CN104313651B - 桨叶悬浮式矿浆电解槽 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种桨叶悬浮式矿浆电解槽，包括正极铜条、阳极板、负极铜条、阴极板、电解隔膜和搅拌器，极板与正负极铜条均采用V型搭接；搅拌器由搅拌动力、搅拌轴和上中下三层桨叶组成，上层桨叶为上下自由运动的浮动桨叶，中下层桨叶固定在搅拌轴上，中层桨叶为反角式，上层浮动桨叶可与中层反角桨叶合为一体；中层反角桨叶产生的水流能使上层浮动桨叶浮起。本发明结构简洁合理，极板与正负极V形搭接，便于实现极板准确定距，保证可靠接触；搅拌装置低速适合长时间低能耗的维持矿浆悬浮；桨叶分离短时高速喷流抄底搅拌可迅速实现矿浆再悬浮，高低速结合扬长避短，尤其适合科研与小生产使用，应用前景广阔。

Description

桨叶悬浮式矿浆电解槽

技术领域

本发明涉及一种桨叶悬浮式矿浆电解槽，尤其适合电解矿浆使用。

背景技术

电解槽是支持铅、锌、锰、铝等金属电解产业的关键设备，然而，现有的电解槽大多只能电解溶液，而不能电解矿浆，也就是电解前必须先制备成电解液才能进行电解。

将矿粉制备成电解液需要经过化合、溶解、压滤和除杂等多个步骤，步骤多成本高，制备过程中还存在一定的损耗，如果能将矿粉在电解槽内直接制成矿浆进行电解，就能大幅度简化工艺、减少中间环节、节约成本和提高产品的收率。

矿浆电解实质就是在电解槽内加入矿粉与相应的酸，直接进行进行矿粉与酸的化合反应后进行电解操作，也就是化合与电解同时进行，这种操作的优点是能大幅简化工艺，使化合、除杂、电解共同在槽内完成，省略压滤等工序，节省成本的同时也能减少很多的储液槽，同时电解阳极产生的酸可以与矿粉进行不断反应，使矿粉中的金属以离子形式不断溶解，获得较高的电解产率。

矿粉在电解槽内会沉降，实际电解过程中存在的最大困难就是矿浆悬浮，如果矿浆不能实现较好的悬浮，则电解产生的酸就不能很好的与矿粉进行反应，使矿粉溶解的速度变慢，电解槽内金属离子浓度也很难提高，使电解不能顺利进行。如果电解不能顺利的进行，则电解产生的酸会更少，矿粉溶解的速度会更慢，造成恶性循环，最终使电解工作瘫痪。

实现矿浆悬浮，最常见的手段是搅拌，但普通的机械式搅拌只有在搅拌桨较小、搅拌较快的情况下才能使矿浆较好的悬浮，但这样的搅拌装置运转过程中能耗会很高，且大型的电解槽需要多个搅拌装置才能实现电解的正常运转，并且无法同时实现对电解槽的扫底作用，因而现有技术不能满足矿浆电解的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题就是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、能耗低、能使矿浆较好悬浮，并能实现对电解槽扫底功能的桨叶悬浮式矿浆电解槽。

为克服现有技术的不足，本发明采取以下技术方案：

一种桨叶悬浮式矿浆电解槽，包括正极铜条、阳极板、负极铜条、阴极板、电解隔膜和搅拌器，其特征在于：极板与正负极铜条均采用V型搭接；搅拌器由搅拌动力、搅拌轴和上中下三层桨叶组成，上层桨叶为上下自由运动的浮动桨叶，中下层桨叶固定在搅拌轴上，中层桨叶为反角式，上层浮动桨叶在重力作用下可与中层反角桨叶合为一体；中层反角桨叶高速运转产生的向上水流能使上层浮动桨叶浮起。

所述中层反角桨叶盘坐设有六方轴，上层浮动桨叶盘坐设有六方孔，上层浮动桨叶往下运动时，六方孔能套在六方轴上，将上层浮动桨叶与中层反角桨叶合为一体。

所述浮动桨叶上有台面，搅拌轴从台面小孔穿过，小孔起浮动轴套作用，避免搅拌轴高速运转时的晃动。

桨叶悬浮式矿浆电解槽可采用透明的有机玻璃材料制作，防腐、耐一定高温还便于观察。极板可采用三阳极两阴极组合方式，极板与正负极铜条配合采用V型搭接，操作简便也很容易保证极板之间较为精确的间距，并且V型搭接方式，阴阳极铜条V型开口可以对极板铜条产生自动锁紧夹持作用，使导电接触非常可靠、接触电阻非常小，完全避免了极板与阴阳极铜条普通搭接存在的接触不良使发热严重，并且电流受影响后直接影响电解效率。

电解隔膜用适当厚度滤布制成装配，起隔离产生阴极室作用但又能阻隔矿渣且通电能实现电解，也就是电解隔膜和电解电场实现电解时阴阳极室的隔离阻隔矿渣，但能让阳离子顺利通过。

电解隔膜腔组成阴极室其余部分都为阳极室，阳极室内电解不断产生酸，阳极室内为矿粉和酸的混合体，阳极电解产生酸能不断与矿粉反应，隔膜隔离出阴极室并阻挡矿渣进入，金属离子在洁净的阴极室内实现电解析出。

电解槽的矿浆悬浮是妨碍矿浆电解技术应用的最大障碍，本设计要点就是针对矿浆悬浮进行创新构思。

为实现矿浆的搅拌悬浮，本设计采用三层桨叶搅拌结构，当搅拌轴高速旋转时，最上层的浮动桨叶由于中层反角桨叶产生的向上水流作用迅速上浮，六方孔能轻松脱离六方轴实现分离。

中层反角桨叶叶片倾角较小，上有六方轴，搅拌时，中层反角桨叶向上输送液体使上层浮动桨叶保持上浮，上层浮动桨叶盘座有六方孔，六方孔能轻松脱离六方轴，实现上层浮动桨叶的上浮；中层反角桨叶与下桨叶均固定在搅拌轴上，下桨叶叶片倾角较大，可以向下喷流和抄底搅拌，使沉积的矿浆再悬浮。

长期高速旋转存在能耗大、易损坏、对流太快，从而影响电解质量的缺陷，因此，当沉积的矿浆实现再悬浮后进行低速旋转，此时上层浮动桨叶受重力作用下沉，六方孔轻松配合六方轴整体低速旋转，以低速大面积扫越使矿浆稳定低能耗的维持悬浮。

与现有技术相比，本发明的有益效果还在于：

系统结构简洁合理、便于实施，极板与正负极V形搭接，便于实现极板准确定距，此搭接方式还具有自锁夹持特性，保证可靠接触，实现最佳导电；低速时，大桨叶大面积扫越适合长时间低能耗的维持矿浆悬浮；桨叶分离短时高速喷流抄底搅拌可实现沉积矿浆迅速高效的再悬浮。

高速和低速两种模式结合，可以发挥两种模式优点并有效避面各自单独使用的缺陷，尤其适合科研与小生产使用，应用前景广阔。

附图说明

图1是本发明的平面结构示意图。

图2是本发明的俯视结构示意图。

图3是搅拌装置高速时的立体结构图。

图4是搅拌装置低速时的立体结构图。

图中各标号表示：

1、正极铜条；2、阳极板；3、负极铜条；4、阴极板；5、电解隔膜；6、电解液面；7、搅拌动力；8、中层反角桨叶；9、下层桨叶；10、上层浮动桨叶；11、搅拌轴；12、台面；13、六方孔；14、六方轴。

具体实施方式

现结合附图，对本发明进一步具体说明。

如图1、图2、图3和图4所示桨叶悬浮式矿浆电解槽，包括正极铜条、阳极板、负极铜条、阴极板、电解隔膜和搅拌器，极板2、4与正负极铜条1、3均采用V型搭接；搅拌器由搅拌动力7、搅拌轴11和上10中8下9三层桨叶组成，上层桨叶10为上下自由运动的浮动桨叶，中下层桨叶8、9固定在搅拌轴11上，中层桨叶8为反角式，上层浮动桨叶10在重力作用下可与中层反角桨叶8合为一体；中层反角桨叶8高速运转产生的向上水流能使上层浮动桨叶10浮起。

所述中层反角桨叶8盘坐设有六方轴14，上层浮动桨叶10盘坐设有六方孔13，上层浮动桨叶10往下运动时，六方孔13能套在六方轴14上，将上层浮动桨叶10与中层反角桨叶合为一体。

所述浮动桨叶上有台面12，搅拌轴11从台面12小孔穿过，小孔起浮动轴套作用，避免搅拌轴11高速运转时的晃动。

桨叶悬浮式矿浆电解槽可采用透明的有机玻璃材料制作，防腐、耐一定高温还便于观察。极板可采用三阳极两阴极组合方式，极板2、4与正负极铜条1、3配合采用V型搭接，操作简便也很容易保证极板之间较为精确的间距，并且V型搭接方式，阴阳极铜条V型开口可以对极板铜条产生自动锁紧夹持作用，使导电接触非常可靠、接触电阻非常小，完全避免了极板与阴阳极铜条普通搭接存在的接触不良使发热严重，并且电流受影响后直接影响电解效率。

电解隔膜5用适当厚度滤布制成装配，起隔离产生阴极室作用但又能阻隔矿渣且通电能实现电解，也就是电解隔膜5和电解电场实现电解时阴阳极室的隔离阻隔矿渣，但能让阳离子顺利通过。

电解隔膜5腔组成阴极室其余部分都为阳极室，阳极室内电解不断产生酸，阳极室内为矿粉和酸的混合体，阳极电解产生酸能不断与矿粉反应，隔膜5隔离出阴极室并阻挡矿渣进入，金属离子在洁净的阴极室内实现电解析出。

电解槽的矿浆悬浮是妨碍矿浆电解技术应用的最大障碍，本设计要点就是针对矿浆悬浮进行创新构思。

为实现矿浆的搅拌悬浮，本设计采用三层桨叶搅拌结构，当搅拌轴高速旋转时，最上层的浮动桨叶10由于中层反角桨叶8产生的向上水流作用迅速上浮，六方孔13能轻松脱离六方轴14实现分离。

中层反角桨叶8叶片倾角较小，上有六方轴14，搅拌时，中层反角桨叶8向上输送液体使上层浮动桨叶10保持上浮，上层浮动桨叶10盘座有六方孔13，六方孔13能轻松脱离六方轴14，实现上层浮动桨叶10的上浮；中层反角桨叶8与下桨叶9均固定在搅拌轴上，下桨叶9叶片倾角较大，可以向下喷流和抄底搅拌，使沉积的矿浆再悬浮。

长期高速旋转存在能耗大、易损坏、对流太快，从而影响电解质量的缺陷，因此，当沉积的矿浆实现再悬浮后进行低速旋转，此时上层浮动桨叶10受重力作用下沉，六方孔13轻松配合六方轴14整体低速旋转，以低速大面积扫越使矿浆稳定低能耗的维持悬浮。

上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (3)

1.一种桨叶悬浮式矿浆电解槽，包括正极铜条、阳极板、负极铜条、阴极板、电解隔膜和搅拌器，其特征在于：极板与正负极铜条均采用V型搭接；搅拌器由搅拌动力、搅拌轴和上中下三层桨叶组成，上层桨叶为上下自由运动的浮动桨叶，中下层桨叶固定在搅拌轴上，中层桨叶为反角式，上层浮动桨叶在重力作用下可与中层反角桨叶合为一体；中层反角桨叶高速运转产生的向上水流能使上层浮动桨叶浮起。

2.根据权利要求1所述的桨叶悬浮式矿浆电解槽，其特征在于：所述中层反角桨叶盘坐设有六方轴，上层浮动桨叶盘坐设有六方孔，上层浮动桨叶往下运动时，六方孔能套在六方轴上，将上层浮动桨叶与中层反角桨叶合为一体。

3.根据权利要求1或2所述的桨叶悬浮式矿浆电解槽，其特征在于：所述浮动桨叶上有台面，搅拌轴从台面小孔穿过，小孔起浮动轴套作用，避免搅拌轴高速运转时的晃动。