CN109097792A - 一种从低浓度含铜氰化贫液回收铜和氰化物的电解装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及有色金属冶金领域，尤其涉及一种从低浓度含铜氰化贫液回收铜和氰化物的电解装置。本发明设置有三个阳极板和两个阴极板，阳极板和阴极板均为圆筒形电板，通过圆筒形阴阳极板间的相互配合，阳极板和阴极板之间形成多个工作空间，增大阴阳极间的有效电极面积，含铜氰化贫液经过工作空间内的充分电解后，贫液中的铜离子电解形成的金属单质铜附着在阴极板上，电解完成后，将阴极组从电解装置中提出，便可得到金属铜，而贫液则可直接返回到氰化工艺回用。本发明不仅适用于电解低浓度含铜氰化贫液回收其中的铜和氰化物，还适用于其他低浓度贵金属电解液的电解，并且可对含氰电镀废水进行有效处理。
Description
技术领域
本发明涉及有色金属冶金领域，尤其涉及一种从低浓度含铜氰化贫液回收铜和氰化物的电解装置。
背景技术
目前，黄金主要采用氰化提金工艺生产，在该工艺过程中会产生大量的脱金贫液，其中含有剧毒的氰化物和一定量有价金属元素，若直接排放不仅会对生态环境造成严重污染，同时也造成资源的浪费。通常贫液可直接进入磨矿工序或返回氰化浸出工序继续循环，但是由于贫液中含有铜、锌等金属离子，这些金属离子会与氰化物作用生成络合物，特别是在将贫液返回氰化浸出工序时，贫液中存在的铜离子会增加氰秏，降低金的浸出速度，严重影响浸金效率。
专利号为ZL 201410233711.3的发明专利，公开了一种电沉积高浓度含铜含氰废液回收铜和氰化物的方法，这个方法采用了平板式电极的电解装置，通过电解使铜离子在阴极析出回收金属铜，同时通过添加抑制剂有效抑制氰化物在阳极氧化，实现氰化物的有效回收。但是该方法使用传统的平板式电极，仅适用于处理高浓度含铜含氰废液，其所能处理的废水铜含量需达到5～50g/L，而工业氰化贫液浓度通常小于2g/L，铜离子含量较低，现有的平板式电极阴极工作面积小，难以实现电解液与电极的充分接触，导致电流效率偏低。
发明内容
(一)要解决的技术问题
为了解决传统平板式电极不适用于处理实际生产中的低浓度含铜氰化贫液的问题，实现低浓度氰化贫液中有价金属元素和氰化物的有效回收，本发明提供了一种从低浓度含铜氰化贫液回收铜和氰化物的电解装置。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
本发明提供一种从低浓度含铜氰化贫液回收铜和氰化物的电解装置，包括筒形阳极板、筒形阴极板和底板，筒形阳极板、筒形阴极板设置在底板上；
底板上设置有多个筒形阳极板，且两筒形阳极板之间设置有一个筒形阴极板；
筒形阳极板和筒形阴极板同轴套接设置。
根据本发明，筒形阳极板包括3个电极板，分别为第一阳极板、第二阳极板和第三阳极板，筒形阴极板包括2个电极板，分别为第一阴极板、第二阴极板，筒形阳极板与筒形阴极板间隔放置，第一阴极板放置在第一阳极板和第二阳极板之间，第二阴极板放置在第二阳极板和第三阳极板之间。
根据本发明，第一阳极板与第一阴极板形成第一工作空间(100)，第一阴极板与第二阳极板形成第二工作空间，第二阳极板与第三阳极形成第三工作空间。
根据本发明，第二阴极板的高度低于第二阳极板的高度。
根据本发明，底板上设置有进液口，进液口与第三工作空间连通。
根据本发明，第一阳极板侧壁面设置有溢液口，溢液口与第一工作空间连通，溢液口的高度与第二阴极板的高度保持一致。
根据本发明，第二阳极板上设置有流通口，流通口导通第二工作空间与第三工作空间，流通口的高度与第二阴极板的高度保持一致，流通口与溢流口相对设置。
根据本发明，第一阴极板与第二阴极板之间净距离为30-50mm。
第一阳极板与第二阳极板之间的净距离、第二阳极板与第三阳极板之间的净距离与第一阴极板与第二阴极板之间的净距离相同。
根据本发明，第一阴极板、第二阴极板与底板之间均设置有多个绝缘垫片，多个绝缘垫片均匀分布在各筒形阴极板与底板连接位置处的圆周上。
根据本发明，筒形阳极板材质为不锈钢板，筒形阴极板材质为不锈钢板、铜板、钛板、铅板、铁板、铝板中的任一种。
(三)有益效果
本发明的有益效果是：
本发明通过圆筒形阴阳极板间的相互配合，形成多个工作空间，可以增大阴阳极间的有效电极面积；并且通过进液口、连通孔、溢流孔相对位置的设置可以实现电解液在设置的三个工作空间依次流过，在流动过程中与电极实现最大程度的接触不形成短路；电解过程中氰根由于受到抑制剂的保护不会在阳极分解，而铜离子则在阴极析出，在回收金属铜的同时也实现了氰化物的有效回收；在电解过程完成后，仅需将圆筒形阴极板从电解装置中提出就可以得到金属铜，使用方便。
本发明不仅适用于电解低浓度含铜氰化贫液回收其中的铜和氰化物，还适用于低浓度贵金属电解液的电解，可以有效地回收贫液中的有价元素，提高资源回收率，同时提高游离氰化物浓度，处理后废液可直接返回氰化流程，减少氰化物的消耗，对含氰电镀废水进行有效处理。
附图说明
图1为本发明立体结构示意图；
图2为本发明俯视图；
图3为本发明俯视图中A-A方向示意图；
图4为本发明的阳极组立体结构示意图。
【附图标记说明】
10：第一阳极；11：第二阳极；12：第三阳极；20：第一阴极；21：第二阴极；22：第三阴极；100：第一工作空间；110：第二工作空；120：第三工作空间；13：进液口；14：溢流口；15：流通口；16：底板；41：第一绝缘垫片；42：第二绝缘垫片；43：第三绝缘垫片；44：第四绝缘垫片；45：第五绝缘垫片；46：第六绝缘垫片；47：第七绝缘垫片；48：第八绝缘垫片。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
本发明提供一种从低浓度含铜氰化贫液回收铜和氰化物的电解装置，如图1-3所示，本电发明涉及的电解装置包括筒形阳极板、筒形阴极板和底板16，底板16上设置有多个筒形阳极板，且两筒形阳极板之间设置有一个筒形阴极板，筒形阳极板和筒形阴极板同轴套接设置。
设置在底板16上的筒形阳极板包括3个阳极板，分别为第一阳极板10、第二阳极板11和第三阳极板12，筒形阴极板包括2个阴极板，分别为第一阴极板20、第二阴极板21，筒形阳极板与筒形阴极板间隔放置：第一阴极板20放置在第一阳极板10和第二阳极板11之间，第二阴极板21放置在第二阳极板11和第三阳极板12之间。
第二阴极板21的高度低于第二阳极板11的高度。
第一阳极板10与第一阴极板20形成第一工作空间100，第一阴极板20与第二阳极板11形成第二工作空间110，第二阳极板11与第三阳极板12形成第三工作空间120。
本发明设置有进液口13，溢流口14及流通口15，其中，进液口13设置底板16上，位置设置在第三工作空间120的底部，与第三工作空间120连通，可使含铜氰化液顺利进入电解装置内部；溢流口14设置在第一阳极板10的外壁面，与第一工作空间100连通，可将电解后得到的氰化废液排出电解装置；流通口15设置在第二阳极板11上，导通第二工作空间和第三工作空间，其中，溢流口14不仅与流通口15高度相同，还与第二阴极板21的上沿平齐，与第二阴极板21的高度保持一致，其中，流通口15与溢流口14相对设置。
第一阴极板20与第二阴极板21与底板16之间设置有绝缘垫片，绝缘垫片包括第一绝缘垫片41、第二绝缘垫片42、第三绝缘垫片43、第四绝缘垫片44、第五绝缘垫片45、第六绝缘垫片46、第七绝缘垫片47和第八绝缘垫片48，第一绝缘垫片41、第二绝缘垫片42、第三绝缘垫片43和第四绝缘垫片44均匀分布在第一阴极板20与底板16连接位置处的圆周上，第五绝缘垫片45、第六绝缘垫片46、第七绝缘垫片47和第八绝缘垫片48均匀分布在第二阴极板21与底板16连接位置处的圆周上，绝缘垫片的设置有效防止了筒形阳极板与筒形阴极板之间发生短路。
绝缘垫片不仅可防止筒形阳极板与筒形阴阳板之间发生短路，还将筒形阴极板抬高，使各筒形阴极板与底板16之间形成空隙，令含铜氰化液从空隙中流过。
第一阴极板20与第二阴极板21之间距离为30-50mm。
第一阳极板10与第二阳极板11、第二阳极板11与第三阳极板12之间的距离与第一阴极板20与第二阴极板21之间的距离相同。
筒形阳极板中各阳极板的材质为不锈钢板，筒形阴极板中各阴极板的材质可选择不锈钢板、铜板、钛板、铅板、铁板、铝板等材料。
工作过程：
电解装置的阴、阳极板与电源的正负极电性连接，黄金工业产生的含铜氰化贫液从进液口13泵入到第三工作空间120内，贫液自下而上流动，充满整个第三工作空间120，流通孔15作为连接第二工作空间110与第三工作空间120的连通孔，当充满第三工作空间120的贫液到达第二阴极版21的上沿时，会从与第二阴极版21的上沿高度一致的流通孔15中溢出，之后自上而下地充满整个第二工作空间110，紧接着，贫液从设置在阴极板底部的由多个绝缘垫片与底板16形成的空隙中流出，充满整个第一工作空间100，最终，贫液从与液面高度保持一致的溢流孔14流出电解装置。
为了抑制氰化物在阳极的氧化分解，氰化贫液中添加了抑制剂，抑制剂可以是次亚磷酸盐、亚硫酸盐、硫代硫酸盐。在氰化贫液中，铜氰络合离子的氧化是造成氰化物消耗的主要原因，而加入抑制剂后，由于抑制剂中含有的酸根离子发生的化学反应，避免了铜氰络合离子的氧化，进而抑制了氰根氧化分解。
当含铜氰化贫液充满整个电解装置时，位于第三工作空间120内的贫液分别在第二阳极板11、第三阳极板12与第二阴极板21之间进行电解，在电解过程中，铜离子不断电解析出，附着在第二阴极板21的内外壁面上；通过流通孔15自上而下流入第二工作空间110内的贫液，在第二阳极板11与第一阴极板20之间进行电解，贫液中的铜离子在第一阴极板20的内壁上不断电解析出；紧接着，贫液通过第一阴极板20的底部的空隙进入第一工作空间100，在第一阳极板10与第一阴极板20之间进行电解，贫液中的铜离子在第一阴极板20的外壁上电解析出。
含铜氰化贫液经过这三个工作空间内的充分电解后，贫液中的铜离子电解形成的金属单质铜附着在阴极板上，而贫液中与铜离子络合的铜氰络合离子发生解离，释放出游离氰根，使得电解后的贫液中的游离氰浓度提高，电解完成后，将阴极组从电解装置中提出，便可得到金属铜，而贫液则可直接返回到氰化工艺回用。
本发明通过圆筒形阴阳极板间的相互配合，形成多个工作空间，增大阴阳极板间的有效电极面积；并且通过设置在电解装置内的进液口13、连通孔15、溢流孔14三者的相对位置，实现了电解液在三个工作空间内依次流过，并设置绝缘垫片，保证贫液在流动过程中可以与电极实现最大程度的接触，同时不形成短路。
本发明不仅适用于电解低浓度含铜氰化贫液回收其中的铜和氰化物，还适用于其他低浓度贵金属电解液的电解，并且可对含氰电镀废水进行有效处理。
需要理解的是，以上对本发明的具体实施例进行的描述只是为了说明本发明的技术路线和特点，其目的在于让本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，但本发明并不限于上述特定实施方式。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化与替换都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种从低浓度含铜氰化贫液回收铜和氰化物的电解装置，其特征在于：
包括筒形阳极板、筒形阴极板和底板(16)，筒形阳极板、筒形阴极板设置在底板(16)上；
底板(16)上设置有多个筒形阳极板，且两筒形阳极板之间设置有一个筒形阴极板；
筒形阳极板和筒形阴极板同轴套接设置。
2.根据权利要求1所述的从低浓度含铜氰化贫液回收铜和氰化物的电解装置，其特征在于：
所述筒形阳极板包括3个电极板，分别为第一阳极板(10)、第二阳极板(11)和第三阳极板(12)，所述筒形阴极板包括2个电极板，分别为第一阴极板(20)、第二阴极板(21)；
所述筒形阳极板与所述筒形阴极板间隔放置，第一阴极板(20)放置在第一阳极板(10)和第二阳极板(11)之间，第二阴极板(21)放置在第二阳极板(11)和第三阳极板(12)之间。
3.根据权利要求1所述的从低浓度含铜氰化贫液回收铜和氰化物的电解装置，其特征在于：
所述第一阳极板(10)与所述第一阴极板(20)形成第一工作空间(100)，所述第一阴极板(20)与所述第二阳极板(11)形成第二工作空间(110)，所述第二阳极板(11)与所述第三阳极板(12)形成第三工作空间(120)。
4.根据权利要求1所述的从低浓度含铜氰化贫液回收铜和氰化物的电解装置，其特征在于：
所述第二阴极板(21)的高度低于所述第二阳极板(11)的高度。
5.根据权利要求1所述的从低浓度含铜氰化贫液回收铜和氰化物的电解装置，其特征在于：
所述底板(16)上设置有进液口(13)，所述进液口(13)与所述第三工作空间(120)连通。
6.根据权利要求1所述的从低浓度含铜氰化贫液回收铜和氰化物的电解装置，其特征在于：
所述第一阳极板(10)侧壁面设置有溢液口(14)，所述溢液口(14)与所述第一工作空间(100)连通，所述溢液口(14)的高度与所述第二阴极板(21)的高度保持一致。
7.根据权利要求1所述的从低浓度含铜氰化贫液回收铜和氰化物的电解装置，其特征在于：
所述第二阳极板(11)上设置有流通口(15)，所述流通口(15)导通第二工作空间(110)与第三工作空间(120)，所述流通口(15)的高度与所述第二阴极板(21)的高度保持一致，所述流通口(15)与所述溢流口(14)相对设置。
8.根据权利要求1所述的从低浓度含铜氰化贫液回收铜和氰化物的电解装置，其特征在于：
所述第一阴极板(20)与所述第二阴极板(21)之间净距离为30-50mm。
所述第一阳极板(10)与所述第二阳极板(11)之间的净距离、所述第二阳极板(11)与所述第三阳极板(12)之间的净距离与所述第一阴极板(20)与所述第二阴极板(21)之间的净距离相同。
9.根据权利要求1所述的从低浓度含铜氰化贫液回收铜和氰化物的电解装置，其特征在于：
所述第一阴极板(20)、所述第二阴极板(21)与底板(16)之间均设置有多个绝缘垫片，多个所述绝缘垫片均匀分布在各筒形阴极板与底板(16)连接位置处的圆周上。
10.根据权利要求1所述的从低浓度含铜氰化贫液回收铜和氰化物的电解装置，其特征在于：
所述筒形阳极板材质为不锈钢板，所述筒形阴极板材质为不锈钢板、铜板、钛板、铅板、铁板、铝板中的任一种。
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