CN113073360B - 一种工业电积设备及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于一种电积设备，具体是涉及到一种工业电积设备及其使用方法，包括槽体，所述槽体相对两侧设置有进液口和出液口，槽体内沿进液口至出液口方向设置有若干个交错排布的阳极板和阴极板，阳极板和阴极板之间均设置有导流板，本发明将阳极板和阴极板之间均设置导流板，使其交错排布，配合上阳极板、阴极板和导流板与进液口和出液口的排布方向，使其电积液在槽体从进液口流至出液口的过程中，均匀且充分的和阳极板和阴极板接触，有效消除电积过程中的浓差极化，且适用于高低流速的电积工艺。

Description

一种工业电积设备及其使用方法

技术领域

本发明属于一种电积设备，具体是涉及到一种工业电积设备及其使用方法。

背景技术

目前比较成熟的电积液循环方式是在电积槽底部进液、两端上部溢流，极板阻挡液体的流向，电积液往往由电极板侧边缝隙直接短流至出液口，造成电积液中金属离子浓度分布不均匀，且随着电积过程的进行，极易出现金属离子浓差极化现象。对此，发明专利CN201510581458.5公开了一种电积装置及电积的方法，通过改变电积液进出口的方向，形成平行于阴阳极板的平行流电积，电积液流速2～10m/s，电流密度可以可达600～900A/m2，大大提高了电积效率。但随着流速的增加容易导致阴极铜板表面出现水流痕，导致积板间距出现变化，生长毛刺，阴极铜表面质量恶化。实用新型CN201720057219.4公开了一种高杂铜阳极板电解与低铜溶液电积的装置，通过在槽体底部铺设导流管和分布管，将喷射电解液以1～3m/s的速度进入电解槽，提供动能，阴极表面向上运动，阳极表面向下运动，电解液形成“内循环”，加速阳极表面阳极泥沉降，消除阳极钝化相膜，同时溢流至电解槽两端出液口，由于强制动力的存在又与整个体系形成“外循环”，消除了高杂阳极铜电解过程中的阳极钝化以及浓差极化。实现了铜离子浓度大于15g/L及以上就能得到高品质的铜产品。但在槽体底部设置了过于复杂的管道结构，长时间运行后形成阻塞，不容易清洗。另外，现在电积液在流动过程中其均匀效果和与极板的接触度有待提高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可有效提高电积液均匀性和与极板接触度工业电积设备及其使用方法。

本发明提供一种工业电积设备，包括槽体，所述槽体相对两侧设置有进液口和出液口，槽体内沿进液口至出液口方向设置有若干个交错排布的阳极板和阴极板，阳极板和阴极板之间均设置有导流板。

更进一步地，所述阳极板和阴极板离槽体的底部和两侧具有一定间隔，所述导流板与槽体的底部和两侧紧密贴合，导流板中间设置有截面小于阳极板和阴极板的流通槽。

更进一步地，每两个相邻导流板的导流方向相反。

更进一步地，所述导流板位于流通槽两侧的侧壁上设置有第一导流槽，每两个相互靠近的导流板上第一导流槽分别为从外至内倾斜向上设置和从外至内倾斜向下外设置。

更进一步地，靠近进液口一侧的阳极板或阴极板与进液口之间设置有导流板，和/或靠近出液口一侧的阳极板或阴极板与出液口之间设置有导流板。

更进一步地，所述槽体两侧设置有卡合槽，阳极板、阴极板和导流板可拆卸卡合设置在卡合槽上。

本工业电积设备还包括设置在槽体底部的导流组件，所述导流组件包括沿进液口至出液口方向增高的导流斜板以及沿进液口至出液口方向设置在导流斜板上的多个导流三角，导流三角顶部与槽体底部平行，所述导流三角顶部设置有用于对阳极板、阴极板和导流板进行定位的定位槽。

更进一步地，所述导流板底部朝向导流三角设置有第二导流槽。

更进一步地，所述进液口上设置有进液管，所述进液管位于槽体内部沿进液口至出液口垂直方向设置有布液器，所述槽体位布液器位置设置有收集槽，所述出液口上设置有出液管，所述槽体内位于出液口一定距离设置有折流挡板，折流挡板两侧设置有支撑块，所述槽体的盖体上设置有通风系统。

本发明还提供一种工业电积使用方法，包括权工业电积设备，包括如下步骤：电积液从进液口输入至槽体内，且沿多个阳极板、导流板、阴极板和导流板依次流通，充分与阳极板和阴极板接触，最后从出液口流出

