一、金属金属怎样提取氢气
人工生产氢气,氢化氢原最为众所周知的方法莫过于电解水制氢.但是这种传统的方法并不经济,生产相当于一升汽油热量的氢气,至少需要消耗45度电能,况且人类电能本来已经非常缺乏.生产清洁的氢能源,关键在于能够寻找到一种没有污染耗能少的方法,从含氢最丰富的资源——水中提取出氢分子来.
在过去几十年里,研究人员都在寻找一些独特的催化剂,利用太阳的能量将氢气从水中提取出来.那些催化剂首先吸取太阳中的光子能量,然后利用这些能量加快水分子中氢原子和氧原子的裂解速度,而这两种原子反过来组成水分子的速度仍然很慢,所以最终有氢气和氧气从水中冒出来.这样的催化剂通常都是由一些无机物半导体材料制备而来的,譬如用在计算机芯片里面的硅元素.但是半导体催化剂的工作效率非常低,消耗的能量还是太多,根本不能进入真正的生产和生活领域.
现在,研究者们正在努力寻找一些能够更有效地吸取太阳能量的催化剂,使它们在原子间传送电子的能力更强大、速度更快.现在,物储这样的催化剂已经找到,不过它已经不是半导体类的无机物了,而是一种超级生物大分子,或者说巨型分子复合体.这种巨型分子复合体主要由两部分构成——分别称为分子的两种亚基,一部分负责从太阳光中吸收光子能量,另一部分负责获取自由电子.
以这种超级分子复合体为核心,可以组成一种利用日光能量将氢原子从水中提取出来的特殊装置.这种廉价高效的方法,可以获得大量的氢气用于驱动汽车、飞机、理氢火车等,元素原理也可以用它们与空气中的氧气燃烧后生产清洁的水和能量,当然也可以用来制造燃料电池生产电能.
可以神奇组合的巨型分子
早在数年以前,科学家们就发现,含有金属元素钌的生物大分子对阳光的吸收效率非常高,并能够产生足够的能量将氧化态的氢元素还原成氢气产物.这个具体的化学过程就是：这种含有钌的大分子每次“吃饱”了光子以后,可以产生两个以上的电子,这些电子的能量将水分子裂解开来,就形成了单独的氢分子和氧原子.
最近科学家们创造的这种巨型分子由铑、钌、回收氯、金属金属碳、氢化氢原氮、物储氢等六种元素组成.这个巨型分子形状像一个长形的理氢魔棒,它的两头是两个含有金属钌的亚基,用来捕捉太阳光子能量,产生自由电子；中心是含有金属铑的亚基,用来将钌亚基传来的能量（自由电子）裂解水分子间的化学键,从而分离出氢气；当然还有一个很重要的部分,那就是在这两个部位之间,有两个把它们联系起来的亚基,进行电子传输.这些亚基拆开以后可以独自完成自己的功能,当和其它的亚基组合起来后又可以完成新的更复杂的任务,这就像一些通用机械零件,通过不同的组装可以形成不同的机器,具有不同的功能,能完成不同的任务.
为了完成对这种神奇大分子的设计、制备以及使这种分子利用光能收集电子进入实用阶段,元素原理研究者们花费了整整十年的时间.现在,由于已经充分理解了这种巨型分子各部件的原理,要设计一套从水中抽取氢原子的系统不再是难事了.目前,研究者们仍然在继续调整这个巨型分子的计方案,使它的生产效率更高,使用过程更稳定.
这套巨型分子系统还可以通过安装具有新的功能的亚基,增加新的功能,从被裂解水分子中获取余下的部分——氧.除了裂解水以外,科学家们还相信,利用太阳能和这种巨型分子的设计思想,一些经济有效、功能多变的回收化学反应将出现在日常生活中,让人们能自己制造他们想要的化学产品.
2.工业制取
3.未来
实验室制法:
Zn+2HCl=ZnCl+H2
工业制法:
2H2O=2H2+O2
答：目前制造氢气的方法要么利用矿物燃料,要么通过分解水,两者成本都相当高.而锌等金属与水反应可产生氢气,但这种方法对金属的纯度要求很高.传统提取锌的方法需要通过很多化学步骤,使用酸和电,纯度很难达到生成氢的要求.
用64个7米宽的镜子聚集一束太阳光,射到装有氧化锌和木炭的反应塔中.太阳光的功率可达到300千瓦,使塔内混合物的温度达到1200摄氏度,每小时可生成50公斤锌粉.利用这种方法生成的锌就可以用来制造氢气.
目前的方法还不是完全清洁的,因为木炭燃烧释放出一氧化碳.但科学家指出,如果达到工业化生产水平,就可以将一氧化碳回收,再生成氢气,这种方法将既经济又清洁.
二、铀提炼的金属金属大体方法原理
最重的天然元素铀已经成为新能源的主角，那么铀又是氢化氢原怎样提炼出来的呢？
在居里夫妇发现镭以后，由于镭具有治疗癌症的物储特殊功效，镭的需要量不断增加，因此许多国家开始从沥青铀矿中提炼擂，而提炼过镭的含铀矿渣就堆在一边，成了“废料”。
然而，铀核裂变现象发现后，铀变成了最重要的元素之一。这些“废料”也就成了“宝贝”。从此，铀的开采工业大大地发展起来，并迅速地建立起了独立完整的原子能工业体系。
铀是一种带有银白色光泽的金属，比铜稍软，具有很好的延展性，很纯的铀能拉成直径0.35毫米的细丝或展成厚度0.1毫米的薄箔。铀的比重很大，与黄金差不多，每立方厘米约重19克，象接力棒那样的一根铀棒，竟有十来公斤重。
铀的化学性质很活泼，易与大多数非金属元素发生反应。块状的金属铀暴露在空气中时，表面被氧化层覆盖而失去光泽。粉末状铀于室温下，在空气中，甚至在水中就会自燃。美国用贫化铀制造的一种高效的燃烧穿甲弹—“贫铀弹”，能烧穿30厘米厚的装甲锕板，“贫铀弹”利用的就是铀极重而又易燃这两种性质。
铀元素在自然界的分布相当广泛，地壳中铀的平均含量约为百万分之2.5，即平均每吨地壳物质中约含2.5克铀，这比钨、汞、金、银等元素的含量还高。铀在各种岩石中的含量很不均匀。例如在花岗岩中的含量就要高些，平均每吨含3.5克铀。依此推算，一立方公里的花岗岩就会含有约一万吨铀。海水中铀的浓度相当低，每吨海水平均只含3.3毫克铀，但由于海水总量极大，且从水中提取有其方便之处，所以目前不少国家，特别是那些缺少铀矿资源的国家，正在探索海水提铀的方法。
由于铀的化学性质很活泼，所以自然界不存在游离的金属铀，它总是以化合状态存在着。已知的铀矿物有一百七十多种，但具有工业开采价值的铀矿只有二、三十种，其中最重要的有沥青铀矿(主要成分为八氧化三铀)、品质铀矿(二氧化铀)、铀石和铀黑等。很多的铀矿物都呈黄色、绿色或黄绿色。有些铀矿物在紫外线下能发出强烈的荧光，我们还记得，正是铀矿物(铀化合物)这种发荧光的特性，才导致了放射性现象的发现。
虽然铀元素的分布相当广，但铀矿床的分布却很有限。国外铀资源主要分布在美国、加拿大、南非、西南非、澳大利亚等国家和地区。据估计，国外已探明的工业储量到1972年已超过一百万吨。随着勘探活动的广泛和深入，铀储量今后肯定还会增加。我国铀矿资源也十分丰富。
铀矿是怎样寻找的呢？铀及其一系列衰变子体的放射性是存在铀的最好标志。人的肉眼虽然看不见放射性，但是借助于专门的仪器却可以方便地把它探测出来。因此，铀矿资源的普查和勘探几乎都利用了铀具有放射性这一特点：若发现某个地区岩石、土壤、水、甚至植物内放射性特别强，就说明那个地区可能有铀矿存在。
铀矿的开采与其它金属矿床的开采并无多大的区别。但由于铀矿石的品位一般很低(约千分之一)，而用作核燃料的最终产品的纯度又要求很高(金属铀的纯度要求在99．9％以上，杂质增多，会吸收中子而妨碍链式反应的进行)，所以铀的冶炼不象普通金属那样简单，而首先要采用“水冶工艺”，把矿石加工成含铀60～70％的化学浓缩物（重铀酸铵)，再作进一步的加工精制。
铀水冶得到的化学浓缩物(重铀酸氨)呈黄色，俗称黄饼子，但它仍含有大量的杂质，不能直接应用，需要作进一步的纯化。为此先用硝酸将重铀酸铵溶解，得到硝酸铀酰溶液。再用溶剂萃取法纯化(一般用磷酸三丁酯作萃取剂)，以达到所要求的纯度标准。
纯化后的硝酸铀酰溶液需经加热脱硝，转变成三氧化铀，再还原成二氧化铀。二氧化铀是一种棕黑色粉末，很纯的二氧化铀本身就可以用作反应堆的核燃料。
为制取金属铀，需要先将二氧化铀与无水氟化氢反应，得到四氟化铀；最后用金属钙(或镁)还原四氟化铀，即得到最终产品金属铀。如欲制取六氟化铀以进行铀同位素分离，则可用氟气与四氟化铀反应。
至此，能作核燃料使用的金属铀和二氧化铀都生产出来了，只要按要求制成一定尺寸和形状的燃料棒或燃料块(即燃料元件)，就可以投入反应堆使用了。但是对于铀处理工艺来说，这还只是一半。
我们知道，核燃料铀在反应堆中虽然要比化学燃料煤在锅炉中使用的时间长得多，但是用过一段时间以后，总还是要把用过的核燃料从反应堆中卸出来，再换上一批新的核燃料。从反应维中卸出来的核燃料一般叫辐照燃料或“废燃料”。烧剩下的煤渣一般都丢弃不要了，可这种不能再使用的废燃料却还大有用处呢！
废燃料之所以要从反应堆中卸出来，并不是因为里面的裂变物质(铀235)已全部耗尽，而是因为能大量吸收中子的裂变产物积累得太多，致使链式反应不能正常进行了。所以，废燃料虽“废”，但里面仍有相当可观的裂变物质没有用掉，这是不能丢弃的，必须加以回收。而且在反应堆中，铀238吸收中子，生成钚239。钚239是原子弹的重要装药，它就含在废燃料中，这就使得用过的废燃料甚至比没有用过的燃料还宝贵。除此而外，反应堆运行期间，还生成其它很多种有用的放射性同位素，它们也含在废燃料中，也需要加以回收。
从原理上讲，废燃料的处理与天然铀的生产并无多大差别。一般先把废燃料溶解，再用溶剂萃取法把铀、钚和裂变产物相互分开，然后进行适当的纯化和转化。但实际上，废燃料的处理是十分困难的。世界上很多国家都能生产天然铀，很多国家都有反应堆，但是能处理废燃料的国家却并不多。
废燃料的处理有三个特点：一是废燃料具有极强的放射性，它们的处理必须有严密的防护设施，并实行远距离操作；二是废燃料中钚含量很低而钚又极贵重，所以要求处理过程的分离系数和回收率都很高；三是钚能发生链式反应，因此必须采取严格的措施，防止临界事故的发生。目前，废燃料的处理大都采用自动化程度很高的磷酸三丁酯萃取流程。
我们看到，在铀处理的工艺链中，相对于反应堆而言，铀水冶工艺在反应堆之前进行，所以通常叫做前处理，废燃料处理在反应堆之后进行，所以通常叫做后处理。而从铀矿石加工开始的整个工艺过程，包括铀同位素分离以及核燃料在反应堆中使用在内，一般总称为核燃料循环。
从以上极为简单的介绍就可以看出，铀和钚确是得之不易的。原子能工业犹如一条长长的巨龙，要最重的天然元素铀做出轰轰烈烈的事业，得经过多少次加工和处理、分析和测量、计算和核对啊！原子能工业又犹如一座高高的金字塔，要制造一颗原子弹，就要使用一、二十公斤铀235或钚239；要生产一、二十公斤铀235或钚239，就要消耗十来吨天然铀；要生产十来吨天然铀就要加工近万吨铀矿石。我们赞赏核电站的雄姿，惊叹原子弹的威力，可千万不能忽视支撑这座金字塔塔尖的无数块砖石啊！
三、制冷剂厂含氟废气氢气焚烧原理
电解制氟中，由于纯HF导电性能极差，不适于直接进行电解，故通常用导电性能好的含碱金属盐的HF作为电解质进行电解。
目前，国内普遍采用的10kA中温电解槽所用电解质为KF·2HF熔盐，该熔盐由二氟氢化钾(KHF2)与无水氟化氢(AHF)按比例配制而成。熔融的KF·2HF离解出F－、(HF2)－等阴离子和H+、K+等阳离子，在外加电场的作用下阴离子向电解槽阳极迁移；阳离子向电解槽阴极迁移。由电极反应方程式可知，电解过程消耗的是H+、F－和(HF2)－，实质上消耗的是HF。在电解过程中，电解质的组成不断发生变化，但只需及时向电解质中补加AHF，使电解质中H+、F－和(HF2)－的浓度维持在一定范围内，即可保证电解过程的安全、连续稳定进行。
但是，随着电解槽运行时间的增加，由于电解槽槽体和炭阳极板、隔膜框、吊架等构件的化学腐蚀和电化学腐蚀，以及通入AHF中微量杂质的积聚，电解质中杂质含量逐渐上升，直至不能维持正常的电解制氟生产，因此电解质需定期更换。更换下来的废电解质即便在凝固状态下也具有较强的挥发性和腐蚀性，贮存困难，且难以进行环保达标处理，严重威胁环境安全；另一方面，配制电解质所用的KHF2及AHF价格昂贵且耗量大，若不对废电解质进行回收利用，势必增加生产成本。
河南黎明化工研究院的崔武孝等曾报道过一种用过量KOH溶液溶解并中和废电解质，然后通入HF调节pH值并蒸发结晶的废电解质回收工艺，但是，该工艺试剂耗量大且能耗高，导致其回收成本高，适用性差。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种氟气生产过程中废电解质回收的工艺方法，解决回收过程中各种杂质的有效去除问题，以实现废电解质的高效回收利用，既满足环境友好生产的要求，又大大降低生产成本。
本发明的技术方案如下：一种氟气生产过程中废电解质回收的工艺方法，该方法具体包括如下步骤：
步骤1、将废电解质进行溶解，并进行粗滤处理；
将固体废电解质在溶解反应器中进行溶解，并将溶解反应器置于热水浴中加热并保温至70℃～90℃，溶解时间为6h～10h；
利用丙纶滤布对溶解所得的悬浊液在过滤器中趁热进行过滤，将滤渣用渣桶暂存，将滤液装入陈化反应器中；
步骤2、对滤液进行陈化处理，并进行精滤处理；
将陈化反应器置于热水浴中，加热并保温至70℃～90℃，并向陈化反应器中加入适量KOH以将粗滤所得滤液pH值调至3～5，进行陈化时间为4h～8h；
利用丙纶滤布对陈化后的溶液在过滤器中趁热进行过滤，将滤渣暂存在渣桶中，滤液装入结晶反应器中；
步骤3、对滤液进行结晶处理，并烘干封装；
将结晶反应器置于冷水浴中冷却并保温至10℃～30℃，待结晶反应器内滤液充分结晶后进行固液分离，将结晶的晶体烘干后，快速进行装袋密封封装。
所述的步骤1中对固体废电解质进行溶解具体为：
固体废电解质与纯水按照4:5～6:5的质水比进行溶解。
所述的步骤1中对固体废电解质进行溶解具体为：
结晶母液溶解废电解质时质水比为2:7～4:7。
所述的步骤1中进行粗滤处理，使用200目～400目的丙纶滤布。
所述的步骤2中进行精滤处理，使用400目～600目的丙纶滤布。
所述的步骤3中将结晶反应器内滤液进行固液分离后，将结晶的晶体盛入聚丙烯塑料筐中滤去大部分水分后转移至定制筐，并将定制筐送入烘箱，在100℃～150℃温度下烘烤24h～72h。
本发明的显著效果在于：本发明所述的一种氟气生产过程中废电解质回收的工艺方法，可进行批量废电解质的回收，回收产品KHF2各项指标达到质量要求。将回收产品KHF2投入中温电解槽进行电解制氟工况实验，中温电解槽各项参数正常，运行稳定。该工艺方法流程短、回收率高、成本低，按照本工艺路线建设废电解质回收生产线，可实现废电解质的高效回收利用，既满足环境友好生产的要求，又大大降低生产成本。
附图说明
图1为本发明所述的一种氟气生产过程中废电解质回收的工艺方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
如图1所示，一种氟气生产过程中废电解质回收的工艺方法，该方法具体包括如下步骤：
步骤1、将废电解质进行溶解，并进行粗滤处理；
将固体废电解质与纯水按照4:5的质水比加入溶解反应器中或者利用结晶母液溶解废电解质时质水比为2:7，并将溶解反应器置于热水浴中加热并保温至90℃，溶解时间为6h；
利用300目的丙纶滤布对溶解所得的悬浊液在过滤器中趁热进行过滤，将滤渣用渣桶暂存，将滤液装入陈化反应器中；
步骤2、对滤液进行陈化处理，并进行精滤处理；
将陈化反应器置于热水浴中，加热并保温至80℃，并向陈化反应器中加入适量KOH以将粗滤所得滤液pH值调至4，进行陈化时间为6h；
利用600目的丙纶滤布对陈化后的溶液在过滤器中趁热进行过滤，将滤渣暂存在渣桶中，滤液装入结晶反应器中；
步骤3、对滤液进行结晶处理，并烘干封装；
将结晶反应器置于冷水浴中冷却并保温至20℃，待结晶反应器内滤液充分结晶后进行固液分离，将母液暂存于母液贮槽并用于后续废电解质的溶解，将结晶的晶体盛入聚丙烯塑料筐中滤去大部分水分后转移至定制筐，并将定制筐送入烘箱，在120℃温度下烘烤48h后，将烘干后的晶体快速进行装袋密封封装。
实施例2
如图1所示，一种氟气生产过程中废电解质回收的工艺方法，该方法具体包括如下步骤：
步骤1、将废电解质进行溶解，并进行粗滤处理；
将固体废电解质与纯水按照1:1的质水比加入溶解反应器中或者利用结晶母液溶解废电解质时质水比为3:7，并将溶解反应器置于热水浴中加热并保温至70℃，溶解时间为10h；
利用400目的丙纶滤布对溶解所得的悬浊液在过滤器中趁热进行过滤，将滤渣用渣桶暂存，将滤液装入陈化反应器中；
步骤2、对滤液进行陈化处理，并进行精滤处理；
将陈化反应器置于热水浴中，加热并保温至90℃，并向陈化反应器中加入适量KOH以将粗滤所得滤液pH值调至5，进行陈化时间为8h；
利用500目的丙纶滤布对陈化后的溶液在过滤器中趁热进行过滤，将滤渣暂存在渣桶中，滤液装入结晶反应器中；
步骤3、对滤液进行结晶处理，并烘干封装；
将结晶反应器置于冷水浴中冷却并保温至10℃，待结晶反应器内滤液充分结晶后进行固液分离，将母液暂存于母液贮槽并用于后续废电解质的溶解，将结晶的晶体盛入聚丙烯塑料筐中滤去大部分水分后转移至定制筐，并将定制筐送入烘箱，在150℃温度下烘烤24h后，将烘干后的晶体快速进行装袋密封封装。
实施例3
如图1所示，一种氟气生产过程中废电解质回收的工艺方法，该方法具体包括如下步骤：
步骤1、将废电解质进行溶解，并进行粗滤处理；
将固体废电解质与纯水按照6:5的质水比加入溶解反应器中或者利用结晶母液溶解废电解质时质水比为4:7，并将溶解反应器置于热水浴中加热并保温至80℃，溶解时间为8h；
利用200目的丙纶滤布对溶解所得的悬浊液在过滤器中趁热进行过滤，将滤渣用渣桶暂存，将滤液装入陈化反应器中；
步骤2、对滤液进行陈化处理，并进行精滤处理；
将陈化反应器置于热水浴中，加热并保温至70℃，并向陈化反应器中加入适量KOH以将粗滤所得滤液pH值调至3，进行陈化时间为4h；
利用400目的丙纶滤布对陈化后的溶液在过滤器中趁热进行过滤，将滤渣暂存在渣桶中，滤液装入结晶反应器中；
步骤3、对滤液进行结晶处理，并烘干封装；
将结晶反应器置于冷水浴中冷却并保温至30℃，待结晶反应器内滤液充分结晶后进行固液分离，将母液暂存于母液贮槽并用于后续废电解质的溶解，将结晶的晶体盛入聚丙烯塑料筐中滤去大部分水分后转移至定制筐，并将定制筐送入烘箱，在100℃温度下烘烤72h后，将烘干后的晶体快速进行装袋密封封装。
参考资料:湿法冶金
