CN109811367A - 一种均匀垂直入流加料的电解槽 - Google Patents

一种均匀垂直入流加料的电解槽 Download PDF

Info

Publication number
CN109811367A
CN109811367A CN201910275544.1A CN201910275544A CN109811367A CN 109811367 A CN109811367 A CN 109811367A CN 201910275544 A CN201910275544 A CN 201910275544A CN 109811367 A CN109811367 A CN 109811367A
Authority
CN
China
Prior art keywords
solution channel
groove body
electrolytic cell
mandarin
solution
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.)
Pending
Application number
CN201910275544.1A
Other languages
English (en)
Inventor
曾伟志
刘山
杨建广
胡辉
李垦
李博
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.)
Central South University
Original Assignee
Central South University
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 Central South University filed Critical Central South University
Priority to CN201910275544.1A priority Critical patent/CN109811367A/zh
Publication of CN109811367A publication Critical patent/CN109811367A/zh
Pending legal-status Critical Current

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

Landscapes

  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)

Abstract

本发明公开了一种均匀垂直入流加料的电解槽，包括槽体，所述槽体沿长度方向交替间隔横跨设置有多块阴极板和阳极板，槽体顶部两侧均设置有溶液通道Ⅰ，两侧的溶液通道Ⅰ之间沿长度方向间隔横跨设置有多根溶液通道Ⅱ，所述溶液通道Ⅱ的两端分别与对应侧的溶液通道Ⅰ连通，溶液通道Ⅱ上沿长度方向均匀间隔设置有多个进液喷嘴，所述槽体底部设置有出液喷嘴。该结构的电解槽，具有能够消除浓差极化、利于高电流密度电解生产、有效降低电解液的循环量、利于阳极泥沉降以及提高阴极质量的优点。

