CN102787330B - 一种电解方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电解方法,属于金属粉末制备领域。在传统电解方法的基础上,将其中一个电极改为圆筒状作为电解器,另一个电极置于圆筒状内部,电解液在电解器中以圆筒状轴线方向不断进入,电解液的进入压力为0.0006~5MPa,电解在不断的进行过程中,用循环电解液冲刷阴极板上所电解出来的金属粉末,电解完成后,静置电解液,最终得到电解金属粉末。本方法电解金属粉末效率高,电流利用率高,能得到细小的各种电解粉。

Description

一种电解方法
技术领域
本发明涉及一种高效连续化电解方法及技术,属于金属粉末制备领域。
背景技术
金属粉末在实际应用中非常广泛,可以作为粉末冶金的原料,也可以直接使用等。金属粉末属于松散状物质,其性能综合反映了金属本身的性质和单个颗粒的性状及颗粒群的特性。一般将金属粉末的性能分为化学性能、物理性能和工艺性能。化学性能是指金属含量和杂质含量。物理性能包括粉末的平均粒度和粒度分布,粉末的比表面和真密度,颗粒的形状、表面形貌和内部显微结构。工艺性能是一种综合性能,包括粉末的流动性、松装密度、振实密度、压缩性、成形性和烧结尺寸变化等。此外,对某些特殊用途还要求粉末具有其他的化学和物理特性,如催化性能、电化学活性、耐蚀性能、电磁性能、内摩擦系数等。金属粉末的性能在很大程度上取决于粉末的生产方法及其制取工艺。粉末的基本性能可用特定的标准检测方法测定。粉末粒度及其分布的测定方法很多,一般用筛分析法(>44μm)、沉降分析法(0.5~100μm)、气体透过法、显微镜法等。超细粉末(<0.5μm)用电子显微镜和X射线小角度散射法测定。金属粉末习惯上分为粗粉、中等粉、细粉、微细粉和超细粉五个等级。
电解法是目前工业化生产金属粉末的一种,常规的电解法生产金属粉末,需要定时在阴极基板上将电解出来的粉末刮下来,大大耗费不必要的劳动力成本。且金属粉末在阴极极板上电解生成时,会慢慢长大,形成粗大的金属粉,其次是,电解出来的金属粉富集在阴极极板上会降低电解金属粉末的效率。采用本发明的方法及技术可以有效的解决常规电解生产时所遇到的相应问题。可以明显提高电解效率、得到细小的金属电解粉、可以大大的降低劳动力成本。因此具有重要的社会效益和经济效益。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可对各种电解金属粉末进行高效的电解,从而得到性能优越的金属粉末的方法,该方法大大提高了电流效率、提高了生产效率。
本发明的技术方案是:在传统电解方法的基础上,将其中一个电极改为圆筒状、另一个电极置于圆筒状内部组合成电解器,然后将电解器置入电解槽中,电解液在电解槽中从圆筒状电解器的轴线方向不断进入,电解液的进入压力为0.0006~5MPa,电解在不断的进行过程中,用循环电解液冲刷阴极板上所电解出来的金属粉末,由于瞬时冲刷阴极上的电解粉末,使得电解金属粉末来不及长大就被冲刷下来,得到金属粉末的颗粒远比常规电解出来的金属粉末更细小,电解完成后,静置电解液,最终得到细小的电解金属粉末。
所述电解液的进入压力根据所要电解的金属粉末的冲刷难以程度相关,电解液可以循环使用。
所述电解液在电解器中进入时,圆筒状的电解器的进液处有0~75°的倾斜角,有利于电解液的进入。
所述电极(阴极或阳极)表面光滑,如果有粗糙或者有比较明显的尖锐部位,会造成电流密度集中,从而降低电解使用的电流密度;其次,会影响到冲刷电解粉的效果。本方法及技术在实际生产操作时,可以根据实际的需要调换电极的位置,可以是中间的棒状电极为阴极或阳极,也可以是外面圆筒状的电极为阳极或阴极;
