CN104032332B - 一种底部进液循环高电流密度电解沉积金属的装置及实现方法 - Google Patents

一种底部进液循环高电流密度电解沉积金属的装置及实现方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104032332B
CN104032332B CN201410244526.4A CN201410244526A CN104032332B CN 104032332 B CN104032332 B CN 104032332B CN 201410244526 A CN201410244526 A CN 201410244526A CN 104032332 B CN104032332 B CN 104032332B
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrolytic cell
current density
minus plate
circulating slot
circulation passage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201410244526.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104032332A (zh
Inventor
林建平
林建灶
柳彦
石文堂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HANGZHOU SANNAL ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY Co.,Ltd.
Original Assignee
HANGZHOU SANNAI ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by HANGZHOU SANNAI ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co Ltd filed Critical HANGZHOU SANNAI ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co Ltd
Priority to CN201410244526.4A priority Critical patent/CN104032332B/zh
Publication of CN104032332A publication Critical patent/CN104032332A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104032332B publication Critical patent/CN104032332B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Abstract

本发明涉及一种底部进液循环高电流密度电解沉积金属的装置及实现方法，该装置包括电解槽、阴极板和阳极板，阴极板和阳极板上设置有导电棒，阴极板和阳极板放置于电解槽内，电解槽底部安装有循环流进液装置，循环流进液装置包括循环槽、溶液循环通道、循环泵、低位槽和高位槽，低位槽与高位槽间通过萃取反萃系统连接，低位槽通过溢流管与循环槽的一端相连，高位槽通过管道与循环槽的另一端相连构成循环。本发明有益的效果：本发明通过提高阴极液循环流量，增大金属阳离子的迁移速度，从而消除阴极浓差极化，实现阴极高电流密度条件下较高的阴极电流效率以及高品质的阴极产品，以达到通过大幅度提高电流密度，显著增加单位电解装置生产能力的目的。