Description

一种均匀垂直入流加料的电解槽
技术领域
本发明涉及金属电解技术领域，具体涉及一种均匀垂直入流加料的电解槽。
背景技术
铜冶炼过程中，经火法精炼获得的铜产品中含有大量的杂质。为了获得高质量的铜产品，需要对火法精炼工序生产出来的铜产品进行电解纯化。传统的铜电解技术是将火法精炼步骤获得的铜铸成阳极板，用纯铜片做阴极板，将二者放置在电解液缓慢流动的电解槽内。通过控制一定的电解工艺参数，目标金属离子不断地从阳极溶解进入电解液，随后扩散至阴极上电解沉积析出，从而达到金属提纯的效果。在传统的铜电解槽中，铜离子不能有效的到达阴极表面，这样由于电极反应速度大于目标金属离子的扩散速度会形成浓差极化。浓差极化的形成会致使某些杂质离子与铜离子一起在阴极上放电析出，这不仅会导致获得的阴极铜产品质量低下，还影响阴极的电流效率。
随着金属电解技术的不断发展与改进，针对传统电解槽中存在的浓差极化问题，人们意图通过加大电解液循环量的方式来提高金属离子的扩散速度，消除电解生产过程中的浓差极化现象，从而实现高电流密度的电解生产。但是传统电解槽中的电解液的循环方式为下进上出，进液模式为从电解槽一端集中进液。在这样的电解条件下，增大电解液的循环量会造成阳极泥的搅动，不利于阳极泥的沉降，会增大阳极泥污染阴极的机会。
近年来开发应用的单向平行流电解技术则是从电解槽侧面直接进液，这种从侧面直接进液的模式相对于传统进液模式的好处就是提高了铜离子到达阴极表面的效率。单向平行进液的电解技术包括上进下出和下进上出两种进液模式。其中下进上出的进液模式，其电解液的流动方向正好与阳极泥颗粒沉降的方向相反，一定程度上不利于阳极泥颗粒的沉降；另一种上进下出的进液方式，虽然电解液循环方向与阳极泥颗粒的沉降方式一致，但是这种集中一端进液的方式会造成液流分布不均匀，这时倘若要使电解液均匀入槽则需要较大的动力，这样不仅会造成动力消耗过大而且还会引起阳极泥的搅动，影响电解过程中阴极的质量。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种均匀垂直入流加料的电解槽，使其具有能够消除浓差极化、利于高电流密度电解生产、有效降低电解液的循环量、利于阳极泥沉降以及提高阴极质量的优点。
本发明通过以下技术手段解决上述问题：一种均匀垂直入流加料的电解槽，包括槽体，所述槽体沿长度方向交替间隔横跨设置有多块阴极板和阳极板，槽体顶部两侧均设置有溶液通道Ⅰ，两侧的溶液通道Ⅰ之间沿长度方向间隔横跨设置有多根溶液通道Ⅱ，所述溶液通道Ⅱ的两端分别与对应侧的溶液通道Ⅰ连通，溶液通道Ⅱ上沿长度方向均匀间隔设置有多个进液喷嘴，所述槽体底部设置有出液喷嘴。
进一步，所述槽体底部设置有矩形凹槽，在每组阴极板和阳极板之间均设置有一个出液喷嘴，所述出液喷嘴设置在矩形凹槽的底部。
进一步，在每组阴极板和阳极板之间的顶部均横跨设置有一根溶液通道Ⅱ。
进一步，多个进液喷嘴和多个出液喷嘴均呈线性均匀布置。
进一步，多个进液喷嘴均淹没在电解液中。
进一步，还包括连通多个出液喷嘴和溶液通道Ⅰ的循环管道，所述循环管道上设置有过滤器和循环泵，每根溶液通道Ⅰ上均设置有阀门。
本发明的有益效果：本发明的均匀垂直入流加料的电解槽，包括槽体，所述槽体沿长度方向交替间隔横跨设置有多块阴极板和阳极板，槽体顶部两侧均设置有溶液通道Ⅰ，两侧的溶液通道Ⅰ之间沿长度方向间隔横跨设置有多根溶液通道Ⅱ，所述溶液通道Ⅱ的两端分别与对应侧的溶液通道Ⅰ连通，溶液通道Ⅱ上沿长度方向均匀间隔设置有多个进液喷嘴，所述槽体底部设置有出液喷嘴。在具体电解过程中，电解液均是从槽体顶部两侧首先进入溶液通道Ⅰ，电解液在溶液通道Ⅰ中均匀分配之后经溶液通道Ⅱ上的进液喷嘴以一定的流速流入槽体内部。这种从顶部加料的方式缩短了溶液到达阴极板的路程，提高了目标金属离子到达阴极的效率，强化了电解液的对流效果，有效地消除了浓差极化现象并且减小了电解液的循环量；另外，该发明中采用的是上进下出的电解液循环方式在一定程度上有利于阳极泥的沉降。综上所述，该结构的电解槽，具有能够消除浓差极化、利于高电流密度电解生产、有效降低电解液的循环量、利于阳极泥沉降以及提高阴极质量的优点。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
图1为本发明的俯视图；
图2为图1的A-A向视图；
