CN111270266A - 一种氨法电解装置及其使用方法 - Google Patents

一种氨法电解装置及其使用方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111270266A
CN111270266A CN202010214087.8A CN202010214087A CN111270266A CN 111270266 A CN111270266 A CN 111270266A CN 202010214087 A CN202010214087 A CN 202010214087A CN 111270266 A CN111270266 A CN 111270266A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrolysis
main body
diversion
electrolyte
liquid
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
CN202010214087.8A
Other languages
English (en)
Inventor
冯国军
罗彦
马黎阳
张武
李永华
马青龙
唐卫军
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.)
Greennovo Environmental Technology Co ltd
Original Assignee
Greennovo Environmental 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 Greennovo Environmental Technology Co ltd filed Critical Greennovo Environmental Technology Co ltd
Priority to CN202010214087.8A priority Critical patent/CN111270266A/zh
Publication of CN111270266A publication Critical patent/CN111270266A/zh
Priority to PCT/CN2020/140102 priority patent/WO2021190027A1/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C1/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of solutions
    • C25C1/16—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of solutions of zinc, cadmium or mercury
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C7/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells; Servicing or operating of cells
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C7/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells; Servicing or operating of cells
    • C25C7/02—Electrodes; Connections thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C7/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells; Servicing or operating of cells
    • C25C7/06—Operating or servicing
    • 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

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Abstract

本发明提供了一种氨法电解装置及其使用方法，所述装置包括电解槽主体、进液单元和出液单元，所述电解槽主体内纵向设有平行相间排列的阴极板和阳极板；所述进液单元包括密闭分流仓、分流导管和导流半槽，密闭分流仓位于进液端的上部，分流导管包括竖管部分和平管部分，导流半槽设置于平管部分的下方；出液单元包括溢流缓冲槽，位于出液端的上部，其上设有溢流出口。本发明通过进液单元结构的设置，可有效实现电解液的定点混合，有助于消除电解液浓差极化，实现电解产品的致密平整；出液单元的设计，有助于电解液的稳定出入，从而有效控制液面高度，同时实现气雾的有组织排放，优化电解环境卫生，是对氨法电解装置的有效改进。

Description

一种氨法电解装置及其使用方法
技术领域
本发明属于湿法冶金技术领域，涉及一种氨法电解装置及其使用方法。
背景技术
随着经济与社会的快速发展，金属材料作为一类重要材料，广泛应用于现代社会的各个领域，电解技术是生产各类金属单质的重要方法之一，尤其是过渡金属元素的生产。传统的电解方法主要是采用酸法电解，相应的电解装置的结构及材质的选择主要是适用于该条件，而随着电解技术的不断发展，碱法电解也应运而生，其中氨法电解是目前重点研究的电解方法之一，具有其独特的优势。
氨法电解锌是金属锌生产的重要方法，具有物料适应性好、原料价格低、工艺流程简单、成本低的优势，特别适合于以二次含锌物料，如含锌电弧炉烟尘为原料的体系，但也存在电解液含锌浓度低、含氯腐蚀强、气雾量大等问题。目前，氨法电解设置主要是采用原有的酸法电解设备，其结构或规格难以适应氨法电解的特点，导致产能较低，因此需要进行针对性设计或改进，使之能够更好的适合氨法电解的应用。
CN 109440129A公开了一种工业生产用耐腐蚀电解槽，包括槽体，所述槽体上设置有内防腐层、增强层、合金层、溢流管、水平管、弯管、连接管、吸泥管和抽泥泵，所述槽体自内向外依次为内防腐层、增强层和合金层，所述溢流管位于槽体的左侧，而水平管、吸泥管和抽泥泵的设置主要是为了将电解过程中产生的废渣吸出，所述电解槽并未对如何实现电解液的充分混合，以消除浓差极化作出改进，也未说明氨法电解的溶液造成的气雾腐蚀问题如何解决。
CN 205773538U公开了一种微电解装置，包括箱体，所述箱体上部设有集水区，中部设有微电解填料区，底部设有配水区，微电解填料区底部设有复合承托层，集水区的侧壁上设有出水口，集水区的一侧设有集水装置，所述集水装置包括pH自动调节槽、进水区溢流装置和进气管，集水装置的侧壁上设有进水口，进水区溢流装置和配水区通过导流管连通，配水区内设有空气释放装置。该装置主要适用于微电解系统，适合小批量电解液的处理，对于大批量、腐蚀性、易产生气雾的电解液的处理并不适用，且电解填料与使用阴极、阳极板的电解方式也不同。
综上所述，对于腐蚀性氨法电解溶液的处理，还需对电解装置进行改进，选择合适的结构组成与组件配置，同时避免电解液浓差极化的影响，保证电解过程安全。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种氨法电解装置及其使用方法，所述装置根据氨法电解的特性，将现有电解装置进行改进，通过进液单元和出液单元结构设计，保持电解过程中电解液的充分混合，维持电解过程稳定，提高所得产品质量。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一方面，本发明提供了一种氨法电解装置，所述装置包括电解槽主体、进液单元和出液单元，所述进液单元和出液单元位于电解槽主体内对应的两端；
所述电解槽主体内纵向设有阴极板和阳极板，所述阴极板和阳极板平行相间排列；所述进液单元包括密闭分流仓、分流导管和导流半槽，所述密闭分流仓位于电解槽主体内进液端的上部，所述分流导管包括竖管部分和平管部分，构成L型结构，所述分流导管的竖管部分由密闭分流仓引出，所述导流半槽设置于分流导管平管部分的下方；所述出液单元包括溢流缓冲槽，所述溢流缓冲槽位于电解槽主体内出液端的上部，所述溢流缓冲槽上设有溢流出口。
本发明中，电解槽主体中设置进液单元和出液单元，通过进液单元中密闭分流仓、分流导管的设置，能够控制进液的流量，而分流导管中竖管、平管部分以及导流半槽的设置，能够加速电解液的定点混合，减小电极界面的浓差极化，实现均匀稳定电解；出液单元中溢流缓冲槽的设置可以有效控制液面高度，避免因水线腐蚀而缩短电极寿命，又可避免因电解液浓度变化造成电解产物厚度不均匀，质量较差的问题；上述电解装置的设计可有效适用于氨法电解工艺，电解效率高，产品质量好。
以下作为本发明优选的技术方案，但不作为本发明提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好地达到和实现本发明的技术目的和有益效果。
作为本发明优选的技术方案，所述电解槽主体呈长方体结构。
优选地，所述阴极板和阳极板平行于电解槽主体的两个侧面，垂直于电解槽主体的另两个侧面。
优选地，所述阴极板和阳极板的边缘不与电解槽主体的内壁接触。
本发明中，根据电解槽尺寸的设计，与极板的数量、极板与槽壁边缘的距离、极板的间距等因素有关，根据氨法电解溶液的特点以及对现有电解装置的改进，本发明中所述电解槽内，液面至槽边的距离可选100～200mm，例如100mm、120mm、140mm、160mm、180mm或200mm等，极板到与其垂直的槽壁的距离为80～120mm，例如80mm、90mm、100mm、110mm或120mm等，最边缘的极板到与其平行的槽壁的距离为110～180mm，例如110mm、120mm、130mm、150mm、160mm或180mm等。
优选地，所述阴极板和阳极板的同极中心距为60～120mm，例如60mm、70mm、80mm、90mm、100mm、110mm或120mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，所述同极中心距为相邻阴极或相邻阳极之间的距离，通过控制同极中心距，可以有效控制液相传质更适应铵络合物电解的特点，以获得致密平整的金属片，避免局部枝晶生成干扰。
本发明中，根据上述参数的大小以及阴、阳极板的数量，可得出所需电解槽尺寸的大小。
作为本发明优选的技术方案，所述密闭分流仓的上端连接有进液管，下端连接有至少两支分流导管。其中，分流导管数量的选择与电解槽主体、密闭分流仓的宽度，分流导管的直径等因素有关。
优选地，所述密闭分流仓设置于电解槽进液端的内侧，上端不高于电解槽的边沿，下端不低于电解液的液面。
优选地，所述密闭分流仓的宽度为电解槽主体进液端侧面宽度的1/3～2/3，例如1/3、2/5、9/20、1/2、11/20、3/5或2/3等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，密闭分流仓的进液方式为有压进液，从而可以调节电解液在分流导管的的流速。
作为本发明优选的技术方案，所述分流导管的竖管部分的上端与密闭分流仓的下端连接，竖管部分的下端经弯头连接平管部分。
本发明中，由于竖管部分与平管部分垂直，因此弯头一般选择90度弯头。
优选地，所述分流导管的平管部分固定于导流半槽内底部。
优选地，所述分流导管平管部分的长度为电解槽主体长度的1/3～1/2，例如1/3、7/20、2/5、9/20或1/2等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，所述分流导管平管部分的长度小于导流半槽的长度，电解液流出平管部分后，后续的导流半槽部分起到搅拌混液功能以及液体的自我推动，通过这种给液方式，可以实现槽内新旧液体更充分的混匀。
优选地，所述分流导管的平管部分均匀开设射流孔，所述射流孔垂直向上开设。
本发明中，分流导管的平管部分上部均布一列开口圆孔，圆孔直径可选择5～10mm，例如5mm、6mm、7mm、8mm、9mm或10mm等，通过射流孔的设置，管内液体流出时流速大于槽内液体的流速而产生的射吸效应，引起混合，加速极板间液体的流动，平管部分导出的液体在附壁效应下，沿导流半槽流动，与槽内液体快速混合，缩短了混液和循环距离，减小电极界面的浓差极化。
作为本发明优选的技术方案，所述导流半槽为开口半圆管，所述导流半槽的直径为分流导管直径的1.5～3.5倍，例如1.5倍、2倍、2.5倍、3倍或3.5倍等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述导流半槽的长度从电解槽主体进液端延伸至末端极板的位置。
优选地，所述导流半槽的底部与电解槽主体的底部之间留有空隙。
本发明中，导流半槽的直径大于分流导管，因此分流导管中的平管固定在导流半槽内底部；导流半槽的安装位置距离槽底一定距离，如80～120mm，以尽可能避免混液过程中底部的搅动，有利于沉积物的沉淀，提高溶液的质量，延长清槽周期；同时，导流半槽的也需要距离极板底部一定距离，如350～400mm，避免射流孔喷出的液体混合时的扰动影响到极板处的电解沉积。
作为本发明优选的技术方案，所述溢流缓冲槽设置于电解槽出液端的内侧，上端与电解液液面平齐。
优选地，所述溢流缓冲槽的上部开放，下部封闭。
优选地，所述溢流缓冲槽的上部设有高度调节闸板，主要调节进入溢流缓冲槽的液体量，从而调节电解槽的液面高度和电解液流量。
优选地，所述溢流缓冲槽的宽度为电解槽主体出液端侧面宽度的1/3～2/3，例如1/3、2/5、9/20、1/2、11/20、3/5或2/3等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述溢流缓冲槽的一个侧面与电解槽主体出液端重合，开设有溢流出口。
本发明中，溢流缓冲槽可以对电解液的流出起到较好的缓冲作用，从而避免电解沉积物直接从出口流出，而高度调节闸板的设置则可以对电解槽内的液面高度根据需要进行灵活调节，避免对极板连接线的腐蚀。
优选地，所述溢流出口的截面积不小于分流导管的总截面积。
作为本发明优选的技术方案，所述电解槽主体出液端侧面上高于电解液液面的部分设有气雾收集孔。
优选地，所述气雾收集孔外侧连接有气雾收集处理装置。
本发明中，针对氨法电解液的特点，对于电解过程中可能产生的气雾，通过加高电解液面到电解槽顶的距离，优选120～180mm，例如120mm、130mm、140mm、150mm、160mm、170mm或180mm等，增大了扩散空间，使电解气雾得到缓冲和稀释，再由气雾收集孔经负压抽出，集中处理。
