CN103380235A - 连续电解沉积方法及其系统 - Google Patents
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Abstract
一种连续电解沉积系统(100),包括:槽本体(106),其被配置成在槽本体(106)在高压和/或高温下内保持电解液溶液;阳极(174);阴极(172);被配置成用于接收电解液溶液流入流(200)的入口110;被配置成用于排出废电解液溶液流出流(220)的第一出口(120);被配置成用于移除阴极矿泥/淤泥浓缩物(230)的第二出口(130),以及驻留腔(160),驻留腔(160)将电解液溶液从所述入口(110)动态地且连续地转移至所述第一出口(120)并增加所述电解液溶液的驻留时间,驻留腔(160)包括一个或多个通道(162),其被配置成在其中提供电解液溶液的强制流动(212),其足够强,以沿所述一个或多个通道(162)连续地驱逐和/或移动阴极矿泥/淤泥浓缩物(204、206)并离开所述一个或多个通道(162)。
Description
技术领域
本发明涉及金属精炼处理过程中所使用的系统和方法,并且更尤其涉及电解沉积系统(electrowinning system)。
背景技术
为此,可用于选金(gold concentration)与金回收的大体上具有两种主要的处理过程:锌沉淀(zinc precipitation),以及电解沉积。锌沉淀包括:压碎和研磨含有黄金或其它贵金属的矿石,并且然后将研磨后的矿石与水和苛性氰化物溶液(caustic cyanide solution)混合。合成的泥状矿浆被转移至沉降池,在此较粗的载黄金固体(gold-laden solid)由于重力而转移至底部,并且具有水、黄金,和氰化物的较轻的第一贵液(pregnant solution)转移至顶部,并且被移除出去用于进一步的处理。载黄金固体在单独的搅拌浸析处理中进行搅拌和吹气,此时氧起反应以将黄金浸析到水、苛性碱以及氰化物中形成第二贵液。第二贵液通过转鼓过滤器,其对剩余的固体进行进一步分离。第一和第二贵液与锌混合以沉淀出溶解金。然后,可对合成的沉淀黄金浓缩物进行冶炼以产生精炼的黄金条。
电解沉积一般涉及从在批处理步骤中通过将活性碳与含金母液混合而产生的电解液中提取出黄金或其它贵金属。活性碳吸收在贵液中所含的黄金,并且成为“载金性的(loaded)”(也就是说,碳变成载有从含金母液中所移除出的黄金)。然后在三个批处理步骤中通过顺序对载金碳进行洗涤以“除垢(descale)”,以去除矿石残渣。首先,将载金碳转移到洗涤池中,且然后将池中倒满稀释的酸溶液。然后排干洗涤池并将使用过的稀释酸溶液抽出并丢弃。在同一洗涤池中充满水以冲洗掉载金碳上剩余的酸。在这一过程中,水变得稍带酸性。用与稀释酸类似的方式,将用过的稍带酸性的冲洗水从洗涤池中排干、泵压出并丢弃。最后,在池中倒满苛性碱溶液,并且在苛性碱溶液中洗涤载金碳。然后将用过的苛性碱从池中排干、泵压出并丢弃。可通过以下执行可选的最后的水冲洗步骤:再次在洗涤池中倒满水、从载金碳上冲洗掉苛性碱残渣、从池中排干所使用的冲洗水,并且然后将所述用过的冲洗水丢弃。
在洗涤之后,载金碳从洗涤池中被移除并被加入到包括水、苛性碱和氰化物的剥离溶液中,以形成剥离溶液/载金碳浆料。剥离溶液/载金碳浆料通过脱洗处理,在此使用高温和高压以将黄金从载金碳中重新浸析出到含有水、苛性碱和氰化物的剥离溶液中,以形成电解液溶液。然后将电解液溶液移动到电解沉积槽中,其中导线状(例如网状的)或片状的阴极收集在电解过程中沉积的黄金浓缩物。然后从槽中手动移除阴极,用于在分批处理步骤中进行清洁,使得在其上所沉积的黄金浓缩物可从阴极上被移除并准备好用于冶炼。在电解沉积槽内可以手动的方式更换阴极,并且重复完整的分批处理。在一些情况下,阴极(例如导线)并不是可再使用的,而必须在处理过后重复利用。因此,每一次的和每个电解沉积分批处理可能需要新的阴极,这提高了开销成本。
使用这样的常规处理提取黄金通常涉及电解沉积槽的非生产停机间隔、重大体力劳动、过早的阴极磨损,和电解废料。使用锌使贵金属从贵液沉淀出来的处理也是高成本的,可能对于大型操作来说效率较低、可能仅对于特定金属有效,并且可能导致贵金属回收率较低。
