CN102251263A - 一种新型节能金属电沉积装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型节能金属电沉积装置，包括电沉积槽以及按极板框架+阳级板+极板框架+阴极板+极板框架+阳极板+极板框架+阴极板+……的排列形式密实排列在电沉积槽内的若干极板框架、若干阳极板和若干阴极板，每一所述阳极板和阴极板的下端均设有液流通孔，所述液流通孔与极板框架相贯通构成进液通道，所述进液通道与至少一进液口相连；每一所述极板框架的上端均设有出液口，各出液口通过软管与排液总管连接。该装置一点或二点进料液，多点排料，料液由密闭槽体下端进入，上端高点排出，具有生产效率高、电流效率高、产品质量好、节能环保等优点。

Description

一种新型节能金属电沉积装置

技术领域

本发明涉及一种通过电化学方法分离、提纯金属元素的电沉积装置。

背景技术

目前，通过电化学方法分离、提纯金属元素，有电解和电沉积二种工艺。电解一般是指可溶性阳极，电解过程在电解槽内进行，阳极由待提纯的金属加工而成，电解过程中阳极上的金属不断被氧化而溶解，在阴极上溶解的金属又不断地被还原，得到纯度更高的金属。电沉积一般是指不可溶阳极，电沉积过程在电沉积槽内进行，阳极一般由铅合金或钛等惰性金属加工而成，电沉积过程中需不断于体系内加可溶性金属盐，通常是金属的硫酸盐或氯化盐，在阴极金属被不断地还原，得到纯度较高的金属。电解和电沉积过程都需在装有阴阳极板的槽体内进行，通常槽体为长方体，上部敞口，有的在敞口上加活动盖，这种电解槽和电沉积槽应用已经十分普遍。

北京矿冶研究总院的王振文等曾开发了一种密闭电解槽，由厢式压滤机改造而成，板框间分别是阴极板和阳极板，目前已在铜电解和钴电解上应用，其电解液循环类似于压滤机，一端进另一端出。这种电解装置有设计上的缺陷，用于电解尚可，用于电沉积就暴露出一系列问题，因为电沉积过程，阳极板一般都会有气体产生，而其设备设计时没有足够重视阳极板产生的气体对电解过程运行的不利影响，具体表现为：阳极板产生的气体排出不畅，按电解液在电解槽内的流动方向，每块阳极板产生的气体会与电解液一起流经后续其它各个阴阳极板，而且气体的浓度也会逐渐累积增大，直至从最后一块阳极板流出电解槽，这样会造成阳极板容易被其产生的氧化性气体(如氧气、氯气等)所氧化，使阳极板使用寿命变短，另外电解液与阳极板产生的气体一起混流，导致电解过程的电阻增大，并随着电解液流动的方向电阻会越来越大，电流效率降低，更有甚者，如果电解过程是金属的氯化盐体系，阳极板会产生氯气，氯气随着电解液一起流经后续其它各个阴极板时，氯气浓度会越来越大，氯气不仅会严重腐蚀阳极板而且会使已经还原的金属重新溶解，这种不利影响与氯气浓度成正比，进而导致阳极板使用寿命短和大大降低电解过程的生产能力和电流效率。可以说对于阳极产生氯气的密闭电沉积装置，不能使阳极产生的氯气迅速排出电沉积反应槽是不可取的。

此外，密闭电解槽的极板导电与敞开式不同，因其阴阳极板与极板框架已由机械力压紧，以达到密闭的效果，为保证良好的接触，导电铜排与各阴极板或阳极板的连接，一般是采用电缆或其它的软连接，这样就限制了电缆不能过粗并直接导致电流强度不大，进而制约单台设备的产能；而且每次出产品时都须拆装导电电缆也很烦琐和费时。

发明内容

本发明的目的在于克服上述密闭电解槽之不足，提供一种生产效率和电流效率均得到提高，产品质量好，节能环保的新型金属电沉积装置。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：

一种新型节能金属电沉积装置，包括电沉积槽以及按极板框架+阳极板+极板框架+阴极板+极板框架+阳极板+极板框架+阴极板+……的排列形式密实排列在电沉积槽内的若干极板框架、若干阳极板和若干阴极板，每一所述阳极板和阴极板的下端均设有液流通孔，所述液流通孔与极板框架相贯通构成进液通道，所述进液通道与至少一进液口相连；每一所述极板框架的上端均设有出液口，各出液口通过软管与排液总管连接。

每一所述极板框架的两侧边均设有链接片或链。

每一所述阳极板和阴极板上均设有导电铜棒，每一所述阳极板的导电铜棒一端直接放置在阳极板导电铜排上，另一端通过绝缘套与阴极板导电铜排隔开，每一所述阴极板的导电铜棒一端直接放置在阴极板导电铜排上，另一端通过绝缘套与阳极板导电铜排隔开，阳极板导电铜排和阴极板导电铜排则分别与整流变压后的供电螺母线软连接。

所述极板框架由耐腐蚀材料制作，厚度在25～85mm之间。

所述阳极板和阴极板下端的液流通孔均处于同一水平高度。

本发明的有益效果是：

1、电沉积槽的下端设计了直线贯通的进液通道，电解液通过此进液通道分别流到各个阴阳极板间，这样减小了进液阻力，节约了输送泵的动力，同时，保证了电沉积槽内前后与中部的各阴阳极板间的电解液浓度基本一致。

2、出液口设置在每一极板框架的上端，并通过软管与排液总管连接，这样可使阳极板产生的气体迅速排出，在槽内停留时间很短，基本排除了阳极板产生的气体的不利影响。电解液在电沉积槽内的流动的距离，只相当于阴极板或阳极板的长度，输送的阻力小，与进液系统配合，在较低输送动力下可实现大流量进料液。从而提高了产品质量，增加了产能，降低了能耗。

3、极板框架的两边设有链接片或链，操作时，靠机械力可将所有极板框架均匀拉开10mm～30mm。产品出槽可实现全自动操作，节省劳动力，改善劳动条件，提高生产效率。

4、阴阳极板的导电铜棒直接放在导电铜排上，导电铜排与整流变压后的供电螺母线软连接，这样不仅解决了导电电缆因受阴阳极板间距限制不能过粗而带来的电流强度不够大的问题，提高了单台设备的产能，而且也避免了每次出产品都必须拆装导电电缆的缺陷，使产品取出方便快捷。

附图说明

图1为本发明电沉积装置的结构示意图。

图2为图1中阳极板的侧向结构示意图。

图3为图1中阴极板的侧向结构示意图。

图4为图1中极板框架的侧向结构示意图。

具体实施方式

如图1～4所示，为本发明的一个优选实施例。

按照本发明提供的一种新型节能金属电沉积装置，包括电沉积槽1以及按极板框架+阳极板+极板框架+阴极板+极板框架+阳极板+极板框架+阴极板+……的排列形式密实排列在电沉积槽1内的若干极板框架2、若干阳极板3和若干阴极板4。极板框架2用耐腐蚀材料(如：塑料、橡塑、橡胶等)制作成长方形或圆形的框架，厚度在25mm～85mm之间。每一阳极板3和阴极板4的下端分别设有液流通孔31、41，液流通孔31、41与极板框架2相贯通构成进液通道5，进液通道5与设置在电沉积槽1一端的进液口6相连。每一极板框架2的上端均设有出液口21，各出液口21通过软管与排液总管连接。

每一极板框架2的两侧边均设有链接片或链22，在机械力的驱动下，可分别将各个极板框架均匀拉开10mm～30mm，以便于将阴极板4取出。

每一阳极板3的导电铜棒32一端直接放置在阳极板导电铜排7上，另一端通过绝缘套9与阴极板导电铜排8隔开，每一阴极板4的导电铜棒42一端直接放置在阴极板导电铜排8上，另一端通过绝缘套10与阳极板导电铜排7隔开，阳极板导电铜排7和阴极板导电铜排8则分别与整流变压后的供电螺母线软连接。

所述阳极板3和阴极板4下端的液流通孔31、41均处于同一水平高度，从而与极板框架2的框架内周一起构成直线贯通的进液通道5，这样设计可最大限度地减小进液阻力。

上述实施例仅供说明本发明之用，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由各权利要求限定。

Claims (5)

1.一种新型节能金属电沉积装置，包括电沉积槽以及按极板框架+阳级板+极板框架+阴极板+极板框架+阳极板+极板框架+阴极板+……的排列形式密实排列在电沉积槽内的若干极板框架、若干阳极板和若干阴极板，其特征在于：每一所述阳极板和阴极板的下端均设有液流通孔，所述液流通孔与极板框架相贯通构成进液通道，所述进液通道与至少一进液口相连；每一所述极板框架的上端均设有出液口，各出液口通过软管与排液总管连接。

2.根据权利要求1所述的一种新型节能金属电沉积装置，其特征在于：每一所述极板框架的两侧边均设有链接片或链。

3.根据权利要求1所述的一种新型节能金属电沉积装置，其特征在于：每一所述阳极板和阴极板上均设有导电铜棒，每一阳极板的导电铜棒一端直接放置在阳极板导电铜排上，另一端通过绝缘套与阴极板导电铜排隔开，每一阴极板的导电铜棒一端直接放置在阴极板导电铜排上，另一端通过绝缘套与阳极板导电铜排隔开，阳极板导电铜排和阴极板导电铜排则分别与整流变压后的供电螺母线软连接。

4.根据权利要求1所述的一种新型节能金属电沉积装置，其特征在于：所述极板框架由耐腐蚀材料制作，厚度在25～85mm之间。

5.根据权利要求1所述的一种新型节能金属电沉积装置，其特征在于：所述阳极板和阴极板下端的液流通孔均处于同一水平高度。

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