蒸餾罐(4)上設(shè)有與真空管(7)連接的真空接口，真空管(7)另一端連接真空泵；在真空蒸餾罐(4)的出口端設(shè)有密封片(13)，在真空蒸餾罐(4)的冷凝段內(nèi)還設(shè)有篩籠(12)。本設(shè)備能一次性分離鎘、鎳，是一種物質(zhì)回收率高、產(chǎn)品質(zhì)量好、無二次污染的廢舊鎳鎘電池回收專用真空蒸餾工業(yè)設(shè)備。
文檔編號(hào)H01M10/54GK101188323SQ20071019105
公開日2008年5月28日 申請(qǐng)日期2007年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月7日
發(fā)明者馮景偉, 周培國, 卓 孟, 張繼彪, 彭曉成, 李軍狀, 李坤權(quán), 李培培, 李繼紅, 盛國大, 羅興章, 耳 聶, 趙國華, 正 鄭, 高順枝, 黃星發(fā) 申請(qǐng)人:南京大學(xué)