发明内容
因此,本发明的目的是提供一种电解沉积系统,其被配置成使阴极矿泥/淤泥浓缩物从电解液中连续成形、强制流动、存储,和/或移除,从而避免前面提及的与常规分批处理相关的问题。
本发明的又一个目的是提供一种电解沉积系统,其被配置成在比常规电解沉积系统更高的加热和冷却效率下工作。
本发明的另一个目的是提供了一种电解沉积系统,其被配置成具有比常规的电解沉积系统更小的占地面积(footprint)。
本发明的再另一个目的是提供一种从连续流动的电解液流入流中连续获得贵金属的方法。
而且,本发明的目的是提供一种电解沉积方法,其具有比常规电解沉积处理更小的辐射损失(radiation loss)和更少的耗电量。
本发明的另一个目的是提供一种在比常规电解沉积处理更高的流动速率下进行电解沉积的方法。
本发明的另一个目的是提供一种在比常规电解沉积处理更高的温度下进行电解沉积而不出现喷溅(flashing)现象的方法,
本发明的另一个目的是提供一种在比常规电解沉积处理更高的压力下进行电解沉积方法。
本发明的又其它目的是改进反应动力学、降低电解损失,并以更少的试剂消耗产生更高的贵料回收。
本发明的另一个目的是与常规电解沉积槽相比,降低阴极耗电量。
甚至本发明的又另一个目的是降低在废电解液(即,“贫液”)溶液中存在的贵料的量。
根据本文的附图和说明书,本发明的这些和其它目的将是显而易见的。虽然本发明的每个目的被认为是通过本发明的至少一个实施例达到的,但是达到本发明所有目的的本发明的任意一个实施例都不是必须的。
依据本发明的一些实施例,连续电解沉积系统包括:被配置成在槽本体内在高压和/或高温下保持电解液溶液的槽本体;至少一个阳极;至少一个阴极;被配置成用于接收电解液溶液流入流的入口;被配置成用于排出废电解液溶液流出流的第一出口;被配置成用于移除阴极矿泥/淤泥浓缩物的第二出口;以及驻留腔,其被配置成将电解液溶液从所述入口动态地且连续地转移至所述第一出口且增加所述电解液溶液在所述至少一个阳极和所述至少一个阴极之间的驻留时间,该驻留腔包括一个或多个通道,其被配置成在其中提供电解液溶液的强制流动,其足够强以沿所述一个或多个通道连续地驱逐和/或移动阴极矿泥/淤泥浓缩物并最终移出所述一个或多个通道。
依据一些实施例,一个或多个通道可被定义在阴极、阳极、和绝缘体之间。在一些实施例中,该一个或多个通道可包括螺旋形、螺线形、盘绕形、复合曲线形、3D样条曲线形,或蜿蜒形的部分。在一些实施例中,阴极或阳极可被配置成套筒状或其部分。在一些实施例中,可在阳极和阴极之间提供一个或多个绝缘体。在一些实施例中,一个或多个凸出部可从阳极和阴极延伸,其中该一个或多个凸出部可沿螺旋形路径、螺线形、盘绕形、复合曲线形、3D样条曲线形或蜿蜒形路径延伸。这些凸出部可径向向内地或径向向外地延伸。
还揭示了一种连续电解沉积方法。依据本发明的一些实施例,该方法包括以下步骤:提供连续的电解沉积系统,其具有被配置成在槽本体中在高温和/或高压下保存电解液溶液的槽本体;至少一个阳极;至少一个阴极;被配置成用于接收电解液溶液流入流的入口;被配置成用于排出废电解液溶液流出流的第一出口;被配置成用于移除阴极矿泥/淤泥浓缩物的第二出口,以及驻留腔,其被配置成将电解液溶液从所述入口动态地且连续地转移至所述第一出口并增加所述电解液溶液在所述至少一个阳极和所述至少一个阴极之间的驻留时间,所述驻留腔包括一个或多个通道,其被配置成在其中提供电解液溶液的强制流动,其足够强以沿所述一个或多个通道连续地驱逐和/或移动阴极矿泥/淤泥浓缩物并且最终移出所述一个或多个通道;将电解液溶液动态且连续地进给到所述入口中,以及,从所述第一出口动态且连续地移除废电解液溶液。该方法可进一步包括以下步骤:将阴极矿泥/淤泥浓缩物经由所述第二出口从该系统移除。
还揭示了一种连续电解沉积槽,依据一些实施例,其包括形成至少一个通道的一部分的至少一个阳极;形成所述至少一个通道的一部分的至少一个阴极,以及,形成所述至少一个通道的一部分的至少一个绝缘体,其中,所述至少一个通道被配置成增加电解液溶液在所述至少一个阳极和所述至少一个阴极之间的驻留时间量;并且其中,所述至少一个通道被配置成在其中动态且连续地提供电解液溶液的强制流动,其足够强以沿所述至少一个通道连续驱逐和/或移动阴极矿泥/淤泥浓缩物并最终移出所述至少一个通道。