另一方面，本发明提供了一种上述氨法电解装置的使用方法，所述方法包括：将待处理电解液经进液单元加入到电解槽主体内，达到所需液面高度后开始电解，电解过程中持续加入电解液，经分流导管和导流半槽的作用实现电解液的快速混合，液面高度超过溢流缓冲槽后，经过溢流缓冲槽的缓冲后从溢流出口离开，维持电解过程连续进行。
作为本发明优选的技术方案，所述电解液包括过渡金属的铵盐溶液，优选为氨法锌电解溶液。
优选地，所述电解液加入过程中分流导管内的液体压力为0.3～1MPa，例如0.3MPa、0.4MPa、0.5MPa、0.6MPa、0.7MPa、0.8MPa或1MPa等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为0.3～0.6MPa。
优选地，所述电解过程中电流密度为200～600A/m2，例如200A/m2、250A/m2、300A/m2、350A/m2、400A/m2、450A/m2、500A/m2、550A/m2或600A/m2等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述电解过程中电解周期为24～36h，例如24h、26h、28h、30h、32h、34h或36h等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，电解槽结构及尺寸的设计，氨法电解方式的选择，相应的需要有合适的电解工艺参数，以解决单位时间产能最大化的问题。
作为本发明优选的技术方案，所述电解过程中会产生腐蚀性气雾。
优选地，所述腐蚀性气雾经电解槽主体出液端设置的气雾收集孔负压抽出后处理。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明所述电解装置通过进液单元中密闭分流仓、分流导管和导流半槽的设置，可以有效实现电解液的定点混合，同时利用压液流的附壁效应、射吸效应构成主动液体循环和混合系统，有助于消除电解液浓差极化，实现电解产品的致密平整；
(2)本发明所述电解装置中出液单元的设计，有助于电解液的稳定出入，从而有效控制液面高度，避免因水线腐蚀而缩短电极寿命，同时可实现气雾的有组织排放，优化电解环境卫生；
(3)本发明所述装置结构设置合理，尤其适合于氨法电解工艺，是对氨法电解装置的有效改进。
附图说明
图1是本发明实施例1所述氨法电解装置的正面结构示意图；
图2是本发明实施例1所述氨法电解装置的前端侧面结构示意图；
图3是本发明实施例1所述氨法电解装置的后端侧面结构示意图；
其中，1-电解槽主体，2-密闭分流仓，31-竖管部分，32-平管部分，4-导流半槽，5-溢流缓冲槽，6-溢流出口，7-气雾收集孔。
具体实施方式
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，下面对本发明进一步详细说明。但下述的实施例仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明保护范围以权利要求书为准。
本发明具体实施方式部分提供了一种氨法电解装置及其使用方法，所述装置包括电解槽主体1、进液单元和出液单元，所述进液单元和出液单元位于电解槽主体1内对应的两端；
所述电解槽主体1内纵向设有阴极板和阳极板，所述阴极板和阳极板平行相间排列；所述进液单元包括密闭分流仓2、分流导管和导流半槽4，所述密闭分流仓仓2位于电解槽主体1内进液端的上部，所述分流导管包括竖管部分31和平管部分32，构成L型结构，所述分流导管的竖管部分31由密闭分流仓1引出，所述导流半槽4设置于分流导管平管部分32的下方；所述出液单元包括溢流缓冲槽5，所述溢流缓冲槽5位于电解槽主体1内出液端的上部，所述溢流缓冲槽5上设有溢流出口6。
以下为本发明典型但非限制性实施例：
实施例1：
本实施例提供了一种氨法电解装置，所述装置的正面结构示意图如图1所示，前端侧面结构示意图如图2所示，后端侧面结构示意图如图3所示，所述装置包括电解槽主体1、进液单元和出液单元，所述进液单元和出液单元位于电解槽主体1内对应的两端；
所述电解槽主体1内纵向设有阴极板和阳极板，所述阴极板和阳极板平行相间排列；所述进液单元包括密闭分流仓2、分流导管和导流半槽4，所述密闭分流仓仓2位于电解槽主体1内进液端的上部，所述分流导管包括竖管部分31和平管部分32，构成L型结构，所述分流导管的竖管部分31由密闭分流仓1引出，所述导流半槽4设置于分流导管平管部分32的下方；所述出液单元包括溢流缓冲槽5，所述溢流缓冲槽5位于电解槽主体1内出液端的上部，所述溢流缓冲槽5上设有溢流出口6。
所述电解槽主体1呈长方体结构，所述阴极板和阳极板平行于电解槽主1的两个侧面，垂直于电解槽主体1的另两个侧面；所述阴极板和阳极板的边缘不与电解槽主体1的内壁接触；极板到与其垂直的槽壁的距离为100mm，最边缘的极板到与其平行的槽壁的距离为150mm，阴极板和阳极板的同极中心距为90mm。
所述密闭分流仓2的上端连接有进液管，下端连接有两支分流导管；所述密闭分流仓2设置于电解槽进液端的内侧，上端不高于电解槽的边沿，下端不低于电解液的液面；所述密闭分流仓2的宽度为电解槽主体1进液端侧面宽度的1/2。
所述分流导管的竖管部分31的上端与密闭分流仓2的下端连接，竖管部分31的下端经弯头连接平管部分32；所述分流导管的平管部分32固定于导流半槽4内底部；所述分流导管平管部分32的长度为电解槽主体1长度的2/5；所述分流导管的平管部分32的上部均匀开设射流孔，射流孔垂直向上开设，单个射流孔的直径为8mm。
所述导流半槽4为开口半圆管，所述导流半槽4的直径为分流导管直径的2.5倍；所述导流半槽4的长度从电解槽主体1进液端延伸至末端极板的位置；所述导流半槽4的底部与电解槽主体1的底部之间留有空隙，距离为100mm；导流半槽4位于电极板的下方，与电极板底部的距离为380mm。
所述溢流缓冲槽5设置于电解槽出液端的内侧，上端与电解液液面平齐；所述溢流缓冲槽5的上部开放，下部封闭；溢流缓冲槽5的上部设有高度调节闸板；所述溢流缓冲槽5的宽度为电解槽主体1出液端侧面宽度的1/2；所述溢流缓冲槽5的一个侧面与电解槽主体1出液端重合，开设有溢流出口6；所述溢流出口6的截面积等于分流导管的总截面积。
所述电解槽主体1出液端侧面上高于电解液液面的部分设有气雾收集孔7；电解液液面到电解槽顶的距离为150mm，所述气雾收集孔7外侧连接有气雾收集处理装置。
实施例2：
本实施例提供了一种氨法电解装置，所述装置包括电解槽主体1、进液单元和出液单元，所述进液单元和出液单元位于电解槽主体1内对应的两端；
所述电解槽主体1内纵向设有阴极板和阳极板，所述阴极板和阳极板平行相间排列；所述进液单元包括密闭分流仓2、分流导管和导流半槽4，所述密闭分流仓仓2位于电解槽主体1内进液端的上部，所述分流导管包括竖管部分31和平管部分32，构成L型结构，所述分流导管的竖管部分31由密闭分流仓1引出，所述导流半槽4设置于分流导管平管部分32的下方；所述出液单元包括溢流缓冲槽5，所述溢流缓冲槽5位于电解槽主体1内出液端的上部，所述溢流缓冲槽5上设有溢流出口6。
所述电解槽主体1呈长方体结构，所述阴极板和阳极板平行于电解槽主1的两个侧面，垂直于电解槽主体1的另两个侧面；所述阴极板和阳极板的边缘不与电解槽主体1的内壁接触；极板到与其垂直的槽壁的距离为80mm，最边缘的极板到与其平行的槽壁的距离为110mm，阴极板和阳极板的同极中心距为60mm。
所述密闭分流仓2的上端连接有进液管，下端连接有三支分流导管；所述密闭分流仓2设置于电解槽进液端的内侧，上端不高于电解槽的边沿，下端不低于电解液的液面；所述密闭分流仓2的宽度为电解槽主体1进液端侧面宽度的2/3。
所述分流导管的竖管部分31的上端与密闭分流仓2的下端连接，竖管部分31的下端经弯头连接平管部分32；所述分流导管的平管部分32固定于导流半槽4内底部；所述分流导管平管部分32的长度为电解槽主体1长度的1/3；所述分流导管的平管部分32的上部均匀开设射流孔，射流孔垂直向上开设，单个射流孔的直径为5mm。
所述导流半槽4为开口半圆管，所述导流半槽4的直径为分流导管直径的1.5倍；所述导流半槽4的长度从电解槽主体1进液端延伸至末端极板的位置；所述导流半槽4的底部与电解槽主体1的底部之间留有空隙，距离为80mm；导流半槽4位于电极板的下方，与电极板底部的距离为350mm。
所述溢流缓冲槽5设置于电解槽出液端的内侧，上端与电解液液面平齐；所述溢流缓冲槽5的上部开放，下部封闭；溢流缓冲槽5的上部设有高度调节闸板；所述溢流缓冲槽5的宽度为电解槽主体1出液端侧面宽度的2/3；所述溢流缓冲槽5的一个侧面与电解槽主体1出液端重合，开设有溢流出口6；所述溢流出口6的截面积为分流导管的总截面积的1.1倍。
所述电解槽主体1出液端侧面上高于电解液液面的部分设有气雾收集孔7；电解液液面到电解槽顶的距离为120mm，所述气雾收集孔7外侧连接有气雾收集处理装置。
实施例3：
本实施例提供了一种氨法电解装置，所述装置包括电解槽主体1、进液单元和出液单元，所述进液单元和出液单元位于电解槽主体1内对应的两端；
所述电解槽主体1内纵向设有阴极板和阳极板，所述阴极板和阳极板平行相间排列；所述进液单元包括密闭分流仓2、分流导管和导流半槽4，所述密闭分流仓仓2位于电解槽主体1内进液端的上部，所述分流导管包括竖管部分31和平管部分32，构成L型结构，所述分流导管的竖管部分31由密闭分流仓1引出，所述导流半槽4设置于分流导管平管部分32的下方；所述出液单元包括溢流缓冲槽5，所述溢流缓冲槽5位于电解槽主体1内出液端的上部，所述溢流缓冲槽5上设有溢流出口6。
所述电解槽主体1呈长方体结构，所述阴极板和阳极板平行于电解槽主1的两个侧面，垂直于电解槽主体1的另两个侧面；所述阴极板和阳极板的边缘不与电解槽主体1的内壁接触；极板到与其垂直的槽壁的距离为120mm，最边缘的极板到与其平行的槽壁的距离为180mm，阴极板和阳极板的同极中心距为120mm。
所述密闭分流仓2的上端连接有进液管，下端连接有两支分流导管；所述密闭分流仓2设置于电解槽进液端的内侧，上端不高于电解槽的边沿，下端不低于电解液的液面；所述密闭分流仓2的宽度为电解槽主体1进液端侧面宽度的1/3。
所述分流导管的竖管部分31的上端与密闭分流仓2的下端连接，竖管部分31的下端经弯头连接平管部分32；所述分流导管的平管部分32固定于导流半槽4内底部；所述分流导管平管部分32的长度为电解槽主体1长度的1/2；所述分流导管的平管部分32的上部均匀开设射流孔，射流孔垂直向上开设，单个射流孔的直径为10mm。
所述导流半槽4为开口半圆管，所述导流半槽4的直径为分流导管直径的3.5倍；所述导流半槽4的长度从电解槽主体1进液端延伸至末端极板的位置；所述导流半槽4的底部与电解槽主体1的底部之间留有空隙，距离为120mm；导流半槽4位于电极板的下方，与电极板底部的距离为400mm。
所述溢流缓冲槽5设置于电解槽出液端的内侧，上端与电解液液面平齐；所述溢流缓冲槽5的上部开放，下部封闭；溢流缓冲槽5的上部设有高度调节闸板；所述溢流缓冲槽5的宽度为电解槽主体1出液端侧面宽度的1/3；所述溢流缓冲槽5的一个侧面与电解槽主体1出液端重合，开设有溢流出口6；所述溢流出口6的截面积为分流导管的总截面积的1.05倍。
所述电解槽主体1出液端侧面上高于电解液液面的部分设有气雾收集孔7；电解液液面到电解槽顶的距离为180mm，所述气雾收集孔7外侧连接有气雾收集处理装置。
实施例4：
本实施例提供了一种氨法电解装置的使用方法，所述方法采用实施例1中的装置，具体包括：
将氨法锌电解液经进液单元加入到电解槽主体1内，达到所需液面高度后开始电解，电解过程中持续加入电解液，经分流导管和导流半槽4的作用实现电解液的快速混合，分流导管内电解液的压力为0.8MPa，液面高度超过溢流缓冲槽5后，经过溢流缓冲槽5的缓冲后从溢流出口6离开，维持电解过程连续进行；电解过程中电流密度为250A/m2，电解周期为36h；电解过程中产生的腐蚀性气雾经电解槽主体1出液端设置的气雾收集孔7负压抽出后处理。
实施例5：
本实施例提供了一种氨法电解装置的使用方法，所述方法采用实施例2中的装置，具体包括：
将氨法铅电解液经进液单元加入到电解槽主体1内，达到所需液面高度后开始电解，电解过程中持续加入电解液，经分流导管和导流半槽4的作用实现电解液的快速混合，分流导管内电解液的压力为0.3MPa，液面高度超过溢流缓冲槽5后，经过溢流缓冲槽5的缓冲后从溢流出口6离开，维持电解过程连续进行；电解过程中电流密度为500A/m2，电解周期为24h；电解过程中产生的腐蚀性气雾经电解槽主体1出液端设置的气雾收集孔7负压抽出后处理。
对比例1：
本对比例提供了一种氨法电解装置，所述装置的结构参照实施例1中的装置结构，区别仅在于：所述进液单元只包括密闭分流仓1和分流导管中的竖管部分31。
本对比例中，由于进液单元未设置分流导管平管部分和导流半槽，电解液进入后，与原有电解液的混合速率较慢，从而造成电解液浓度不均匀，存在浓差极化，影响电解产物的致密性与平整性。
对比例2：
本对比例提供了一种氨法电解装置，所述装置的结构参照实施例1中的装置结构，区别仅在于：所述出液单元只设置溢流出口6，不设置溢流缓冲槽5。
本对比例中，由于电解装置中未设置溢流缓冲槽，液面一旦到达溢流出口处，电解液会直接流出，影响出液端附近电解液的稳定性，液面高度不易调节，而且可能造成沉积物直接流出。
综合上述实施例和对比例可以看出，本发明所述电解装置通过进液单元中密闭分流仓、分流导管和导流半槽的设置，可以有效实现电解液的定点混合，同时利用压液流的附壁效应、射吸效应构成主动液体循环和混合系统，有助于消除电解液浓差极化，实现电解产品的致密平整；所述电解装置中出液单元的设计，有助于电解液的稳定出入，从而有效控制液面高度，避免因水线腐蚀而缩短电极寿命，同时可实现气雾的有组织排放，优化电解环境卫生；所述装置结构设置合理，尤其适合于氨法电解工艺，是对氨法电解装置的有效改进。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细装置及方法，但本发明并不局限于上述详细装置及方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细装置及方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明装置的等效替换及辅助装置的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种氨法电解装置，其特征在于，所述装置包括电解槽主体、进液单元和出液单元，所述进液单元和出液单元位于电解槽主体内对应的两端；
所述电解槽主体内纵向设有阴极板和阳极板，所述阴极板和阳极板平行相间排列；所述进液单元包括密闭分流仓、分流导管和导流半槽，所述密闭分流仓位于电解槽主体内进液端的上部，所述分流导管包括竖管部分和平管部分，构成L型结构，所述分流导管的竖管部分由密闭分流仓引出，所述导流半槽设置于分流导管平管部分的下方；所述出液单元包括溢流缓冲槽，所述溢流缓冲槽位于电解槽主体内出液端的上部，所述溢流缓冲槽上设有溢流出口。
2.根据权利要求1所述的氨法电解装置，其特征在于，所述电解槽主体呈长方体结构；
优选地，所述阴极板和阳极板平行于电解槽主体的两个侧面，垂直于电解槽主体的另两个侧面；
优选地，所述阴极板和阳极板的边缘不与电解槽主体的内壁接触；
优选地，所述阴极板和阳极板的同极中心距为60～120mm。
3.根据权利要求1或2所述的氨法电解装置，其特征在于，所述密闭分流仓的上端连接有进液管，下端连接有至少两支分流导管；
优选地，所述密闭分流仓设置于电解槽进液端的内侧，上端不高于电解槽的边沿，下端不低于电解液的液面；
优选地，所述密闭分流仓的宽度为电解槽主体进液端侧面宽度的1/3～2/3。
4.根据权利要求1-3任一项所述的氨法电解装置，其特征在于，所述分流导管的竖管部分的上端与密闭分流仓的下端连接，竖管部分的下端经弯头连接平管部分；
优选地，所述分流导管的平管部分固定于导流半槽内底部；
优选地，所述分流导管平管部分的长度为电解槽主体长度的1/3～1/2；
优选地，所述分流导管的平管部分均匀开设射流孔，所述射流孔垂直向上。
5.根据权利要求1-4任一项所述的氨法电解装置，其特征在于，所述导流半槽为开口半圆管，所述导流半槽的直径为分流导管直径的1.5～3.5倍；
优选地，所述导流半槽的长度从电解槽主体进液端延伸至末端极板的位置；
优选地，所述导流半槽的底部与电解槽主体的底部之间留有空隙。
6.根据权利要求1-5任一项所述的氨法电解装置，其特征在于，所述溢流缓冲槽设置于电解槽出液端的内侧，上端与电解液液面平齐；
优选地，所述溢流缓冲槽的上部开放，下部封闭；
优选地，所述溢流缓冲槽的上部设有高度调节闸板；
优选地，所述溢流缓冲槽的宽度为电解槽主体出液端侧面宽度的1/3～2/3；
优选地，所述溢流缓冲槽的一个侧面与电解槽主体出液端重合，开设有溢流出口；
优选地，所述溢流出口的截面积不小于分流导管的总截面积。
7.根据权利要求1-6任一项所述的氨法电解装置，其特征在于，所述电解槽主体出液端侧面上高于电解液液面的部分设有气雾收集孔；
优选地，所述气雾收集孔外侧连接有气雾收集处理装置。
8.根据权利要求1-7任一项所述的氨法电解装置的使用方法，其特征在于，所述方法包括：将待处理电解液经进液单元加入到电解槽主体内，达到所需液面高度后开始电解，电解过程中持续加入电解液，经分流导管和导流半槽的作用实现电解液的快速混合，液面高度超过溢流缓冲槽后，经过溢流缓冲槽的缓冲后从溢流出口离开，维持电解过程连续进行。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述电解液包括过渡金属的铵盐溶液，优选为氨法锌电解溶液；
优选地，所述电解液加入过程中分流导管内的液体压力为0.3～1MPa，优选为0.3～0.6MPa；
优选地，所述电解过程中电流密度为200～600A/m2；
优选地，所述电解过程中电解周期为24～36h。
10.根据权利要求8或9任一项所述的方法，其特征在于，所述电解过程中会产生腐蚀性气雾；
优选地，所述腐蚀性气雾经电解槽主体出液端设置的气雾收集孔负压抽出后处理。
CN202010214087.8A 2020-03-24 2020-03-24 一种氨法电解装置及其使用方法 Pending CN111270266A (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010214087.8A CN111270266A (zh) 2020-03-24 2020-03-24 一种氨法电解装置及其使用方法
PCT/CN2020/140102 WO2021190027A1 (zh) 2020-03-24 2020-12-28 一种氨法电解装置及其使用方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010214087.8A CN111270266A (zh) 2020-03-24 2020-03-24 一种氨法电解装置及其使用方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111270266A true CN111270266A (zh) 2020-06-12

Family

ID=70997893

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010214087.8A Pending CN111270266A (zh) 2020-03-24 2020-03-24 一种氨法电解装置及其使用方法

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN111270266A (zh)
WO (1) WO2021190027A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021190027A1 (zh) * 2020-03-24 2021-09-30 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

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITMI20052420A1 (it) * 2005-12-20 2007-06-21 De Nora Elettrodi S P A Cella elettrolitica per la deposizione di metalli
CN203807570U (zh) * 2014-04-24 2014-09-03 重庆科技学院 一种电解槽
CN104032332B (zh) * 2014-06-04 2016-05-25 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及实现方法
CN104018191B (zh) * 2014-06-16 2017-01-11 南华大学 带流量控制管的电解槽
CN105297079B (zh) * 2015-11-15 2017-05-31 阳谷祥光铜业有限公司 一种超高电流密度平行流电解槽及其出液装置
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
CN212375408U (zh) * 2020-03-24 2021-01-19 鑫联环保科技股份有限公司 一种氨法电解装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021190027A1 (zh) * 2020-03-24 2021-09-30 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

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021190027A1 (zh) 2021-09-30

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
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
CN104313584A (zh) 含铜蚀刻液电解获得铜板并再生循环利用方法及系统
US20100065433A1 (en) System and apparatus for enhancing convection in electrolytes to achieve improved electrodeposition of copper and other non ferrous metals in industrial electrolytic cells
CN104831319A (zh) 一种顶部进液双向平行流电解槽及其使用方法
CN212293834U (zh) 一种节能环保带钢电解酸洗系统
CN212375408U (zh) 一种氨法电解装置
CN201144293Y (zh) 快速电刷镀装置
WO2014180268A1 (zh) 超高电流密度电解或电积槽
CN111270266A (zh) 一种氨法电解装置及其使用方法
CN203923411U (zh) 一种底部进液循环高电流密度电解沉积金属的装置
CN114381790A (zh) 一种制备hit晶硅太阳能电池片的水平电镀设备
CN109023458B (zh) 一种pcb电路板的电镀装置和方法
CN204550724U (zh) 梯形流电积装置
CN101781770A (zh) 一种溶液平行双向旋转流动的电解或电积方法及装置
CN115652374A (zh) 脉冲旋流强化金属电解装置
CN104775132A (zh) 梯形流电积装置
CN205803619U (zh) 铜箔电解装置
CN212582025U (zh) 一种双光电解铜箔表面处理装置
WO2022143860A1 (zh) 不溶性阳极酸性硫酸盐电镀铜的优化工艺及装置
CN1138638A (zh) 电解沉积出金属层的方法和装置
CN105600883B (zh) 一种用于去除溶液中重金属离子的循环喷射床电沉积系统
CN205062225U (zh) 溶锌系统
CN217378052U (zh) 一种铜电解诱导脱铜槽内电解液的循环装置
CN220246300U (zh) 电镀液循环系统及电镀系统

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