本发明的有益效果是，本发明将阳极板和阴极板之间均设置导流板，使其交错排布，配合上阳极板、阴极板和导流板与进液口和出液口的排布方向，使其电积液在槽体从进液口流至出液口的过程中，均匀且充分的和阳极板和阴极板接触，有效消除电积过程中的浓差极化；

导流板与槽体的底部和两侧紧密贴合，导流板中间设置有截面小于阳极板和阴极板的流通槽，即导流板将电积液路径进行堵截，并通过设置流通槽实现连通，使电积液在沿进液口至出液口方向流动时进行多次转向，并使电积液冲击阳极板和阴极板的平板面，极大的提高了电积液与阳极板和阴极板的接触效果，同时可对电积液进行多次搅拌，提高电积液的均匀性；

每两个相邻导流板的导流方向相反，极大的提高了引流效果，使电积液的流向形成交错折流的循环体系，使得电积液每经过一个阳极板或阴极板，均通过导流板以及第一导流槽实现一次折流，进一步消除电积过程中的浓差极化；

设置导流斜板和导流三角，保证从进液口至出液口方向在底部流动的电积液可流向阳极板、阴极板和导流板的板面，另一方面，导流斜板倾斜设置，利于阳极泥的收集和导出，导流三角顶部与槽体底部平行，导流三角顶部设置有用于对阳极板、阴极板和导流板进行定位的定位槽，导流三角顶部平行与槽体底部设置且设置定位槽，提高阳极板、阴极板和导流板的固定效果，提高其对电积液压力的抵抗性，而且不会影响阳极板、阴极板和导流板的组装和拆卸；

导流板底部朝向导流三角设置有第二导流槽，设置第二导流槽，可有效将位于底部流动的电积液引导至阳极板、阴极板和导流板的平板面。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明隐藏盖体的结构示意图；

图3为本发明隐藏盖体时的局部剖视图；

图4为本发明的爆炸示意图；

图5为图4的主视图；

图6为本发明中槽体隐藏盖体的结构示意图；

图7为本发明中导流板的其中一种结构的示意图；

图8为本发明中导流板的另一种结构的示意图；

图9为本发明中导流组件的结构示意图；

图10为本发明中导流组件的主视图。

在图中，1-槽体；11-进液口；12-出液口；13-卡合槽；14-收集槽；15-盖体；2-阳极板；3-阴极板；4-导流板；41-流通槽；42-第一导流槽；43-第二导流槽；5-导流组件；51-导流斜板；52-导流三角；53-定位槽；6-进液管；61-布液器；7-出液管；8-折流挡板；9-通风系统。

具体实施方式

如图1-10所示，本发明提供一种工业电积设备，包括槽体1，所述槽体1相对两侧设置有进液口11和出液口12，槽体1内沿进液口11至出液口12方向设置有若干个交错排布的阳极板2和阴极板3，阳极板2和阴极板3之间均设置有导流板4。

本发明将阳极板2和阴极板3之间均设置导流板4，使其交错排布，配合上阳极板2、阴极板3和导流板4与进液口11和出液口12的排布方向，使其电积液在槽体1从进液口11流至出液口12的过程中，均匀且充分的和阳极板2和阴极板3接触，有效消除电积过程中的浓差极化。

本发明中，优选在靠近进液口11一侧设置为阳极板2，且优选采用栅栏型阳极板，栅栏型阳极板提高极板的流通性和与电积液的接触面积，进而提高电积效果和效率，材料采用铝基铅合金复合材料、铱钌涂层钛基材料或钛基二氧化铅，导流板4优选采用聚丙烯、均聚聚丙烯、聚氯乙烯等防腐材质，提高使用寿命，降低维护频率，导流板4为绝缘材料，将阴极板和阳极板分隔开，避免因流速过快或取板操作导致的阳极和阴极的误碰的隐患。另外，每相邻两块板中心距40-60mm，电积液流速6-12m/s，电流密度300-700A/m²，槽体1两端距离阳极板2、阴极板3或者导流板4的距离为200-600mm，形成缓冲带，提高流体稳定性。另一方面，进液口11优选设置在槽体1的底部，出液口12设置在槽体1另一侧的顶部，提高电积液流动的长度。

如图3、图4、图7和图8所示，所述阳极板2和阴极板3离槽体1的底部和两侧具有一定间隔，使电积液可有效沿进液口11至出液口12方向流动，所述导流板4与槽体1的底部和两侧紧密贴合，导流板4中间设置有截面小于阳极板2和阴极板3的流通槽41，即导流板4将电积液路径进行堵截，并通过设置流通槽41实现连通，使电积液在沿进液口11至出液口12方向流动时进行多次转向，并使电积液冲击阳极板2和阴极板3的平板面，极大的提高了电积液与阳极板2和阴极板3的接触效果，同时可对电积液进行多次搅拌，提高电积液的均匀性。

每两个相邻导流板4的导流方向相反，极大的提高了引流效果，使电积液的流向形成交错折流的循环体系，进一步消除电积过程中的浓差极化，具体地，所述导流板4位于流通槽41两侧的侧壁上设置有第一导流槽42，如图4所示，每两个相互靠近的导流板4上第一导流槽42分别为从外至内倾斜向上设置和从外至内倾斜向下外设置，即使得电积液每经过一个阳极板2或阴极板3，均通过导流板4以及第一导流槽42实现一次折流。

靠近进液口11一侧的阳极板2或阴极板3与进液口11之间设置有导流板4，和/或靠近出液口12一侧的阳极板2或阴极板3与出液口12之间设置有导流板4，如图5所示，本实施例在靠近出液口12一侧的阳极板2与出液口12之间设置有导流板4，具体可根据需要以及规模进行排布。

所述槽体1两侧设置有卡合槽13，阳极板2、阴极板3和导流板4可拆卸卡合设置在卡合槽13上，设置卡合槽13，便于阳极板2、阴极板3和导流板4的拆装，便于维护以及提高工作效率。

本发明还包括设置在槽体1底部的导流组件5，所述导流组件5包括沿进液口11至出液口12方向增高的导流斜板51以及沿进液口11至出液口12方向设置在导流斜板51上的多个导流三角52，多个导流三角52等距间隔设置，本发明设置导流斜板51和导流三角52，保证从进液口11至出液口12方向在底部流动的电积液可流向阳极板2、阴极板3和导流板4的板面，另一方面，导流斜板51倾斜设置，利于阳极泥的收集和导出，导流三角52顶部与槽体1底部平行，所述导流三角52顶部设置有用于对阳极板2、阴极板3和导流板4进行定位的定位槽53，导流三角52顶部平行与槽体1底部设置且设置定位槽53，提高阳极板2、阴极板3和导流板4的固定效果，提高其对电积液压力的抵抗性，而且不会影响阳极板2、阴极板3和导流板4的组装和拆卸。此外，由于极板和导流板卡入到特定的定位槽被牢牢地固定，在提高流速的情况下，减少了极板和导流板大幅度晃动形成误碰的风险，提高了电积槽对流速的适用范围。

所述导流板4底部朝向导流三角52设置有第二导流槽43，设置第二导流槽43，可有效将位于底部流动的电积液引导至阳极板2、阴极板3和导流板4的平板面。

所述进液口11上设置有进液管6，所述进液管6位于槽体1内部沿进液口11至出液口12垂直方向设置有布液器61，设置布液器61，使流向出液口12的电积液均匀分散，提高使用效果，所述槽体1位布液器61位置设置有收集槽14，便于布液器61安装的同时便于阳极泥的收集和导出，配合导流斜板51进一步提高阳极泥的收集和导出，具体地，位于收集槽14的一侧可设置阳极泥导出口，所述出液口12上设置有出液管7，所述槽体1内位于出液口12一定距离设置有折流挡板8，折流挡板8两侧设置有支撑块81，设置布液器61和折流挡板8可进一步提高进料和出料的均匀性，折流挡板8和底部的导流板还能起到出液的液固分离的作用，固体经过底部倒流斜板51收集后从排污口排出，澄清液体从溢流口进入贫液槽，减少了颗粒物直接从溢流口溢出风险，提高了电积液的处理效果，所述槽体1的盖体15上设置有通风系统9。

本发明还提供一种工业电积使用方法，包括工业电积设备，包括如下步骤：电积液从进液口11输入至槽体1内，且沿多个阳极板2、导流板4、阴极板3和导流板4依次流通，充分与阳极板2和阴极板3接触，最后从出液口12流出。

具体地，电积液通过进液管6流入布液器61，布液器61沿槽体1的宽度方向朝向出液口12输出电积液，电积液依次经过阳极板2、导流板4、阴极板3、导流板4……流动，每经过导流板4的本体时进行一次转向，并通过流通槽41继续前进，同时在每经过两相邻的导流板4的第一导流槽42进行折流换向，保证电积液在移动过程中充分接触阳极板2和阴极板3的表面，另外，在槽体1底部流动的电积液沿导流斜板51和导流三角52沿上方输出，并通过第二导流槽43使其流向阳极板2和阴极板3板面，最终，电积液经过多个阳极板2和阴极板3最终绕开折流挡板8通过出液口12和出液管7流出。其中，电积产生的阳极泥通过导流斜板51和导流三角52流至收集槽14进行收集。

实施例1：利用本发明的电积槽，槽体尺寸为3095mm×1144mm×1675mm，60块尺寸为

的栅栏阳极板2，58块阴极板3为1300mm×1221.5mm×940mm×3.25mm的316L不锈钢，117块导流板1300mm×1221.5mm×1140mm，对富铜料液进行电积，具体参数：Cu2+40g/L，H2SO4150g/l，Cl-≤60mg/l，电解液温度45℃，阴极电流密度300A/m2，流速6m/s，连续运行10天，每天生产A级阴极铜(Cu-CATH-1)约200kg。

实施例2：利用本发明的电积槽，槽体尺寸为3095mm×1144mm×1675mm，60块尺寸为

的栅栏阳极板2，58块阴极板3为1300mm×1221.5mm×940mm×3.25mm的316L不锈钢，117块导流板1300mm×1221.5mm×1140mm，对电镀污泥萃取电积工艺的富铜料液进行电积，具体参数：Cu2+45g/L，H2SO4180g/l，Cl-≤60mg/l，电解液温度50℃，阴极电流密度400A/m2，流速12m/s，连续运行20天，每天生产1号阴极铜(Cu-CATH-2)约400kg。

Claims (9)

1.一种工业电积设备，其特征是，包括槽体（1），所述槽体（1）相对两侧设置有进液口（11）和出液口（12），槽体（1）内沿进液口（11）至出液口（12）方向设置有若干个交错排布的阳极板（2）和阴极板（3），阳极板（2）和阴极板（3）之间均设置有导流板（4），所述阳极板（2）和阴极板（3）离槽体（1）的底部和两侧具有一定间隔，所述导流板（4）与槽体（1）的底部和两侧紧密贴合，导流板（4）中间设置有截面小于阳极板（2）和阴极板（3）的流通槽（41）。

2.如权利要求1所述的工业电积设备，其特征是，每两个相邻导流板（4）的导流方向相反。

3.如权利要求2所述的工业电积设备，其特征是，所述导流板（4）位于流通槽（41）两侧的侧壁上设置有第一导流槽（42），每两个相互靠近的导流板（4）上第一导流槽（42）分别为从外至内倾斜向上设置和从外至内倾斜向下外设置。

4.如权利要求1-3任一项所述的工业电积设备，其特征是，靠近进液口（11）一侧的阳极板（2）或阴极板（3）与进液口（11）之间设置有导流板（4），和/或靠近出液口（12）一侧的阳极板（2）或阴极板（3）与出液口（12）之间设置有导流板（4）。

5.如权利要求1-3任一项所述的工业电积设备，其特征是，所述槽体（1）两侧设置有卡合槽（13），阳极板（2）、阴极板（3）和导流板（4）可拆卸卡合设置在卡合槽（13）上。

6.如权利要求1-3任一项所述的工业电积设备，其特征是，还包括设置在槽体（1）底部的导流组件（5），所述导流组件（5）包括沿进液口（11）至出液口（12）方向增高的导流斜板（51）以及沿进液口（11）至出液口（12）方向设置在导流斜板（51）上的多个导流三角（52），导流三角（52）顶部与槽体（1）底部平行，所述导流三角（52）顶部设置有用于对阳极板（2）、阴极板（3）和导流板（4）进行定位的定位槽（53）。

7.如权利要求6所述的工业电积设备，其特征是，所述导流板（4）底部朝向导流三角（52）设置有第二导流槽（43）。

8.如权利要求1-3任一项所述的工业电积设备，其特征是，所述进液口（11）上设置有进液管（6），所述进液管（6）位于槽体（1）内部沿进液口（11）至出液口（12）垂直方向设置有布液器（61），所述槽体（1）位布液器（61）位置设置有收集槽（14），所述出液口（12）上设置有出液管（7），所述槽体（1）内位于出液口（12）一定距离设置有折流挡板（8），折流挡板（8）两侧设置有支撑块（81），所述槽体（1）的盖体（15）上设置有通风系统（9）。

9.一种工业电积方法，其特征是，使用权利要求1-8任一项所述的工业电积设备，包括如下步骤：电积液从进液口（11）输入至槽体（1）内，且沿多个阳极板（2）、导流板（4）、阴极板（3）和导流板（4）依次流通，充分与阳极板（2）和阴极板（3）接触，最后从出液口（12）流出。

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