附图说明
图1示出了根据一些实施例的连续电解沉积系统的俯视平面图;
图2是沿图1中的直线II-II截取的连续电解沉积系统的竖向剖面图;
图3是沿图1中的直线II-II截取的连续电解沉积系统的立体剖面图;
图4是图3的详细视图,其示出了依据一些实施例的入口细节;
图5图2的详细视图,其示出了依据一些实施例的入口细节;
图6是依据一些实施例的电解沉积槽的侧平面图;
图7是沿图6中的直线VII-VII截取的电解沉积槽的横向剖面图;
图8是沿图1中直线VIII-VIII截取的详细剖面图;
图9至图11示意性地说明了根据一些实施例的一个或多个通道的强制流动功能;
图12是依据一些实施例的挡板的详细视图;
图13至图17示意性地示出了依据不同实施例的通道的横截面剖面图,以及
图18示意性地示出了依据一些实施例的连续电解沉积的方法。
具体实施方式
图1至图8示出了依据一些实施例的连续电解沉积系统100。该连续电解沉积系统100大体包括槽本体(cell body)106,其具有第一端部140、第二端部180、在这两者之间延伸的一个或多个侧壁182、具有一个或多个安装件102的基座104、用于接收包含贵料的电解液的连续流入流200的至少一个入口110、用于使废电解液216的连续流出流220流出的至少一个第一出口120,以及,用于使聚集在系统100内的阴极矿泥/淤泥浓缩物(concentrate)230的流出流240流出的至少一个第二出口130。第二出口130可被配置成用于使所述流出流240连续地流出,或者该第二出口130可被配置成用于使所述流出流240间歇性地流出。在槽本体106内提供有第一腔105、第二腔107、第三腔108,和驻留腔160,驻留腔160包括一个或多个长形通道162。通道162被配置成提高电解液的驻留时间并提供电解液的强制流动212,其足够强以驱逐和/或移动在通道162内形成和/或积聚的阴极矿泥/淤泥浓缩物204、206。一个或多个通道162可包括例如螺旋形、双螺旋形、盘绕形、螺线形、蜿蜒形、样条形、复合曲线形的部分,并可沿曲线形路径延伸。在一些实施例中,如图所示,驻留腔160可成同心地位于在第三腔108和第一腔105之间。第一腔105可被配置成在操作过程中无电解液和/或阴极矿泥/淤泥浓缩物,并通常可作为在第一端部140、内部阳极177,和挡板150之间界定的空间填充体(space filler)。填充空间的第一腔105总体使在驻留腔160内提供通道162具有更大半径,从而增加通道162暴露于在其内包含的电解液流束212的总体有效长度。第三腔108用于临时保持和/或将废电解液216从系统100内输送到一个或多个第一出口120。在一些实施例中,为降低材料成本,第一端部140可被配置成环形板,其具有暴露第一腔体105的中心开口,而不是像所示出的实心连续的圆形板。一个或多个第一出口120可设置在系统100的上部,此处溢流可能更加澄清,并且无沉淀的浓缩物230。
每一个通道162可被限定在至少一个阳极174、至少一个阴极172,和在此之间延伸的一个或多个绝缘体176之间。在所示出的特定实施例中,一个或多个阳极174和一个或多个阴极172可被提供成在外部阳极179和内部阳极177之间同心地径向交替布置的套筒(sleeve)部分。阳极174和阴极172径向分离,并且通过从所述一个或多个阴极172伸出的一个或多个间隔凸出部173径向地分离并保持均匀的间隔。应该理解的是,虽然没有示出,但是一个或多个凸出部173可备选地仅仅从阳极174延伸出,或可从阳极174和阴极172两者延伸出来,且不限于此。然而,由于在一个或多个阴极172上设置凸出部173,提供了少量的额外阴极表面积,以用于在电解过程中从电解液流束212中沉淀出阴极淤泥/泥浓缩物204,206。一个或多个绝缘体176防止在带负电荷的阳极174和带正电荷的阴极172之间形成短路,并且可起到挠性、公差补偿垫圈的作用,其划分出每一个通道162的横截面边缘。