图3为图1的B-B向视图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明进行详细说明，如图1-3所示：本发明提供了一种均匀垂直入流加料的电解槽，包括槽体1，所述槽体沿长度方向交替间隔横跨设置有多块阴极板2和阳极板3，槽体顶部两侧均设置有溶液通道Ⅰ4，两侧的溶液通道Ⅰ之间沿长度方向间隔横跨设置有多根溶液通道Ⅱ5，所述溶液通道Ⅱ的两端分别与对应侧的溶液通道Ⅰ连通，溶液通道Ⅱ上沿长度方向均匀间隔设置有多个进液喷嘴6，所述槽体底部设置有多个出液喷嘴7。具体来说，在每组阴极板和阳极板之间的顶部均横跨设置有一根溶液通道Ⅱ，多个进液喷嘴和多个出液喷嘴均呈线性均匀布置，多个进液喷嘴均淹没在电解液中。在具体电解过程中，电解液均是从槽体顶部两侧首先进入溶液通道Ⅰ，电解液在溶液通道Ⅰ中均匀分配之后经溶液通道Ⅱ上的进液喷嘴以一定的流速流入槽体内部。这种从顶部加料的方式缩短了溶液到达阴极板的路程，提高了目标金属离子到达阴极的效率，强化了电解液的对流效果，有效地消除了浓差极化现象并且减小了电解液的循环量；另外，该发明中采用的是上进下出的电解液循环方式在一定程度上有利于阳极泥的沉降。综上所述，该结构的电解槽，具有能够消除浓差极化、利于高电流密度电解生产、有效降低电解液的循环量、利于阳极泥沉降以及提高阴极质量的优点。
作为对上述技术方案的进一步改进，所述槽体底部设置有矩形凹槽8，在每组阴极板和阳极板之间均设置有一个出液喷嘴7，所述出液喷嘴设置在矩形凹槽的底部。还包括连通多个出液喷嘴6和溶液通道Ⅰ4的循环管道，所述循环管道上设置有过滤器和循环泵，每根溶液通道Ⅰ上均设置有阀门。在上述的电解系统中，矩形凹槽用于沉积阳极泥，电解槽槽底的矩形凹槽8底部设置有多个出液喷嘴作为电解液的循环出口和阳极泥排出口。在电解过程中，漂浮阳极泥和因尺寸太小而不能沉降在槽底的悬浮阳极泥会被留在电解液中，并伴随着溶液循环，随着电解时间的延长，这部分随着电解液循环的阳极泥会在槽内累积得越来越多，这会增大杂质对阴极污染的机会，不利于电解生产过程中的阴极产品的质量。因此，在该电解液循环系统中，须在外端设置一个过滤器，当电解液经过槽体内部由设置在矩形凹槽上的出液喷嘴排出的时候，经过外端设置的过滤器可实时除去随电解液循环的这一部分阳极泥，过滤后的电解液继续用于溶液的循环。这样，电解过程中产生的部分阳极泥可以直接快速地从设置在矩形凹槽上的出液喷嘴排除，减少阳极泥在电解液中的累积，避免其对阴极产品造成危害。
下面用具体实施方式来说明本申请的有益效果：
实施例一
一种均匀垂直入流加料的电解槽，如图1，图2，图3所示，包括电解槽槽体1，多个阴极板2，多个阳极板3，溶液通道Ⅰ4，溶液通道Ⅱ5，多个进液喷嘴6，多个出液喷嘴7，设置在槽底部的矩形凹槽8。
如图3所示，安装在溶液通道Ⅱ5上的进液喷嘴从左至右分别命名为#1至 #12。在本实施例中，以单个电解槽为对象，利用#1-#12共12个进液喷嘴同时进液。在此基础上分别进行两因素两水平的正交实验。其中电流密度：240 A/m2,300A/m2；电解液流量：11ml/min,22ml/min。每组实验周期为两天，实验结束后，利用ICP对收集到的阴极铜进行检测分析其中的某些杂质含量，并以此为主要指标评价电解槽的性能。其分析结果如表1。
表1阴极铜中的杂质含量(单位：ppm)
实施例二
以#2-#11共10个进液喷嘴作为溶液入口同时进液，重复实施例一中的条件实验，其分析结果如表2。
表2阴极铜中的杂质含量(单位：ppm)
实施例三
以#3-#10共8个进液喷嘴作为溶液入口同时进液，重复上述实验，其分析结果如表3。
表3阴极铜中的杂质含量(单位：ppm)
实施例四
以#4-#9共6个进液喷嘴作为溶液入口同时进液，重复上述实验，其分析结果如表4。
表4阴极铜中的杂质含量(单位：ppm)
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种均匀垂直入流加料的电解槽，其特征在于：包括槽体，所述槽体沿长度方向交替间隔横跨设置有多块阴极板和阳极板，槽体顶部两侧均设置有溶液通道Ⅰ，两侧的溶液通道Ⅰ之间沿长度方向间隔横跨设置有多根溶液通道Ⅱ，所述溶液通道Ⅱ的两端分别与对应侧的溶液通道Ⅰ连通，溶液通道Ⅱ上沿长度方向均匀间隔设置有多个进液喷嘴，所述槽体底部设置有出液喷嘴。
2.根据权利要求1所述的均匀垂直入流加料的电解槽，其特征在于：所述槽体底部设置有矩形凹槽，在每组阴极板和阳极板之间均设置有一个出液喷嘴，所述出液喷嘴设置在矩形凹槽的底部。
3.根据权利要求2所述的均匀垂直入流加料的电解槽，其特征在于：在每组阴极板和阳极板之间的顶部均横跨设置有一根溶液通道Ⅱ。
4.根据权利要求3所述的均匀垂直入流加料的电解槽，其特征在于：多个进液喷嘴和多个出液喷嘴均呈线性均匀布置。
5.根据权利要求4所述的均匀垂直入流加料的电解槽，其特征在于：多个进液喷嘴均淹没在电解液中。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的均匀垂直入流加料的电解槽，其特征在于：还包括连通多个出液喷嘴和溶液通道Ⅰ的循环管道，所述循环管道上设置有过滤器和循环泵，每根溶液通道Ⅰ上均设置有阀门。
CN201910275544.1A 2019-04-08 2019-04-08 一种均匀垂直入流加料的电解槽 Pending CN109811367A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910275544.1A CN109811367A (zh) 2019-04-08 2019-04-08 一种均匀垂直入流加料的电解槽