所述电解得到的金属粉末的粒度为小于20um,粒度均匀。
所述本发明的装置结构包括电解槽9、电解器11和电解液循环系统,电解槽9带有电解槽进液口13和电解槽出液口6,电解器11为圆筒状,置于电解槽9中,电解槽进液口13和电解槽出液口6连通电解液循环系统。电解器11在电解槽9中需要全部浸入电解液中,使电解充分进行。电解器11上分布有阳极导电排10和阴极导电排12,用于连接电解器11中的阴极和阳极。电解槽9的电解槽出液口6设置有电解槽出液阀门7,出液阀门7上连接有控制液面高度和流量的浮球8。电解液循环系统包括金属粉末沉淀槽5、缓存储液槽17和进液系统,金属粉末沉淀槽5对应电解槽出液口6,金属粉末沉淀槽5底端设置有电解粉出口4、上部设置有金属粉末沉淀槽出液口,金属粉末沉淀槽出液口对应缓存储液槽17,缓存储液槽出口18通过进液系统连接至电解槽进液口,将沉淀后得到的上层电解液导入缓存储液槽17,通过进液系统再循环回电解槽进液口13,循环使用电解液。金属粉末沉淀槽5通过沉淀槽支架2至于沉淀槽底座1上,金属粉末沉淀槽5的出液口高于缓存储液槽17,能够使上层电解液靠重力作用留至缓存出液槽17。进液系统由流量计14、增压泵15和流量阀16组成,缓存储液槽17出口通过导管依次连接流量阀16、增压泵15、流量计14和电解槽进液口13。电解液由水泵增压,然后由进水口进入电解器中。
和现有技术相比,本发明有以下优点或积极效果:
(1)本方法电解金属粉末效率高,电流利用率高,能得到细小的各种电解粉;
(2)本方法可以根据电解粉末的要求,根据电流满足的相应参数,灵活更换阴阳极的材料来满足不同密度的电流,以及通过控制电极支架的尺寸,可灵活控制阴阳极板之间的距离,调整到最佳的生产状态;
(3)本方法及技术可以控制电解循环液体的压力来控制冲刷电解阴极的压力,从而控制电解金属粉能脱落沉积下来,已达到得到细小金属粉末的要求;
(4)本方法利用电解液的流体压力,随时电解随时刷粉,能够比一般的电解方法得到的粉末都要细小,粉末粒度为20um以下。
附图说明
图1为本发明电解装置示意图。
图中各标号为:1-沉淀槽底座、2-沉淀槽支架、3-金属粉末出口开关、4-电解粉出口、5-金属粉末沉淀槽、6-电解槽出液口、7-电解槽出液阀门、8-控制液面高度和流量浮球、9-电解槽、10-阳极导电排、11-电解器、12-阴极导电排、13-电解槽进液口、14-流量计、15-增压泵、16-流量阀、17-缓存储液槽、18-缓存储液槽出口。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步描述,但本发明不限于以下所述范围。
实施例1:本实施例是对锌粉进行电解,在传统电解方法的基础上,将其中一个电极改为圆筒状、另一个电极置于圆筒状内部组合成电解器,然后将电解器置入电解槽中,采用七水硫酸锌和硫酸铵溶液,用氨水调节PH值,在碱性环境下进行电解,电流密度为850A/㎡。采用圆筒状铝材做阴极电极,采用棒状石墨做阳极电极。阴阳电极间距为30mm,形成同心轴状,轴向长度为180mm,电解液在电解槽中从圆筒状电解器的轴线方向不断进入,循环电解液进入电解器的水压为0.0006MPa,电解完成后,静置电解液,得到的锌粉粒度为14.2um以下。
实施例2:本实施例是对铁粉进行电解,在传统电解方法的基础上,将其中一个电极改为圆筒状、另一个电极置于圆筒状内部组合成电解器,然后将电解器置入电解槽中,用高度抛光的不锈钢作阴极,低碳钢作阳极,它们的材料可为黑色金属废料,如轧钢铁鳞、低品位矿石、钢、铸铁、海绵铁压块等,电解液为氯化物。用工业氨水调节PH值。电解时电流密度为2.8A/dm2,异极间距为50mm。电解液在电解槽中从圆筒状电解器的轴线方向不断进入,循环电解液进入电解器时的水压为5PMa。电解出来的铁粉粒度为14um以下。
实施例3:本实施例是对镍粉进行电解,在传统电解方法的基础上,将其中一个电极改为圆筒状、另一个电极置于圆筒状内部组合成电解器,然后将电解器置入电解槽中,,电解液是用硫酸镍,硫酸氨按一定比例配成。阳极材料用铅银合金,阴极材料用金属钛作为电极。电流密度为2000A/㎡,异极板间距为50mm。电解液在电解槽中从圆筒状电解器的轴线方向不断进入,循环电解液进入电解器时的水压为3.5MPa。电解出来的镍粉粒度为小于9.3um。

Claims (6)

1.一种电解方法,其特征在于具体方法如下:在传统电解方法的基础上,采用本装置进行电解;
(1)本装置结构包括电解槽(9)、电解器(11)和电解液循环系统,电解槽(9)带有电解槽进液口(13)和电解槽出液口(6),电解器(11)为圆筒状,置于电解槽(9)中,电解槽进液口(13)和电解槽出液口(6)连通电解液循环系统,电解器(11)在电解槽(9)中需要全部浸入电解液中,使电解充分进行;电解器(11)上分布有阳极导电排(10)和阴极导电排(12),用于连接电解器(11)中的阴极和阳极;
(2)电解槽(9)的电解槽出液口(6)设置有电解槽出液阀门(7),出液阀门(7)上连接有控制液面高度和流量的浮球(8),电解液循环系统包括金属粉末沉淀槽(5)、缓存储液槽(17)和进液系统,金属粉末沉淀槽(5)对应电解槽出液口(6),金属粉末沉淀槽(5)底端设置有电解粉出口(4)、上部设置有金属粉末沉淀槽出液口,金属粉末沉淀槽出液口对应缓存储液槽(17),缓存储液槽出口(18)通过进液系统连接至电解槽进液口,将沉淀后得到的上层电解液导入缓存储液槽(17),通过进液系统再循环回电解槽进液口(13),循环使用电解液,金属粉末沉淀槽(5)通过沉淀槽支架(2)至于沉淀槽底座(1)上,金属粉末沉淀槽(5)的出液口高于缓存储液槽(17),能够使上层电解液靠重力作用留至缓存出液槽(17),进液系统由流量计(14)、增压泵(15)和流量阀(16)组成,缓存储液槽(17)出口通过导管依次连接流量阀(16)、增压泵(15)、流量计(14)和电解槽进液口(13);
(3)使用本装置的电解方法具体为:电解液由水泵增压,然后由进水口进入电解器中将其中一个电极改为圆筒状、另一个电极置于圆筒状内部组合成电解器,然后将电解器置入电解槽中,电解液在电解槽中从圆筒状电解器的轴线方向不断进入,电解液的进入压力为0.0006~5MPa,电解完成后,静置电解液,最终过滤得到电解金属粉末。
2.根据权利要求1所述的电解方法,其特征在于:所述电解液可以循环使用。
3.根据权利要求1所述的电解方法,其特征在于:所述电解液进入电解器中时,圆筒状的电解器的进液处有0~75°的倾斜角。
4.根据权利要求1所述的电解方法,其特征在于:所述电解器表面光滑。
5.根据权利要求1所述的电解方法,其特征在于:所述电解器在电解槽中全部浸入电解液中。
6.根据权利要求1所述的电解方法,其特征在于:所述最终电解得到的金属粉末的粒度为小于20um。
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