每一个阳极174可与一个或多个阳极端子(terminal)142连通。阳极端子142可包括,例如但不限于,紧固件142a(例如,销钉或螺钉)、夹紧构件142b(诸如螺母、凸缘,或卡头)、被连接至接地或电源的端子引线142c、导电垫片142d或其它夹紧构件、绝缘衬套142e,以防止电流到达系统100的周围部分、设置在所述紧固件142a上的螺纹或等价的紧固特征142f、包括配套螺纹或等价紧固特征142g用于与所述螺纹或等价紧固特征142f相连的导电支撑件142h,以及,设置在导电支撑件142h内的接收部142i,用于接合和支撑一个或多个阳极174。在所示出的特定的实施例中,阳极174大体上是圆柱形/管状套筒,并因此,接收部142i可被提供成小而直的或大体为弧形的狭缝。但是,也可设想到其它等价接口,尤其是用于非圆柱形或非管状的阳极174和阴极172。例如,替代狭缝,接收部142i可包括多个导电夹具、弹簧夹,或从支撑件142h延伸的栓钉,其跨接阳极174并将阳极174固定到其上。
在一些实施例中,连续电解沉积系统100可设置有圆柱形槽本体106、扁平圆形的上第一端部140,和大体为截头圆锥形的下第二端部182。该截头圆锥形形状总体有助于将所收集的阴极矿泥/淤泥浓缩物230引导至第二出口130,以易于移除。第一端部140可经由环形凸缘145被固定到槽本体106上,该环形凸缘可以是电中性的或者由剩余阴极槽本体106而带正电荷。第一端部140可包括一系列夹心式板,诸如一个或多个接地或电中性的板147、一个或多个阳极板144,和一个或多个绝缘板146。在一些实施例中,该一个或多个绝缘板146可包括垫圈(诸如,聚四氟乙烯(PTFE)绝缘垫圈)。一个或多个紧固件141或粘合剂可被提供至第一端部140的不同部分,以将第一端部140固定到本体106上,并且/或者,将夹心式板144、146、147固定在一起。例如,可围绕第一端部140的周缘设置一系列紧固件141,以将第一端部140固定到凸缘145上。紧固件141可以是绝缘的,例如,具有例如高分子量聚乙烯(HMWPE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚丙烯,或聚氯乙烯(PVC)等非导电性材料制成的护套、涂层、衬套,或垫片。而且,紧固件141可提供将第一端部140固定到本体106以及将夹心式板144、146、147固定在一起的双重用途。
在使用中,电解液的流入流200在高于环境压力和温度的压力和温度下经由入口110连续进入系统100。该电解液可包含溶解的矿物、金属,或贵料,诸如铜、黄金、银、铂金、铅、铝,或铀,且不限于此。电解沉积系统100优选地保持在比环境温度和/或压力更高的温度(例如,约88摄氏度)和/或压力。流入流200可来自上游电解液容纳池、洗脱(elution)/碳剥离系统,或它们的组合。在一些实施例中,入口110可由具有一个或多个侧壁112的管或管道的一部分形成,并可进一步包括具有凸缘、密封件、阀门、管配件,或等价连接器的入口安装件114,用于与更大的生产系统相结合。入口110包括一个或多个开口113(例如,通过所述一个或多个侧壁112),其被配置成将流入的电解液120供给到驻留腔160的所述一个或多个通道。虽然未示出,但是每个通道162可提供有多个开口113。在如图所示采用多个通道162的情况下,电解液的流入流200总体将被分成多个分散的流入流202,其各自进入不同的通道162。可选地,虽然未示出,每个通道162可提供有单独的入口110。开口113可被配置成使每一个通道162具有均匀或非均匀的流动速率或相近的驻留时间。如图5中清楚地示出的,在入口110的一个或多个侧壁112和槽本体160的第一端部140之间可放置一个或多个绝缘体117(例如,绝缘垫)。该一个或多个绝缘体117可围绕一个或多个开口113以确保来自分散流束202的流入电解液不会在与阴极172相邻处在开口113内形成镀层(plate)或淤泥。