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910275544.1A CN109811367A (zh) 2019-04-08 2019-04-08 一种均匀垂直入流加料的电解槽

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109811367A true CN109811367A (zh) 2019-05-28

Family

ID=66611552

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910275544.1A Pending CN109811367A (zh) 2019-04-08 2019-04-08 一种均匀垂直入流加料的电解槽

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109811367A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110904470A (zh) * 2019-11-22 2020-03-24 西北矿冶研究院 一种电解装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6398939B1 (en) * 2001-03-09 2002-06-04 Phelps Dodge Corporation Method and apparatus for controlling flow in an electrodeposition process
KR200358909Y1 (ko) * 2004-05-18 2004-08-12 홍정표 양면 균일 도금층을 갖게 하는 전기도금장치
CN104831319A (zh) * 2015-05-28 2015-08-12 杭州三耐环保科技股份有限公司 一种顶部进液双向平行流电解槽及其使用方法
CN105506670A (zh) * 2015-12-18 2016-04-20 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
JP2016117927A (ja) * 2014-12-19 2016-06-30 住友金属鉱山株式会社 水酸化インジウム粉の電解装置、水酸化インジウム粉の製造方法、及びスパッタリングターゲットの製造方法
CN209798135U (zh) * 2019-04-08 2019-12-17 中南大学 一种均匀垂直入流加料的电解槽

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6398939B1 (en) * 2001-03-09 2002-06-04 Phelps Dodge Corporation Method and apparatus for controlling flow in an electrodeposition process
KR200358909Y1 (ko) * 2004-05-18 2004-08-12 홍정표 양면 균일 도금층을 갖게 하는 전기도금장치
JP2016117927A (ja) * 2014-12-19 2016-06-30 住友金属鉱山株式会社 水酸化インジウム粉の電解装置、水酸化インジウム粉の製造方法、及びスパッタリングターゲットの製造方法
CN104831319A (zh) * 2015-05-28 2015-08-12 杭州三耐环保科技股份有限公司 一种顶部进液双向平行流电解槽及其使用方法
CN105506670A (zh) * 2015-12-18 2016-04-20 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
CN209798135U (zh) * 2019-04-08 2019-12-17 中南大学 一种均匀垂直入流加料的电解槽

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110904470A (zh) * 2019-11-22 2020-03-24 西北矿冶研究院 一种电解装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2358667C (en) Apparatus for controlling flow in an electrodeposition process
CN105506670B (zh) 一种铜电解或铜电积的装置与运行方法
CN103334123B (zh) 一种铜电解系统及运行方法
CN108588803B (zh) 一种电沉积装置
CN205688030U (zh) 一种循环除杂式的铜精炼电解槽
CN209798135U (zh) 一种均匀垂直入流加料的电解槽
CN207091520U (zh) 一种用于处理银电解废液的湍流电积装置
CN109811367A (zh) 一种均匀垂直入流加料的电解槽
CN103409772B (zh) 一种密闭框式电积镍或电积钴电解液的循环系统装置
CN110904470B (zh) 一种电解装置
CN205077165U (zh) 一种电解液连续净化除杂系统
CN104204307B (zh) 操作电解单元的阳极和方法
CN105332006A (zh) 银电解装置及工艺
CN214496499U (zh) 一种多级串联电解液净化装置
CN204550724U (zh) 梯形流电积装置
CN101544435B (zh) 含氰含银电镀废水的处理方法及其装置
CN208701224U (zh) 一种锌电积槽
CN203346484U (zh) 铜电解槽
CN106835255A (zh) 一种湍流电积方法和配套装置及模块化拓展方案
CN218666325U (zh) 一种电解电积协同生产装置
CN104775132A (zh) 梯形流电积装置
CN2123537U (zh) 多孔侧进侧出电积槽
US6835297B1 (en) High current density electrolytic decomposition process for copper
CN216129686U (zh) 铜电解液循环槽
CN220468215U (zh) 一种锌电积工艺用电解槽

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination