CN103436913B - 一种电积镍或电积钴的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电解沉积设备，具体为一种电积镍或电积钴的装置。该装置中的电积槽内设置有阴极框和阳极框，在阴极框和阳极框之间设置渗透膜，电积槽的一端设置有高位槽，高位槽内的电解液通过管道与电积槽连接，阴极框上设置电解液入口，电积槽内的电解液通过阴极框上的电解液入口进入阴极框，电解液再通过渗透膜渗透到阳极框中，在电积槽的另外一端设置低位槽，阳极框的下端设置阳极液出口，阳极液通过阳极液出口流至支管，然后经阳极液汇流总管进行汇流，汇流后进入阳极液溢流口，再通过管道与低位槽连接后排出电积槽。改变了传统了依靠隔膜架来使阴阳极分开，大大的缩短了电积槽内的同极间距，提高了槽利用率。电能耗低，节约了生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及化工技术领域中的电解沉积设备，具体为一种电积镍或电积钴的装置。
背景技术
电解槽的结构包括槽体、阳极和阴极，电积镍或电积钴又叫不溶阳极电解提镍或不溶阳极电解提钴，其过程是在隔膜电解槽内进行的，以硫酸镍为电解质为例：净化的纯硫酸镍溶液不断流入隔膜电解槽的阴极室隔膜袋内(俗称阴极室)，然后不断通过隔膜往外渗滤到阳极区，俗称阳极液最终从电解槽的出液端排出。在电积槽中设置支撑阴极的隔膜架。也就是说电解槽内的阴极需置放在隔膜袋内(如图1所示)，隔膜袋有要用隔膜架支撑，如果将隔膜架放置在电积槽内，占据了槽内的空间，同极间距必须在120-130mm之上，相对无隔膜的电积铜而言，同极间距大50mm以上，根据国外试验数据，同极间距缩短30mm，由原来每个电解槽阳极阴极片数可分别增加23％，电解极间距缩短，槽电压可下降0.5v，电耗下降31％。现有的电解槽结构，槽电压在4.0V以上，电能耗高，槽利用系数也不尽人意。由于在电积过程中，要消耗相当数量的隔膜袋和隔膜架，且增加吊装过程的难度，增加工人劳动强度。总体增加了成本。
发明内容
本发明正是基于以上技术问题，提供一种节省劳动力，节约生产成本、改善环境的，大大缩短同极间距的一种电积镍或电积钴的装置。
本发明的技术方案为：
一种电积镍或电积钴的装置，包括带有阴极框和阳极框的电积槽，该电积槽内设置有阴极框和阳极框，阴极框和阳极框的数量不定，可以根据电积槽的长度确定，但是始终保持阳极框比阴极框的数量多一个，也就是说，阴极框的数量至少为1个，阳极框的数量至少为2个，在阴极框和阳极框之间设置渗透膜。渗透膜通常选择经度为145根/10cm，纬度为100根/10cm、厚度为1.2mm，耐酸耐腐蚀的涤纶短纤作为渗透膜，通常耐酸的涤纶布作为首选，尤其是型号为3751的涤纶布，该渗透膜要求具有一定的渗透性，其透气性l0L/m2.s。但是渗透性太强的也不能作为渗透膜。如果渗透性太差，电解液不能正常流动循环，电积过程无法进行。
电积槽的一端设置有高位槽，高位槽内的电解液通过管道与电积槽连接，阴极框上设置电解液入口，电积槽内的电解液通过阴极框上的电解液入口进入阴极框，电解液再通过渗透膜渗透到阳极框中，在电积槽的另外一端设置低位槽，阳极框的下端设置阳极液出口，阳极液通过阳极液出口流至支管，然后经总管汇流，汇流后进入阳极液溢流口，低位槽通过管道与阳极液溢流口连接后排出电积槽，完成电积过程。
阴极框和阳极框交叉排列，框间用隔渗透膜隔开，形成相对独立的阴阳极室，两极之间的极间距为70-130mm，整个槽体用不锈钢拉杆进行紧固，采用压紧螺杆进行连接为一体，这样就方便移动电积槽，无论在什么位置，均可使用，不受场地限制。电积槽的槽体的材质为钢筋混凝土槽体，在槽体的四周采用玻璃钢衬里。所述的阳极框和阴极框均由工程塑料制备。所述的阴极框的三面均设置电解液入口，阴极框的三面均与电积槽相通，使电解液可直接进行阴极框。
阴极框内的液面与阳极框内的液面之间的液面差为15-25㎜，这样就可以使电解液的进液速度和阳极液的出液速度得到控制，使电解液匀速的从进液管中进入电积槽，使电解过程匀速进行，很好的控制了流速，保证了产品的质量。液面差的形成跟渗透膜有关联，所以选择合适的渗透膜比较关键，另外，影响该液面差的另外一个因素为在电积槽的外侧，还设置了一个U型管，从阳极框出来的阳极液经过汇总进入阳极液溢流口，液体从阳极液溢流口进入U型管，低位槽通过U型管道与阳极液溢流口连接后，利用了虹吸原理排出电积槽。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(一)、改变了传统了依靠隔膜架来使阴阳极分开，大大的缩短了电积槽内的同极间距，提高了槽利用率。
(二)、电能耗低，节约了生产成本。
(三)、无须通过人工劳动力每次将阴极和阳极吊出电积槽，也无须使用劳动力将隔膜袋套在隔膜架上，节省了劳动力。
(四)电积过程产生的酸雾得到有序排放吸收，环境良好。
附图说明
图1为传统的电积槽的结构示意图；
图2为本发明中电积槽的结构示意图；
其中，1——电积槽、2——阴极液区、3——阴极框、4——阴极液入口、5——渗透膜、6——阳极框、7——阳极液出口支管、8——阳极液汇流管、9——阳极板、10——阴极板、11——酸雾排出口、12——压紧螺杆、13——隔膜袋、14——阴极区、15——阳极区。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，给出的实施例并不限制本发明的范围，本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
实施例1：
如图所示，电积镍或电积钴的装置，包括带有阴极框和阳极框的电积槽，电积槽内，阴极框的数量比阳极框的数量少1个，在电积槽一端设置高位槽，高位槽内的电解液通过管道进入电积槽内，由于阴极框上设置了阴极液入口，所以电积槽内的电解液通过阴极液进口进入阴极框内，由于在阴极框和阳极框之间设置了具有适当渗透性的渗透膜，所以电解液通过渗透膜匀速的进入阳极框，完成整个电积过程，在阳极产生的阳极液，由于在阳极框的下端设置阳极液出口，在阳极框的上端设置酸雾排出口，所以产生的阳极液通过阳极液出口排出电积槽，并且在电积槽的一侧设置U型管，并与进液的管道产生一定的高度差，所以使得电解液可以匀速的从阴极框，并通过渗透膜的渗透作用，进入阴极框进行电解，阳极框上设置的小孔，排出在阳极框内产生的含氧酸雾，避免对工作环境造成污染，也避免这种环境污染对工作人员的身体进行伤害，本发明中的这种结构，避免了传统结构中必须采用隔膜架和隔膜架的结构，节约了生产成本，也使得电积槽的槽利用率得到更好的利用。
对比例1：
采用传统的电积结构，采用与实施例2同样长度的电积槽内，由于需要设置隔膜架来制成阴极，故只能设置26片的阴极，其极间距为130㎜，采用型号为3751的涤纶布作为隔膜袋，槽电压为3.5/V，产量为0.296t/槽·天,直流电耗为4500Kw·h。
实施例2：
采用实施例1中的电积槽结构，保持与对比例中的电积槽大小和长度一致，设置电积槽内阴极框内的阴极片的数量为34片，极间距为100mm，采用型号为3751的涤纶布作为阴极框和阳极框之间的渗透膜，阴极框内的液面与阳极框内的液面之间的液面差保持在18㎜，槽电压为3.0/V，产量为0.454t/槽·天，直流电耗为4050Kw·h。
实施例3：
采用实施例1中的电积槽结构，保持与对比例中的电积槽大小和长度一致，设置电积槽内阴极框内的阴极片数为48片，极间距为70mm，采用型号为3751的涤纶布作为阴极框和阳极框之间的渗透膜，阴极框内的液面与阳极框内的液面之间的液面差保持在20㎜，所得出的槽电压为2.5/V，产量为0.655t/槽·天，直流电耗为3645Kw·h。
实施例4：
采用实施例1中的电积槽结构，保持与对比例中的电积槽大小和长度一致，设置电积槽内阴极片的数量为85片，极间距为40mm，采用型号为3751的涤纶布作为阴极框和阳极框之间的渗透膜，阴极框内的液面与阳极框内的液面之间的液面差保持在20㎜，所得出的槽电压为2.0/V，产量为1.159t/槽·天，直流电耗为3280.5Kw·h。
将实施例2、实施例3、实施例4及对比例1的实验数据列表如下表：