在一些实施例中,通道162可被配置成使分散的电解液流入流202能够沿如图所示的均匀螺旋形或螺线形路径流动212通过通道162。但是,通道162也可被配置成沿蜿蜒形路径、复合曲线路径,或复杂的3D样条曲线路径引导分散的流入流202,只要它们可在其中支撑电解液的强制流动,并且提供电解液在阳极174和阴极172之间的足够的驻留时间。当通道162在驻留腔160内延伸时,通道162在圆周上可收缩或变大,或者总体上或横截面的形状和/或尺寸改变;但是,优选的是,通道162的横截面、路径/方向,和/或阳极-阴极间隔在其整个长度上保持均匀。虽然未示出,由于位于距系统100中心半径距离更大的通道162更长,且总体将比内部通道162具有更长的驻留时间,为了加长所述内部通道的有效长度,可使得内部通道162(例如,与内部阳极177和第一腔105相邻的通道)的总体高度比外部通道162(例如,更接近外部阳极179和第三腔108的通道)的总体高度更高。挡板150的一些部分总体是开放的,以使通道162能够将电解液流束212以及在所述通道162上形成的阴极矿泥/淤泥浓缩物204、206连续输送至第二腔107,在此其大量230聚集。
如图12所示,挡板150可包括阳极层152、用于支撑所述一个或多个阳极174和阴极172的中间电中性绝缘体154,和用于支撑绝缘体154的支撑结构156。绝缘体154可由诸如超高分子量聚乙烯(UHMWPE)等的材料制成,并可具有如图所示的十字形形状。绝缘体154上可提供有多个接收部158(诸如槽口),以保持、间隔、绝缘,和支撑一个或多个阳极174和阴极172。然而,也可提供其它的保持装置(例如栓钉、弹簧夹,或夹具)。绝缘体154可通过一个或多个紧固件、粘结剂,或其它连接方式而被连接至支撑结构156,并且支撑结构156可通过诸如螺栓连接、成形、粘结,或焊接等常规方式被连接至本体106上。阳极层152可起到封闭第一腔105和阻止电解液进入所述第一腔105的作用。在一些实施例中,支撑结构156可以为诸如低网目屏障等栅格结构或诸如跨越槽本体106宽度的横梁等支撑构件,但不限制从通道162到第二腔107的电解液流动212或泥浆/淤泥浓缩物204、206通过。
如图9至图11示意性地所示,当电解液流束212流过驻留腔160中的一个或多个通道162时,为了将泥浆/淤泥204有效地“析出”到一个或多个阴极172上,在一个或多个阳极174和一个或多个阴极172之间布置有大的电势。但是,通过改变操作参数,诸如驻留时间、电流、电解液流动速率、温度、压力、电解液浓度/组成,和/或每一个阴极172的光滑度/材料/涂层,通道162可被配置成使得在一个或多个阴极172上或相邻处初始形成的阴极矿泥/淤泥浓缩物204实际上并未粘结或“镀”到阴极172上,而是在电解液流束212中悬浮并从通道162被冲洗掉。沉降到通道162底部的任何矿泥/淤泥浓缩物204也可通过强制流动的电解液流束212被冲洗掉,并最终移出通道162并进入第二腔107。浓缩物204、206可借助于以下方式被冲出一个或多个通道162:作用在倾斜表面上的重力、通过一个或多个狭窄通道162的电解液流束212的高流动速率、在每个通道162内增加的湍流,和/或,通过向每一个通道提供较小的横截面面积。
在电解液流束212通过一个或多个通道162之后,驻留腔160的流出流214大体将包括相对无溶解贵料的废电解液216(即,“贫”液)的液体载体组分,和包括已经通过强制电解液流动212从通道162被排放出的阴极矿泥/淤泥浓缩物204、206的固体沉淀组分。在与第二端部180相邻处大量沉降230之前,这些固体可跟随淤泥沉淀流束218流动。废电解液216(即,“贫”液)在离开系统100之前行进到第三腔108中。此后,废电解液216通过第一出口120连续地离开系统。在槽本体106为阴极性的实施例中,在第三腔108内可出现一些残留的镀层或阴极矿泥/淤泥浓缩物206、206形成物(例如,在阴极侧壁182内部部分上或周围)。在第三腔108内形成的阴极矿泥/淤泥浓缩物204通常将和所收集的其余矿泥/淤泥浓缩物230一起沉降并最终在第二腔107中。
第一出口120可由具有一个或多个侧壁122的管或管道形成,并可进一步包括第一出口安装件124,其具有凸缘、密封件、阀门、管配件,或用于与更大的生产系统结合的等价连接器。在使用中,废电解液216的流出流220通过所述第一开口120连续地离开槽本体106,在这里处其进入贫液容纳池(未示出)、被废弃、返回洗脱系统,或进行进一步的处理。
被捕获的浓缩物230可间歇性地或连续地经由第二出口130从系统100中被移除。被移除的矿泥/淤泥底流240可行进到容纳池中、被泵压出去用于进一步的精炼,或者可被倾倒到容器中并被输送至冶炼厂。在一些实施例中,第二出口130可由具有一个或多个侧壁132的管或管道的一部分形成,并可进一步包括第二出口安装件134,其具有凸缘、密封件、阀门、管配件、喷嘴、龙头,或用于与更大的生产系统结合的等价连接器。
图12至图17示意性地示出了依据不同可选实施例的驻留腔360、460、560、660、760的横截面示图。每一个驻留腔包括在一个或多个阳极374、474、574、674、774和一个或多个阴极372、472、572、672、772之间形成的一个或多个通道362、462、562、662、762,这些阳极和阴极由一个或多个绝缘体376、476、576、676、776被彼此间隔开。通道可以以水平布置的和垂直偏移的级联“8字形(figure-8s)”的方式,或者沿被配置成提供电解液溶液强制流动的3-D空间中任意连续的路径线性地、螺旋形地延伸。为了帮助可在通道362、462、562、662、762中所捕捉到的气体放气,并同时防止在通道362、462、562、662、762内沉淀的矿泥/淤泥浓缩物阻塞,优选的是使3-D的空间中通道延伸的连续路径没有容易出现气体捕获和堵塞的急弯、急剧转弯、突出、高点,和/或急绕的转角。在一些实施例中,据此驻留腔360、460、560、660、760和其内的通道362、462、562、662、762可简单地作为长而直的管部段延伸,且在相对于水平面成一角度而倾斜。
图18示意性地说明了依据一些实施例的连续电解沉积方法1000。该方法1000包括以下步骤:提供电解液溶液1002。该电解液溶液可由常规洗脱/碳剥离处理产生,并可包括水、氰化物、苛性碱,和在其中溶解的贵料(例如,黄金、铜、银、铂金、铝,或铀)。将电解液溶液连续地进给(例如,以一种或多种预定流动速率)到电解槽中1004,电解槽被优选地保持在比环境温度和/或压力更高的温度和/或压力下1006。在一些实施例中,该槽可包括一系列嵌套的阳极套筒和阴极套筒,其中,相邻的套筒具有不同的电势或电荷。在优选的实施例中,套筒可同心地且相对于彼此径向均匀地间隔开,使得任意两个相邻的套筒保持相反的电荷1008。可将一个或多个绝缘体放置在阳极和阴极之间以限定出多个通道(例如,螺旋形通道)并同时防止在阳极和阴极之间电弧放电。该方法1000进一步包括使电解液溶液在连续电解沉积槽内经受更长的驻留时间的步骤1010。这可通过在阳极和阴极套筒之间提供一个或多个长形通道来实现,这些通道沿平滑、连续和不间断的螺旋形路径延伸。由于入口110与第一出口120和/或第二出口130之间的小压差,被维持在通道内的电解液溶液可被迫沿通道和其壁流动。随着电解液溶液移动通过通道,在与阴极相邻处,阴极矿泥/淤泥浓缩物从溶液沉淀,直到电解液溶液浓度变小,并最终基本上变成贵料贫液1012。沉淀的浓缩物1014被连续地收集,但可连续地或间歇性地或二者结合地进行提取1018。用过的电解液溶液(基本无贵料)从系统中被连续地取出1016,并且可作为剥离溶液被重新用于上游的洗脱处理。
承包商或其它实体可以部分或整机的形式提供如图所示出和说明的连续的电解沉积系统100。例如,承包商可接受关于设计用于从载有溶解的贵料(例如,黄金)的电解液提取固体浓缩物的连续电解沉积系统100的项目报价,或者,该承包商可要约为客户设计这样的系统100。承包商然后可提供例如以上所讨论的实施例中所示出和/或说明的其任意一个或多个装置或特征。承包商可通过出售那些装置提供这样的装置或许诺销售那些装置。承包商可提供大小、形状,和/或其它方面被配置成符合特定客户或消费者的设计准则的不同实施方式。承包商可分包这种装置或用于提供这样的装置的其它装置的组件的制造、运输、销售,或安装。承包商还可勘察现场规划和设计或指派一个或多个存放区域,来堆置用于生产这种装置的材料。承包者还可维护、修改,或更新所提供的装置。承包者可通过分包这样的服务或通过直接提供所述维护和或修改所需的那些服务或组件来提供这样的维护或维修,并且在一些实施例中,承包商可使用“改装套件(retrofit kit)”改变现有的电解沉积系统,以获得包括本文中所讨论的系统100和处理过程1000中的一个或多个装置或特征的改装系统。
虽然本发明已经按照特定的实施方式和应用进行了说明,但是一个本领域普通技术人员,按照这些教导,可产生额外的实施例和变形,而不背离本发明的精神且不超出其范围。例如,本文所说明的电解液溶液可利用除水、氰化物和苛性碱以外的试剂,来代替或补充所揭示的内容。此外,所揭示的系统100和处理过程1000可被用于包含多种类型贵料/贵金属的电解液,包括但不限于铜、黄金、银、铂金、铀、铅、锌、铝、铬、钴、锰、稀土和碱金属等。
据此,应该理解的是,本文中的附图和说明是通过示例的方式呈现的以有利于对本发明的理解,并不应被理解成限定其范围。
附图标记标识
100系统 173一个或多个凸出部
102安装件 174阳极
104基座 176一个或多个绝缘体
105第一腔 177内部阳极
106槽本体 179外部阳极
107第二腔 180第二端部
108第三腔 182一个或多个侧壁
110入口 200流入流
112一个或多个入口侧壁 202分散的流入流
113一个或多个开口 204半镀矿泥/淤泥浓缩物
114入口安装件 206松散矿泥/淤泥浓缩物
117一个或多个绝缘体 212电解液流束
120第一出口 214驻留腔流出流
122一个或多个第一出口侧壁 216废电解液流束
124第一出口安装件 218泥浆/淤泥沉淀流束
130第二出口 220流出流
132一个或多个第二出口侧壁 230聚集的泥浆/淤泥浓缩物
134第二出口安装件 240淤泥移除流束
140第一端部 304半镀矿泥/淤泥浓缩物
141紧固件 360驻留腔
142阳极端子 362一个或多个通道
142a紧固件 372、472、572、672、772阴极
142b夹具 374、474、574、674、774阳极
142c端子引线 376一个或多个绝缘体
142d导电垫圈 404半镀矿泥/淤泥浓缩物
142e绝缘衬套 460驻留腔
142f螺纹或等价紧固特征 462一个或多个通道
142g配套螺纹或紧固特征 476一个或多个绝缘体
142h导电支撑件 504半镀矿泥/淤泥浓缩物
142i接收部 560驻留腔
144阳极板 562一个或多个通道
145阴极凸缘 576一个或多个绝缘体
146绝缘板 604半镀矿泥/淤泥浓缩物
147阳极板 660驻留腔
150挡板 662一个或多个通道
152阳极板 676一个或多个绝缘体
154阳极/阴极绝缘体 704半镀矿泥/淤泥浓缩物
156阳极/阴极绝缘体支撑件 760驻留腔
158一个或多个接收部 762一个或多个通道
160驻留腔 776一个或多个绝缘体
162一个或多个通道 1000连续电解沉积方法
172阴极 1002至1018方法步骤
Claims (18)
1.一种连续电解沉积系统(100),包括:
槽本体(106),其被配置成在所述槽本体(106)内在高压和/或高温下保持电解液溶液;
至少一个阳极(174);
至少一个阴极(172);
入口(110),其被配置成用于连续地接收电解液溶液的流入流(200);
第一出口(120),其被配置成用于连续地排出废电解液溶液的流出流(220);
第二出口(130),其被配置成用于移除所聚集的阴极矿泥/淤泥浓缩物(230);和
驻留腔(160),其被配置成将电解液溶液从所述入口(110)动态地且连续地转移至所述第一出口(120),并且增加所述电解液溶液在所述至少一个阳极(174)和所述至少一个阴极(172)之间的驻留时间,所述驻留腔(160)包括一个或多个通道(162),所述一个或多个通道(162)被配置成在其中提供电解液溶液的强制流动,其足够强以沿所述一个或多个通道(162)连续地驱逐和/或移动阴极矿泥/淤泥浓缩物(204、206)并最终移出所述一个或多个通道(162)。
2.如权利要求1所述的系统,其中,所述一个或多个通道(162)被限定成在所述至少一个阴极(172)、所述至少一个阳极(174),和至少一个绝缘体(176)之间。
3.如权利要求1所述的系统,其中,所述一个或多个通道(162)包括螺旋形、螺线形、盘绕形、复合曲线形、3D样条曲线形,或蜿蜒形的一个或多个部分。
4.如权利要求1所述的系统,其中,所述至少一个阳极(174)或所述至少一个阴极(172)被配置成套筒的一部分。
5.如权利要求1所述的系统,其中,在所述至少一个阳极(174)和所述至少一个阴极(172)之间设置至少一个绝缘体。
6.如权利要求1所述的系统,其中,一个或多个凸出部(173)从所述至少一个阳极(174)和/或所述至少一个阴极(172)延伸。
7.如权利要求6所述的系统,其中,所述一个或多个凸出部(173)沿螺旋形路径、螺线形、盘绕形、复合曲线形、3D样条曲线形,或蜿蜒形路径延伸。
8.如权利要求6所述的系统,其中,所述一个或多个凸出部(173)径向向内地或径向向外地延伸。
9.一种连续电解沉积的方法,包括以下步骤:
提供电解沉积系统(100),所述电解沉积系统(100)包括:槽本体(106),所述槽本体(106)被配置成在所述槽本体(106)内在高压和/或高温下保持电解液溶液;至少一个阳极(174);至少一个阴极(172);被配置成用于接收电解液溶液的流入流(200)的入口(110);被配置成用于排出废电解液溶液的流出流(220)的第一出口(120);被配置成用于移除所聚集的阴极矿泥/淤泥浓缩物(230)的第二出口(130);和驻留腔(160),所述驻留腔(160)被配置成将电解液溶液从所述入口(110)动态地且连续地转移至所述第一出口(120)并增加所述电解液溶液在所述至少一个阳极(174)和所述至少一个阴极(172)之间的驻留时间,所述驻留腔(160)包括一个或多个通道(162),所述一个或多个通道(162)被配置成在其中提供电解液溶液的强制流动,其足够强以沿所述一个或多个通道(162)连续驱逐和/或移动阴极矿泥/淤泥浓缩物(204、206)且最终移出所述一个或多个通道(162);
将电解液溶液动态地且连续地进给到所述入口(110)中;和
将废电解液溶液从所述第一出口(120)动态地且连续地移除。
10.如权利要求9所述的方法,其中,所述一个或多个通道(162)被限定成在所述至少一个阴极(172)、所述至少一个阳极(174),和至少一个绝缘体(176)之间。
11.如权利要求9所述的方法,其中,所述一个或多个通道(162)包括螺旋形、螺线形、盘绕形、复合曲线形、3D样条曲线形,或蜿蜒形的一个或多个部分。
12.如权利要求9所述的方法,其中,所述至少一个阳极(174)或所述至少一个阴极(172)被配置成套筒的一部分。
13.如权利要求9所述的方法,其中,在所述至少一个阳极(174)和所述至少一个阴极(172)之间设置至少一个绝缘体(176)。
14.如权利要求9所述的方法,其中,一个或多个凸出部(173)从所述至少一个阳极(174)和/或所述至少一个阴极(172)延伸。
15.如权利要求14所述的方法,其中,所述一个或多个凸出部(173)沿螺旋形路径、螺线形、盘绕形、复合曲线形、3D样条曲线形,或蜿蜒形路径延伸。
16.如权利要求14所述的方法,其中,所述一个或多个凸出部(173)径向向内地或径向向外地延伸。
17.如权利要求9所述的方法,进一步包括以下步骤:将所聚集的阴极矿泥/淤泥浓缩物(230)从所述系统经由所述第二出口(130)移除。
18.一种连续电解沉积槽,包括:
至少一个阳极(174),其形成至少一个通道(162)的一部分;
至少一个阴极(172),其形成所述至少一个通道(162)的一部分;和
至少一个绝缘体(176),其形成所述至少一个通道(162)的一部分;
其中,所述至少一个通道(162)被配置成增加电解液溶液在所述至少一个阳极(174)和所述至少一个阴极(172)之间度过的驻留时间量;并且
其中,所述至少一个通道(162)被配置成动态地且连续地在其中提供电解液溶液的强制流动,其足够强以沿所述至少一个通道(162)连续地驱逐和/或移动阴极矿泥/淤泥浓缩物(204、206)并最终移出所述至少一个通道(162)。
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