Description

一种底部进液循环高电流密度电解沉积金属的装置及实现方法
技术领域
本发明涉及在不溶阳极电解沉积金属领域，主要是一种底部进液循环高电流密度电解沉积金属的装置及实现方法。
背景技术
目前，传统的电解沉积技术是将阴阳极放置在电解液缓慢流动的槽体内，在电场的作用下，阴离子向阳极定向移动，阳离子向阴极定向移动，通过控制一定的技术条件，目标金属阳离子在阴极得到电解沉积析出，从而得到高纯的电解产品。由于电极反应速度往往要快于离子的扩散速度，从而形成了浓差极化。在传统的电积槽中，正是由于阴极的浓差极化，造成少量杂质离子或者氢离子与目标金属离子一起在阴极上析出，一方面导致阴极产品质量下降，另一方面造成阴极电流效率大幅度降低，从而增加单位产品能耗。同时，传统的电解沉积技术进行金属的提纯或电解沉积，为了保证较高的阴极电流效率以及阴极产品质量，其电流密度必须控制在较低的范围内，从而造成电解体系庞大、设备投资费用高、生产效率低。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种底部进液循环高电流密度电解沉积金属的装置及方法，其采用全新的底部多通道进液循环流电解沉积技术，实现电解槽内电解液在阴极周围高速流动，以消除阴极浓差极化，达到阴极电流密度能够大幅度提升的目的。
本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，这种底部进液循环高电流密度电解沉积金属的装置，包括电解槽、阴极板和阳极板，该阴极板和阳极板上设置有导电棒，阴极板和阳极板放置于电解槽内，所述的电解槽底部安装有循环流进液装置，该循环流进液装置包括循环槽、溶液循环通道、循环泵、低位槽和高位槽，低位槽与高位槽间通过萃取反萃系统连接，低位槽通过溢流管与循环槽的一端相连，高位槽通过管道与循环槽的另一端相连构成循环；在与低位槽相连的循环槽一端通过管道与回流总管相连，回流总管与溢流斗相连，溢流斗位于电解槽的槽边顶端外侧；在与高位槽相连的循环槽一端通过循环泵、管道与溶液循环通道相连，该溶液循环通道分布于阴极板的底端位置，溶液循环通道上设置有不同孔径的管喷嘴，该管喷嘴正朝向于每块阴极板的底端。
作为优选，所述的溶液循环通道设置在电解槽的阴极板底部，溶液循环通道的形状为圆形或多边形的管状。
本发明采用如上述的底部进液循环高电流密度电解沉积金属装置的实现方法，包括如下步骤：
1：加热电解液，使温度为20-80℃，在电解液中金属离子浓度为20-80g/L的条件下，开启循环流进液装置5内的循环泵53，阴极液在电解槽1内自循环；所述的电解槽1中溢流出来的电解液通过溢流斗59经回流总管58流入循环槽51，循环槽51所收集的电解液通过溢流管57经低位槽54由萃取反萃系统56处理后流入至高位槽55，高位槽55的电解液流入循环槽51；
2：阴极液通过溶液循环通道52上的管喷嘴521均匀、大流量喷入阴极板2表面，使金属离子电解沉积过程中的阴极液循环流量达到150-3000m3/Mt，电流密度达到300-600A/m2，其阴极电流效率达到95％以上；
3：电解3-5天后，取出阴极产品。
本发明的有益效果为：能够在传统电解槽规格不变的条件下，通过大幅度提高阴极电流密度，使电解槽的单位生产能力得到大幅度提升，而阴极电流效率仍然达到96％以上，阴极产品质量不受高电流密度的影响，是一个清洁、高效、环保的先进技术；该技术不同于高电流密度平行流电解技术，平行流电解技术采用阴极侧部进液方式，侧部进液方式适用于可溶阳极电解精炼工艺，其优点是可以避免因阳极泥搅动而影响阴极产品质量的问题，但是其缺点是电解液在阴极表面分布不均匀，液流效果不好；而在不溶阳极电解沉积金属工艺中，由于没有大量阳极泥产生，因此可以实现底部进液方式，该方式电解液分布均匀，消除阴极浓差极化效果好。
附图说明
图1是本发明的循环流进液装置在电解槽中的主视结构示意图。
图2是本发明的循环流进液装置在电解槽中的俯视结构示意图。
图3是本发明的循环流进液装置在电解槽中的侧视结构示意图。
图4是本发明的循环流进液装置布置结构示意图。
附图中的标号分别为：1、电解槽；2、阴极板；3、阳极板；4、导电棒；5、循环流进液装置；51、循环槽；52、溶液循环通道；53、循环泵；54、低位槽；55、高位槽；56、萃取反萃系统；57、溢流管；58、回流总管；59、溢流斗；521、管喷嘴。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明做详细的介绍：
如附图1至4所示，这种底部进液循环高电流密度电解沉积金属的装置，包括电解槽1、阴极板2和阳极板3，该阴极板2和阳极板3上设置有导电棒4，阴极板2和阳极板3放置于电解槽1内，其特征在于：所述的电解槽1底部安装有循环流进液装置5，该循环流进液装置5包括循环槽51、溶液循环通道52、循环泵53、低位槽54和高位槽55，低位槽54与高位槽55间通过萃取反萃系统56连接，低位槽54通过溢流管57与循环槽51的一端相连，高位槽55通过管道与循环槽51的另一端相连构成循环；在与低位槽54相连的循环槽51一端通过管道与回流总管58相连，回流总管58与溢流斗59相连，溢流斗59位于电解槽1的槽边顶端外侧；在与高位槽55相连的循环槽51一端通过循环泵53、管道与溶液循环通道52相连，该溶液循环通道52分布于阴极板2的底端位置，溶液循环通道52上设置有不同孔径的管喷嘴521，该管喷嘴521正朝向于每块阴极板2的底端。所述的溶液循环通道52设置在电解槽1的阴极板2底部，溶液循环通道52的形状为圆形或多边形的管状。
本发明的这种底部进液循环高电流密度电解沉积金属装置的实现方法，包括如下步骤：
1：加热电解液，使温度为20-80℃，在电解液中金属离子浓度为20-80g/L的条件下，开启循环流进液装置5内的循环泵53，阴极液在电解槽1内自循环；所述的电解槽1中溢流出来的电解液通过溢流斗59经回流总管58流入循环槽51，循环槽51所收集的电解液通过溢流管57经低位槽54由萃取反萃系统56处理后流入至高位槽55，高位槽55的电解液流入循环槽51。
2：阴极液通过溶液循环通道52上的管喷嘴521均匀、大流量喷入阴极板2表面，使金属离子电解沉积过程中的阴极液循环流量达到150-3000m3/Mt，电流密度达到300-600A/m2，其阴极电流效率达到95％以上；
3：电解3-5天后，取出阴极产品。
本发明的电解槽1底部安装有循环流进液装置5，该循环流进液装置5内的溶液循环通道52分布于阴极板2的底端，溶液循环通道52上设置有不同孔径的管喷嘴521，实现溶液的有序流动；该管喷嘴521正朝向于阴极板2，每块阴极板2的底端都布置有管喷嘴521；所述的溶液循环通道52在电解槽1的阴极板2底部设置至少有一个，实现电解槽1内阴极液大流量循环流动；溶液循环通道52的形状为圆形或多边形的管状。通过设计电解槽1底部的循环流进液装置5，将电解液均匀、大流量喷入阴极板表面，使溶液在阴极表面强制流动，从而减轻阴极浓差极化现象，使阴极电流密度能够大幅度提升。电解槽中阴极液循环流量由20-50m3/Mt提高到150-3000m3/Mt，则阴极电流密度可由150-300A/m2提高到300-600A/m2，阴极电流效率达到95％以上,每个电解槽金属生产能力则提高50％-150％，而产品质量不受阴极电流密度提升的影响。
本发明的方法，采用高电流密度不溶阳极电解沉积技术进行镍、钴、锰、金、银等金属的电解沉积提取以及提纯，通过在电解槽底部安装多通道进液循环流装置，提高阴极液循环流量，增大金属阳离子的迁移速度，从而消除阴极浓差极化，实现阴极高电流密度条件下较高的阴极电流效率以及高品质的阴极产品，以达到通过大幅度提高电流密度，显著增加单位电解装置生产能力的目的，在实现大幅度降低电解精炼系统投资的同时，有效降低生产运行费用。
实施例一：
将硫酸铜溶液加温至20-60℃，加入硫酸至100-180g/L，开启循环流进液装置5内的循环泵53，使阴极液在电解槽1内自循环，并在每块阴极板2表面形成循环流。当阴极液自循环流量达到1500m3/Mt，将阴极电流密度提升至350A/m2，电解4天后，取出阴极产品，其阴极电流效率达到96％，单槽阴极产品产量较电流密度为200A/m2时提高75％。
实施例二：
将硫酸铜溶液加温至20-60℃，加入硫酸至100-180g/L，开启循环流进液装置5内的循环泵53，使阴极液在电解槽1内自循环，并在每块阴极板2表面形成循环流。当阴极液自循环流量达到1200m3/Mt，将阴极电流密度提升至300A/m2，电解4天后，取出阴极产品，其阴极电流效率达到98％，单槽阴极产品产量较电流密度为200A/m2时提高50％。
实施例三：
将硫酸铜溶液加温至20-60℃，加入硫酸至100-180g/L，开启循环流进液装置5内的循环泵53，使阴极液在电解槽1内自循环，并在每块阴极板2表面形成循环流。当阴极液自循环流量达到1800m3/Mt，将阴极电流密度提升至400A/m2，电解4天后，取出阴极产品，其阴极电流效率达到95.5％，单槽阴极产品产量较电流密度为200A/m2时提高100％。
实施例四：
将硫酸铜溶液加温至20-60℃，加入硫酸至100-180g/L，开启循环流进液装置5内的循环泵53，使阴极液在电解槽1内自循环，并在每块阴极板2表面形成循环流。当阴极液自循环流量达到2000m3/Mt，将阴极电流密度提升至450A/m2，电解4天后，取出阴极产品，其阴极电流效率达到95％，单槽阴极产品产量较电流密度为200A/m2时提高125％。
可以理解的是，对本领域技术人员来说，对本发明的技术方案及发明构思加以等同替换或改变都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种底部进液循环高电流密度电解沉积金属的装置，包括电解槽(1)、阴极板(2)和阳极板(3)，该阴极板(2)和阳极板(3)上设置有导电棒(4)，阴极板(2)和阳极板(3)放置于电解槽(1)内，其特征在于：所述的电解槽(1)底部安装有循环流进液装置(5)，该循环流进液装置(5)包括循环槽(51)、溶液循环通道(52)、循环泵(53)、低位槽(54)和高位槽(55)，低位槽(54)与高位槽(55)间通过萃取反萃系统(56)连接，低位槽(54)通过溢流管(57)与循环槽(51)的一端相连，高位槽(55)通过管道与循环槽(51)的另一端相连构成循环；在与低位槽(54)相连的循环槽(51)一端通过管道与回流总管(58)相连，回流总管(58)与溢流斗(59)相连，溢流斗(59)位于电解槽(1)的槽边顶端外侧；在与高位槽(55)相连的循环槽(51)一端通过循环泵(53)、管道与溶液循环通道(52)相连，该溶液循环通道(52)分布于阴极板(2)的底端位置，溶液循环通道(52)上设置有不同孔径的管喷嘴(521)，该管喷嘴(521)正朝向于每块阴极板(2)的底端。
2.根据权利要求1所述的底部进液循环高电流密度电解沉积金属的装置，其特征在于：所述的溶液循环通道(52)设置在电解槽(1)的阴极板(2)底部，溶液循环通道(52)的形状为圆形或多边形的管状。
3.一种采用权利要求1所述的底部进液循环高电流密度电解沉积金属装置的实现方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)：加热电解液，使温度为20-80℃，在电解液中金属离子浓度为20-80g/L的条件下，开启循环流进液装置(5)内的循环泵(53)，阴极液在电解槽(1)内自循环；所述的电解槽(1)中溢流出来的电解液通过溢流斗(59)经回流总管(58)流入循环槽(51)，循环槽(51)所收集的电解液通过溢流管(57)经低位槽(54)由萃取反萃系统(56)处理后流入至高位槽(55)，高位槽(55)的电解液流入循环槽(51)；
2)：阴极液通过溶液循环通道(52)上的管喷嘴(521)均匀、大流量喷入阴极板(2)表面，使金属离子电解沉积过程中的阴极液循环流量达到150-3000m3/Mt，电流密度达到300-600A/m2，其阴极电流效率达到95％以上；
3)：电解3-5天后，取出阴极产品。
CN201410244526.4A 2014-06-04 2014-06-04 一种底部进液循环高电流密度电解沉积金属的装置及实现方法 Active CN104032332B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410244526.4A CN104032332B (zh) 2014-06-04 2014-06-04 一种底部进液循环高电流密度电解沉积金属的装置及实现方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410244526.4A CN104032332B (zh) 2014-06-04 2014-06-04 一种底部进液循环高电流密度电解沉积金属的装置及实现方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104032332A CN104032332A (zh) 2014-09-10
CN104032332B true CN104032332B (zh) 2016-05-25

Family

ID=51463319

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410244526.4A Active CN104032332B (zh) 2014-06-04 2014-06-04 一种底部进液循环高电流密度电解沉积金属的装置及实现方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104032332B (zh)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104532293B (zh) * 2014-12-22 2017-06-09 无锡市瑞思科环保科技有限公司 化学镀镍废液中提纯镍的方法及镍提纯装置
CN104775132A (zh) * 2015-03-27 2015-07-15 张家港联合铜业有限公司 梯形流电积装置
CN104726893A (zh) * 2015-04-17 2015-06-24 绵阳市鑫科源环保科技有限公司 一种低能耗卧式电解铜装置及其电解工艺
CN104975328B (zh) * 2015-06-19 2017-11-03 杭州三耐环保科技股份有限公司 一种柔性电解装置
CN105040035B (zh) * 2015-09-17 2017-05-31 阳谷祥光铜业有限公司 一种平行射流电解工艺及装置
CN105063653A (zh) * 2015-09-25 2015-11-18 靖西湘潭电化科技有限公司 一种二氧化锰制备中的电解节电方法
CN105154923A (zh) * 2015-10-21 2015-12-16 五矿铜业(湖南)有限公司 一种电解槽装置
CN105506670B (zh) * 2015-12-18 2018-03-23 阳谷祥光铜业有限公司 一种铜电解或铜电积的装置与运行方法
FR3058165B1 (fr) * 2016-10-27 2018-12-14 Safran Aircraft Engines Procede et dispositif de regeneration de bain de platine
CN106591893A (zh) * 2016-12-26 2017-04-26 宁夏软件工程院有限公司 一种防止钝化液撒漏的阴极板钝化车辆
CN106757152A (zh) * 2017-01-18 2017-05-31 浙江科菲科技股份有限公司 一种高杂铜阳极板电解与低铜溶液电积的装置及电解或电积方法
CN106868543B (zh) * 2017-02-07 2020-12-22 包小玲 一种贵金属含量高的粗铜电解精炼系统及方法
CN108588758A (zh) * 2018-02-24 2018-09-28 洛阳三轩金研环保科技有限公司 一种用于高密度银电解槽的电解液循环系统
CN108996505B (zh) * 2018-09-21 2023-10-24 湖南金雕能源科技有限公司 一种废旧硬质合金回收碳化钨的电解槽
CN109652847B (zh) * 2018-10-09 2021-07-20 江苏大学 一种电沉积装置
CN111270265A (zh) * 2018-12-04 2020-06-12 格林美（江苏）钴业股份有限公司 一种电积钴溶液的提纯方法及装置
CN109487303A (zh) * 2018-12-19 2019-03-19 吉林紫金铜业有限公司 一种环流电解装置及工艺
JP7309123B2 (ja) * 2019-02-08 2023-07-18 住友金属鉱山株式会社 電解精製用電解槽への電解液の給液方法
CN110219018B (zh) * 2019-05-28 2021-04-16 西北矿冶研究院 一种工业化实施磁化铜电解的装置及方法
CN110244781A (zh) * 2019-06-19 2019-09-17 宁波中科纬诚新材料科技有限公司 一种化学镀自动补液方法及其系统
CN111270266A (zh) * 2020-03-24 2020-06-12 鑫联环保科技股份有限公司 一种氨法电解装置及其使用方法
CN111501064A (zh) * 2020-04-27 2020-08-07 阳谷祥光铜业有限公司 一种6n铜的生产方法
CN113279023B (zh) * 2021-05-28 2023-05-26 金川集团股份有限公司 金属溶液提纯用循环净化除杂釜及除杂方法
CN113816467A (zh) * 2021-09-01 2021-12-21 深圳市世清环保科技有限公司 一种电催化除镍装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101457374A (zh) * 2008-12-23 2009-06-17 大连英斯特生物技术有限公司 气动电化学反应方法及专用装置
CN101781770A (zh) * 2010-03-11 2010-07-21 中国瑞林工程技术有限公司 一种溶液平行双向旋转流动的电解或电积方法及装置
CN203923411U (zh) * 2014-06-04 2014-11-05 杭州三耐环保科技有限公司 一种底部进液循环高电流密度电解沉积金属的装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101457374A (zh) * 2008-12-23 2009-06-17 大连英斯特生物技术有限公司 气动电化学反应方法及专用装置
CN101781770A (zh) * 2010-03-11 2010-07-21 中国瑞林工程技术有限公司 一种溶液平行双向旋转流动的电解或电积方法及装置
CN203923411U (zh) * 2014-06-04 2014-11-05 杭州三耐环保科技有限公司 一种底部进液循环高电流密度电解沉积金属的装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN104032332A (zh) 2014-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104032332B (zh) 一种底部进液循环高电流密度电解沉积金属的装置及实现方法
CN203923411U (zh) 一种底部进液循环高电流密度电解沉积金属的装置
CN103334123B (zh) 一种铜电解系统及运行方法
CN101397691B (zh) 耐指纹板生产线上控制和提升镀液ph值的装置和工艺
CN105506670B (zh) 一种铜电解或铜电积的装置与运行方法
CN103031578A (zh) 一种生产镍箔的电解方法
CN105692977A (zh) 高浓度酸性含铜废水的处理方法
CN203200349U (zh) 一种制备高纯钴的隔膜电解槽
CN103060842B (zh) 一种大流量下制备电积钴的方法
CN202865358U (zh) 高电流密度循环流阳极隔膜电解装置
CN103526230B (zh) 一种铜电解液净化过程高效生产高品质阴极铜的方法
CN203546192U (zh) 一种电镀逆流漂洗工艺的电解回收金属系统
CN110904470B (zh) 一种电解装置
CN205688030U (zh) 一种循环除杂式的铜精炼电解槽
CN204779889U (zh) 一种柔性电解装置
CN203474910U (zh) 一种铜电解系统
CN203382824U (zh) 一种从低含铜废水中回收精铜的装置
CN204550724U (zh) 梯形流电积装置
CN203904469U (zh) 一种制备高纯金属的电解槽
CN102851709B (zh) 一种高电流密度循环流阳极隔膜电解装置
CN205934058U (zh) 一种湿法冶金离子交换膜电解槽
CN105177636A (zh) 一种电积装置及电积的方法
CN104975328A (zh) 一种柔性电解装置
CN104775132A (zh) 梯形流电积装置
CN206418208U (zh) 一种高杂铜阳极板电解与低铜溶液电积的装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: 311607 No. 929 Xin'An River Road, Yangxi street, Jiande, Hangzhou, Zhejiang

Patentee after: HANGZHOU SANNAL ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Address before: 311607 No. 929 Xin'An River Road, Yangxi street, Jiande, Hangzhou, Zhejiang

Patentee before: Hangzhou Sannai Environmental Protection Technology Co., Ltd.

CP01 Change in the name or title of a patent holder