从上表可以看出，在同一电积槽内，其余条件均相同的情况下，极间距越小，其槽电压越低，电耗越低，产量却越高。采用缩小极间距的方式节约生产成本。但是传统的电积结构，其极间距只能缩小到130mm。本发明克服了次技术难题。
采用实施例2的结构，只将其中的渗透膜更换为型号为3927的涤纶布、3233C的涤纶布、9505d-4dy的涤纶布做实验，其透气量及阴阳极框的液面差表现如下表：
由上表可知，型号为3751的涤纶布能保持适合本装置的阴阳极液面差，运用到本装置中，可以很好的控制电解液进液和电积后出液的速度，有效的控制了整个电积过程，使电积得到的产品均匀，性价比高。
Claims (8)
1.一种电积镍或电积钴的装置，包括带有阴极框和阳极框的电积槽，其特征在于：该电积槽内设置有阴极框和阳极框，在阴极框和阳极框之间设置渗透膜，电积槽的一端设置有高位槽，高位槽内的电解液通过管道与电积槽连接，阴极框上设置电解液入口，电积槽内的电解液通过阴极框上的电解液入口进入阴极框，电解液再通过渗透膜渗透到阳极框中，在电积槽的另外一端设置低位槽，阳极框的下端设置阳极液出口，阳极液通过阳极液出口流至支管，然后经阳极液汇流总管进行汇流，汇流后进入阳极液溢流口，再通过管道与低位槽连接后排出电积槽，阴极框内的液面与阳极框内的液面之间的液面差为15-25mm，所述的阴极框内的阴极与阳极框内的阳极，两极之间的极间距为70-130mm。
2.根据权利要求1所述的电积镍或电积钴的装置，其特征在于：所述的阳极框的上端设置有酸雾排出口，阳极框内在电解过程中产生的含氧酸雾通过酸雾排出口统一排出。
3.根据权利要求1所述的电积镍或电积钴的装置，其特征在于：电积槽内所有的阴极框和阳极框采用压紧螺杆进行连接为一体。
4.根据权利要求1所述的电积镍或电积钴的装置，其特征在于：选用的渗透膜为涤纶短纤。
5.根据权利要求1所述的电积镍或电积钴的装置，其特征在于：所述的电积槽的槽体的材质为钢筋混凝土槽体，在槽体的四周采用玻璃钢衬里。
6.根据权利要求1所述的电积镍或电积钴的装置，其特征在于：所述的阳
极框和阴极框均由工程塑料制备。
7.根据权利要求1所述的电积镍或电积钴的装置，其特征在于：所述的阴
极框的三面均设置电解液入口，阴极框的三面均与电积槽相通，使电解
液可直接进行阴极框。
8.根据权利要求1所述的电积镍或电积钴的装置，其特征在于：所述的将阳极液汇流后进入阳极液溢流口，再通过管道与低位槽连接后排出电积槽，该管道为U型管。
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| RINS | Preservation of patent right or utility model and its discharge | ||
| PP01 | Preservation of patent right |
Effective date of registration: 20161125 Granted publication date: 20160309 |
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| PP01 | Preservation of patent right | ||
| PD01 | Discharge of preservation of patent |
Date of cancellation: 20170525 Granted publication date: 20160309 |
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| PD01 | Discharge of preservation of patent | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160309 Termination date: 20180813 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |