CN108441895A - 一种循环电解系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于电解技术领域，公开了一种循环电解系统，包括电解槽(1)、电极板(2)、液体分流器(3)、储液槽(4)、循环泵(5)、连接管道(6)和回收槽(7)；所述电解槽(1)两长边方向的分液侧板(14)对称开设有多个均匀分布的分液进口(11)，所述电解槽(1)设置有温度传感器(12)，所述电极板(2)连接在电解槽(1)上，处于两个相邻分液进口(11)的中间位置，并沿电解槽(1)长边方向设置多个，所述液体分流器(3)包括腔室(31)和分流管道(32)，所述分流管道(32)包括流量阀(321)、分流进管(322)和可旋转喷头(323)。本发明可以使电解过程中，电解液的温度更加稳定，流动更加均匀，利用可旋转喷头使电解液得到充分混合和均化，从而能够以更高的电解效率生产出一致性更好和质量更稳定的产品。

Description

一种循环电解系统

技术领域

本发明涉及电解技术领域，具体涉及一种循环电解系统及电解方法。

背景技术

电解法具有选择性高，技术成熟，效果稳定可靠，操作管理简单，电解系统占地面积小、环境友好以及容易实现连续化和自动化等优点，同时通过电解可回收废物中的有用金属，处理提取低品位的矿物及组分复杂的多金属矿等，有利于资源的综合利用，符合我国可持续发展战略。电解法也是当今高纯金属产业化的首选途径之一，通过电解精炼容易获得4N及以上的高纯金属。循环电解系统有利于电解槽内电解液在电极板表面的传质过程，使电解液浓度和温度均匀稳定，减小浓差极化，提升电解效率和产品稳定性。现有循环电解系统大多采用平板框式电解槽，其循环方式为电解液从电解槽短边两侧进出循环或高低位槽循环，前者电解液总体流动方向与电极板平面垂直，电解液的循环流动方向及路径十分曲折，流动阻力较大，要实现电解液在电极板表面的均匀稳定流动很困难，很容易造成局部紊流而降低电解效率和产品稳定性，且电解槽的长边方向尺寸受电解液流动限制；后者电解液的流动速率取决于高位槽的势能，对场地的空间高度有一定要求，且电解液流出高位槽后为了保持其势能及流速的稳定需要定期补充，补充电解液是一个动态过程，每次补充均会导致电解液流速的改变而最终影响电解效率和产品稳定性。

综上所述，现有技术存在的问题是：现有循环电解系统中，电解槽短边两侧进出循环时电解液流动阻力较大会产生局部紊流，高低位槽循环补充电解液时会改变电解液流速，电解液流动的均匀稳定性不高，电解效率和产品稳定性还有待进一步提高，且现有循环电解系统中电解槽长边方向尺寸的要求或高位槽空间高度的要求对使用场地有一定的限制。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提出了一种循环电解系统及电解方法，可以降低电解液循环时的流动阻力，增加电解液流动的稳定性和均匀性，同时还减少了电解槽在长边方向和高度方向上对使用场地的限制。

本发明提供的一种循环电解系统，包括电解槽、电极板、液体分流器、储液槽、循环泵、连接管道和回收槽；所述电解槽包括短边方向相对的进液侧板和出液侧板，进液侧板在下部开有进口，并通过进液管道与所述储液槽相连，出液侧板在上部开设有溢流口，并通过溢流管道同所述回收槽相连，所述电解槽两长边方向的分液侧板的上部对称开设有多个均匀分布的分液进口，所述电解槽设置有温度传感器，所述电极板连接在电解槽上，位于两个相邻分液进口之间，并沿电解槽长边方向设置多个；所述回收槽的出口通过管道与循环泵相连，循环泵的出口管道连接有三通接头，三通接头的两个出口通过连接管道同液体分流器相连；所述液体分流器有两个，相对于电解槽左右对称设置，所述液体分流器包括腔室和分流管道，所述腔室包括溢流隔板、缓冲池和分流池，所述溢流隔板设置在缓冲池和分流池之间，所述溢流隔板的高度小于腔室的高度，所述缓冲池底部设置有进口，所述分流池外侧壁底部设置多个出口，各个出口均连接有结构和尺寸相同的分流管道，所述分流管道包括流量阀、分流进管和可旋转喷头,所述分流进管末端设置有喷头接口，所述可旋转喷头包括喷嘴、底座和可旋转连接部，所述分流管道与所述电解槽上的分液进口密封连接并穿过所述分液侧板,使得所述可旋转喷头伸入电解槽内部。

