专利名称：废旧镍镉电池回收专用的真空蒸馏工业设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种废旧镍镉电池的回收处理装置，特别涉及一 种利用真空蒸馏法回收废旧镍镉电池的工业设备。
技术背景我国是镉镍电池的生产和使用大国，每年产生的废旧镉镍电池大约有1.2亿只，2005年废弃镉镍电池就达6亿只。但是，目前我国的 废旧镉镍电池往往与普通垃圾一起填埋和焚烧处理，被填埋的废旧镍 镉电池中的Cd在土壤中酸的作用下逐步生成Cd2+，并通过土壤进入 水体，毒害人畜和海洋生物。随意焚烧镍镉电池，产生的高温会将易 挥发的镉带入大气，通过降水等作用侵入土壤和水体，最终将对环境 和人体造成危害。从资源综合利用的角度考虑，废旧镉镍电池中含有大量的有价金 属(每千克废电池中含Ni 116~556克；Cdll 173克等)，如能再生利 用，可以节约大量的资源，产生可观的经济效益。清华大学曾于2001年12月14日申请了名为《废旧电池回收用的 真空蒸馏装置》发明专利，专利号为01144191.7，该专利中公开了一 种回收废旧电池用的真空蒸馏装置，主要包括炉体、设置在炉体内的 管状真空管、与炉体相连的温度控制器、与管状真空室相连的真空计 及废气处理装置、真空泵等部件，它将管状真空室分为蒸馏段和冷却 段，在蒸馏段设置高温加热装置，在冷段则设置多个分段控制的低温 加热装置，并在真空室中设置了可沿整个真空室滑动的管式冷凝器， 但这种结构的蒸馏装置需要进行多点加热控温，进出料也不方便，可 操作性差，不具备工业生产能力。 发明内容本实用新型的目的则是针对上述现有技术的不足，提供一种物质回收率高、产品质量好、进出料方便、无二次污染的废旧镍镉电池回 收专用真空蒸馏工业设备。本实用新型的目的可以通过以下措施来实现一种废旧镍镉电池回收专用的真空蒸馏工业设备，包括炉体1， 其特征是在炉体1内至少设有一组真空蒸馏罐4，真空蒸馏罐4分为 加热段和冷凝段，其加热段位于炉体1内，其冷凝段位于炉体1外部，在真空蒸馏罐4内设有与其加热段长度相当、并可从真空蒸馏罐4中 抽出的煅烧槽11，在真空蒸馏罐4的冷凝段上设有用于冷却水夹套14， 夹套14的进水口 8接进水管10，其出水口 9接出水管2，在真空蒸馏 罐4靠近出口端的罐体侧壁上设有真空接口，其与真空管7—端连接， 真空管7另一端连接真空泵；在真空蒸馏罐4的出口端处设有密封片 13;在真空蒸馏罐4的冷凝段内还设有筛笼12。其中，所述真空蒸馏罐4为圆管形罐体，其内的煅烧槽ll为上部 开口的圆柱形空腔体。所述筛笼12为两端开口的圆柱形管体，其靠近真空蒸馏罐4出口 端的管口处设有筛网15，筛网15上设有勾环17，筛笼12的另一侧设 有半圆形的挡板16，挡板16位于管口的下半部。所述真空蒸馏罐4冷凝段上的真空接口通过一段弹簧管6与真空 管7相连，弹簧管6内填充吸附材料，并在弹簧管6的两端设置对吸 附材料起支撑作用的支撑网。所述煅烧槽11靠真空蒸馏罐4出口的一端设有拉环18，方便加料 或者取料。本实用新型采用全封闭式真空蒸馏技术，避免了重金属泄漏，燃 烧气经过处理排放，是一种环境友好型工业设备，同时其进、出料十 分方便，可词时煅烧多个蒸馏罐，镉的分离产量大、质量好，镍99.9% 以上得到回收，适合工业化生产。
图1为本实用新型真空蒸馏设备的正面示意图。 图2为本实用新型的真空蒸馏罐结构示意图。图3为本实用新型煅烧槽俯视图。 图4为本实用新型筛笼的结构示意图。 图5为本实用新型筛网的结构示意图。
具体实施方式
本实用新型利用真空蒸馏法实现镉的分离。真空蒸馏是利用物质 气化温度随压力的递减而降低的原理，实现在较低温度下分别气化各种物质而达到分离的目的。沸点为765"C的金属镉，当气压降低到 0.101mbar时，25(TC即可被气化。而镍的沸点高达2920°C ，即使气 压降低时，气化温度仍比镉高很多，由此可实现镉、镍的较完全分离。 氧化镉与还原剂在高温下发生还原反应，生成镉单质，被汽化，扩散 至低压区，经过冷凝段冷凝，镉由气态变成固态，而被截留。收集冷 凝段中的产物，经过精炼，生产精镉产品。未被汽化的物质主要含有 镍铁金属，经过精炼，生产镍铁合金。由于本装置采用全封闭式真空 蒸馏技术，避免了重金属泄露，燃烧气经过处理排放，不产生二次污 染。
以下结合附图和实施例对发明作进一步地说明 如图1-5所示。本实用新型包括炉体1和真空蒸馏罐4，真空蒸馏罐4分有加热 段和冷凝段两部份，其加热段位于炉体1内，其冷凝段位于炉体1外 部，为了适应工业化生产，可在炉体1内设置多组真空蒸馏罐4，以 提高处理量。在真空蒸馏罐4内设有与其加热段罐体长度相当、并可 抽出的煅烧槽11，煅烧槽11靠真空蒸馏罐4出口的一端设有拉环18， 方便加料或者取料。真空蒸馏罐4可以采用圆管形罐体，其内的煅烧 槽11则为上部开口的圆柱形空腔体，煅烧槽11的空腔内用于放置废 旧电池。真空蒸馏罐4也可以采用其它形状，如方管形罐体等，其内 的煅烧槽11形状可作相应的改变。在真空蒸馏罐4冷凝段的罐体上设 有冷却水夹套14，其进水口 8通过皮管3连接进水管10、出水口 9连 接出水管2。在真空蒸馏罐4靠近出口端的罐体侧壁上设有真空接口， 其与真空管7—端连接，真空管7另一端连接真空泵，用于将真空蒸馏罐4抽成真空，真空泵的型号根据功率选择。如上所述，本实用新 型的炉体1内可以设置多个真空蒸馏罐4，此时各真空蒸馏罐上的出 水口、进水口、真空接口可同时对应连接到相同的出水管、进水管和 真空管，便于实现多个真空蒸馏罐的同时煅烧蒸馏。本实用新型在真空蒸馏罐4的出口端设置了可将真空蒸馏罐4密 封的密封片13，在真空蒸馏罐4的冷凝段内还设有筛笼12。密封片 13可以在进、出料的时侯打开。所述筛笼12为两端开口的圆柱形管 体，其外壁直径与真空蒸馏罐4冷凝段内壁相吻合，筛笼12靠近真空 蒸馏罐4出口端的管口设有筛网15，其孔径为1 10mm，孔隙率为 40 60%，用于将冷凝成固态的镉截留。筛网15上设有勾环17，方便 将筛笼12从真空蒸馏罐4中取出。筛笼12的另一端设有半圆形的挡 板16，挡板16位于管口的下半部，可以防止冷凝成固态的镉产品再 次回到加热段，便于镉产品的收集。本实用新型设置了连接真空蒸馏罐4冷凝段上真空接口与真空管 7的弹簧管6，用以解决真空蒸馏罐4与真空管7由于受热膨胀系数不 同所导致的问题。弹簧管6内填充吸附材料并在弹簧管6的两端设置 对吸附材料起支撑作用的支撑网，其中的吸附材料可以采用石棉、活 性炭或其混合物，用于净化蒸馏尾气。在真空管7上可以设置真空计 5，用于检测真空管7中的真空是否达到生产要求。本实用新型的工作过程如下运行时，打开密封片13，依次抽出筛笼12和煅烧槽11，将废旧 镍镉电池原料及还原剂(如炭粉)放入到煅烧槽11内，再将煅烧槽11 放入到真空蒸馏罐4的加热段，然后将筛笼12放入到真空蒸馏罐4的 冷凝段，最后关闭密封片13，使真空蒸馏罐4保持密封。然后采用煤、 石油、天然气等对炉体1进行加热，并开启真空泵，炉体l通过自身 的热传导作用加热真空蒸馏罐4，使煅烧槽11中的废旧镍镉电池中的 镉汽化，汽化后的镉经过真空蒸馏罐4的冷凝段时，被冷凝成固态并 附着在筛笼12及真空蒸馏罐4内壁等处。当蒸馏完成时，打开密封片 13，收取筛笼12及真空蒸馏罐内壁等处的镉粉或镉块进行精炼；拉出煅烧槽ll，收集煅烧槽11中未被气化的物质进行精炼，生产镍铁合金。 本实用新型也可以采用电加热方式，此时可将炉体1设计为电阻炉， 利用电阻炉直接对真空蒸馏罐4进行加热。本实用新型涉及的其它未说明部分与现有技术相同或采用现有技 术加以实现。
权利要求1、一种废旧镍镉电池回收专用的真空蒸馏工业设备，包括炉体(1)，其特征是在炉体(1)内至少设有一组真空蒸馏罐(4)，真空蒸馏罐(4)分为加热段和冷凝段，其加热段位于炉体(1)内，其冷凝段位于炉体(1)外部，在真空蒸馏罐(4)内设有与其加热段长度相当、并可从真空蒸馏罐(4)中抽出的煅烧槽(11)，在真空蒸馏罐(4)的冷凝段上设有冷却水夹套(14)，冷却水夹套(14)的进水口(8)接进水管(10)，其出水口(9)接出水管(2)，在真空蒸馏罐(4)靠近出口端的罐体侧壁上设有真空接口，其与真空管(7)一端连接，真空管(7)另一端连接真空泵；在真空蒸馏罐(4)的出口端处设有密封片(13)；在真空蒸馏罐(4)的冷凝段内还设有筛笼(12)。
2、 根据权利要求1所述的废旧镍镉电池回收专用的真空蒸馏工业 设备，其特征是所述真空蒸馏罐(4)为圆管形罐体，其内的煅烧槽(ll) 则为上部开口的圆柱形空腔体。
3、 根据权利要求1所述的废旧镍镉电池回收专用的真空蒸馏工业 设备，其特征是所述筛笼(12)为两端开口的圆柱形管体，其靠近真 空蒸馏罐(4)出口端的管口处设有筛网(15)，筛网(15)上设有勾 环(17)，筛笼(12)的另一侧设有半圆形的挡板(16)，挡板(16) 位于管口的下半部。
4、 根据权利要求1所述的废旧镍镉电池回收专用的真空蒸馏工业 设备，其特征是所述真空蒸馏罐(4)冷凝段上的真空接口通过一段弹 簧管(6)与真空管(7)相连，弹簧管(6)内填充吸附材料，并在弹 簧管(6)的两端设置对吸附材料起支撑作用的支撑网。
5、 根据权利要求1所述的废旧镍镉电池回收专用的真空蒸馏工业 设备，其特征是所述煅烧槽(11)靠真空蒸馏罐(4)出口的一端设有 拉环(18)。
专利摘要本实用新型涉及一种废旧镍镉电池回收专用的真空蒸馏工业设备，包括炉体(1)，其特征是在炉体(1)内至少设有一组真空蒸馏罐(4)，真空蒸馏罐(4)分为加热段和冷凝段，在真空蒸馏罐(4)内设有煅烧槽(11)，在真空蒸馏罐(4)的冷凝段罐体上设有冷却水夹套(14)，冷却水夹套(14)的进、出水口分别连接进、出水管，在真空蒸馏罐(4)上设有与真空管(7)连接的真空接口，真空管(7)另一端连接真空泵；在真空蒸馏罐(4)的出口端设有密封片(13)，在真空蒸馏罐(4)的冷凝段内还设有筛笼(12)。本设备能一次性分离镉、镍，是一种物质回收率高、产品质量好、无二次污染的废旧镍镉电池回收专用真空蒸馏工业设备。
文档编号C22B5/16GK201122648SQ200720042088
公开日2008年9月24日 申请日期2007年12月7日 优先权日2007年12月7日
发明者冯景伟, 周培国, 卓 孟, 张继彪, 彭晓成, 李军状, 李坤权, 李培培, 李继红, 盛国大, 罗兴章, 耳 聂, 赵国华, 正 郑, 高顺枝, 黄星发 申请人:南京大学