使用本发明所述的循环电解系统进行电解生产时，电解液从储液槽中注入电解槽，过量的电解液通过溢流口流入回收槽，回收槽中的电解液通过循环泵分两路同时泵送至两个相对于电解槽左右对称设置的液体分流器，由于对流作用使得电解液得到了充分的混合和均化；循环泵泵送的电解液从缓冲池底部进入液体分流器，液面不断升高，直至超过溢流隔板的高度，才能进入分流池，这样能够消除进口处的流速波动；液体分流器和电解槽之间的连接，采用了结构和尺寸相同的分流管道，通过在分流管道上设置的流量阀可以对各个管道的电解液流量进行实时调整，保证了电解液流动的平衡性；设置在分流管道末端的可旋转喷头可以实现旋转喷液，一方面提高了电解槽进液端均匀进液的效果，另一方面还起到了搅拌的作用，使得电解液得到进一步均化混合；所述液体混合器设置有温度控制器，可以在线监控和调整电解液温度，控制温度因素对电解过程的影响；最后还可以通过调整循环泵控制电解液流速，使电解液的流动更加稳定。

可选地，所述可旋转喷头的喷嘴为圆口或扁口。

可选地，为提升其防腐蚀性和防水性，所述可旋转喷头的材质为塑料或不锈钢。

可选地，为获得更好的搅拌混合效果，所述可旋转喷头的旋转角度范围为0-180度。

可选地，所述可旋转喷头的旋转轴线垂直于所述分流进管的轴线。

可选地，所述分流管道和连接管道均设置有保温层，可以使电解液的温度更加稳定，减少由于温度因素对电解过程造成的影响。

可选地，所述分流管道和连接管道均设置有聚四氟乙烯内衬，可以提高管道耐受电解液腐蚀的能力，延长使用寿命。

可选地，所述液体分流器设置有温度控制器，可以更加稳定的控制电解液的温度，提高电解过程的稳定性。

由上述技术方案可知，本发明的有益效果是：可以减少电解液流动过程中的流速波动，温度波动，同时利用对流和搅拌作用使电解液得到充分均化混合，并可以控制电解液流动速率，使得电解液流动更加均匀，从而使得电解过程更加稳定；另外，由于本发明所采用的循环方式不需要电解液从电解槽短边两侧进出循环或高低位槽循环，从而降低了对使用场所的空间限制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明实施例提供的循环电解系统的示意图；

图2为图1所示循环电解系统的电解槽的示意图；

图3为图1所示循环电解系统的液体分流器的内部结构示意图；

图4为图1所示循环电解系统的分液管道和可旋转喷头的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“短边”、“长边”、“上”、“底”“内”、“外”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例：

如图1-4所示，本实施例的循环电解系统，包括电解槽1、电极板2、液体分流器3、储液槽4、循环泵5、连接管道6和回收槽7；所述电解槽1包括短边方向相对的进液侧板131和出液侧板132，进液侧板131在下部开有进口1311，并通过进液管道15与所述储液槽4相连，出液侧板132在上部开设有溢流口1321，并通过溢流管道16同所述回收槽7相连，所述电解槽1两长边方向的分液侧板14的上部对称开设有多个均匀分布的分液进口11，所述电解槽1设置有温度传感器12，所述电极板2连接在电解槽1上，位于两个相邻分液进口11之间，并沿电解槽1长边方向设置多个；所述回收槽7的出口通过管道与循环泵5相连，循环泵5的出口管道连接有三通接头8，三通接头8的两个出口通过连接管道6同液体分流器3相连；所述液体分流器3有两个，相对于电解槽1左右对称设置，所述液体分流器3包括腔室31和分流管道32，所述腔室包括溢流隔板311、缓冲池312和分流池313，所述溢流隔板311设置在缓冲池312和分流池313之间，所述溢流隔板311的高度小于腔室31的高度，所述缓冲池312底部设置有进口3121，所述分流池313外侧壁底部设置多个出口，各个出口均连接有结构和尺寸相同的分流管道32，所述分流管道32包括流量阀321、分流进管322和可旋转喷头323,所述分流进管322末端设置有喷头接口3221，所述可旋转喷头323包括喷嘴3231、底座3232和可旋转连接部3233，所述分流管道32与所述电解槽1上的分液进口11密封连接并穿过所述分液侧板14,使得所述可旋转喷头323伸入电解槽内部。

本实施例提供的循环电解系统可以使电解过程中电解液的温度更加稳定，流动更加均匀，并对电解液进行充分的混合和均化，从而能够以更高的电解效率生产出更稳定的产品；另外，由于本发明所采用的循环方式不需要电解液从电解槽短边两侧进出循环或高低位槽循环，从而降低了对使用场所的空间限制。综上所述，所述循环电解系统具有运行稳定、生产高效、操作简便、场地适应性强等优点。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (8)

1.一种循环电解系统，其特征在于：包括电解槽(1)、电极板(2)、液体分流器(3)、储液槽(4)、循环泵(5)、连接管道(6)和回收槽(7)；所述电解槽(1)包括短边方向相对的进液侧板(131)和出液侧板(132)，进液侧板(131)在下部开有进口(1311)，并通过进液管道(15)与所述储液槽(4)相连，出液侧板(132)在上部开设有溢流口(1321)，并通过溢流管道(16)同所述回收槽(7)相连，所述电解槽(1)两长边方向的分液侧板(14)的上部对称开设有多个均匀分布的分液进口(11)，所述电解槽(1)设置有温度传感器(12)，所述电极板(2)连接在电解槽(1)上，位于两个相邻分液进口(11)之间，并沿电解槽(1)长边方向设置多个；所述回收槽(7)的出口通过管道与循环泵(5)相连，循环泵(5)的出口管道连接有三通接头(8)，三通接头(8)的两个出口通过连接管道(6)同液体分流器(3)相连；所述液体分流器(3)有两个，相对于电解槽(1)左右对称设置，所述液体分流器(3)包括腔室(31)和分流管道(32)，所述腔室包括溢流隔板(311)、缓冲池(312)和分流池(313)，所述溢流隔板(311)设置在缓冲池(312)和分流池(313)之间，所述溢流隔板(311)的高度小于腔室(31)的高度，所述缓冲池(312)底部设置有进口(3121)，所述分流池(313)外侧壁底部设置多个出口，各个出口均连接有结构和尺寸相同的分流管道(32)，所述分流管道(32)包括流量阀(321)、分流进管(322)和可旋转喷头(323),所述分流进管(322)末端设置有喷头接口(3221)，所述可旋转喷头(323)包括喷嘴(3231)、底座(3232)和可旋转连接部(3233)，所述分流管道(32)与所述电解槽(1)上的分液进口(11)密封连接并穿过所述分液侧板(14),使得所述可旋转喷头(323)伸入电解槽内部。

2.根据权利要求1所述的循环电解系统，其特征在于：所述可旋转喷头(323)的喷嘴(3231)为圆口或扁口。

3.根据权利要求1所述的循环电解系统，其特征在于：所述可旋转喷头(323)的材质为塑料或不锈钢。

4.根据权利要求1所述的循环电解系统，其特征在于：所述可旋转喷头(323)的旋转角度范围为0-180度。

5.根据权利要求1所述的循环电解系统，其特征在于：所述可旋转喷头(323)的旋转轴线垂直于所述分流进管(322)的轴线。

6.根据权利要求1至5任一所述的循环电解系统，其特征在于：所述分流管道(32)和连接管道(6)均设置有保温层。

7.根据权利要求1至5任一所述的循环电解系统，其特征在于：所述分流管道(32)和连接管道(6)均设置有聚四氟乙烯内衬。

8.根据权利1至5任一所述的循环电解系统，其特征在于：所述液体分流器(3)设置有温度控制器。