CN204251722U - 一种微电流锌板置换海绵镉的电解槽及其应用的电解设备 - Google Patents

一种微电流锌板置换海绵镉的电解槽及其应用的电解设备 Download PDF

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王夏阳
叶龙刚
张家玮
戚春萍
段良洪
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Abstract

本实用新型公开了一种微电流锌板置换海绵镉的电解槽，包括一个T型槽体，其窄端设有进液孔，宽端设有出液孔，所述槽体的窄段内设有若干个平行的阴极板和阳极板，所述阴极板和阳极板交错设置并且与电解液的流动方向平行，通过一根横置的导电铜棒将所有的阴极板和阳极板并联实现电连接。本实用新型还公开了一种应用上述电解槽的微电流锌板置换海绵镉的电解设备，采用微电流锌板强化置换，大大减少锌粉消耗，同时电解槽采用T型结构电解槽，体积的突变能够很好的促进液流冲走浮在极板之间电解液表面的海绵镉，避免引起短路造成的损失，便于捞渣。

Description

一种微电流锌板置换海绵镉的电解槽及其应用的电解设备
技术领域
本实用新型属于有色金属冶金技术领域，涉及一种微电流锌板置换海绵镉的电解槽及其应用的电解设备。
背景技术
随着科技进步和生产的发展，冶炼行业对生产废渣中有害金属的回收也提出了更高的要求。近年来，很多大型铅锌冶炼厂中废气、废水、废渣中的镉回收问题突出，造成环境的污染，已对人类的生产、生活造成危害。
现有的镉冶炼技术包括置换、电积和萃取等，其中锌粉置换运用最为广泛，但由于锌粉置换时产物海绵镉常包裹在锌粉表面，使得其反应不完全，造成锌粉的浪费和海绵镉纯度降低；电积法则对含镉原料的要求较高，一般用于粗镉的精炼，适用范围有限；萃取提镉则由于有机试剂昂贵，适用于低浓度含镉料液的处理。
基于镉冶炼的不同工艺，所用的主体设备也有所区别，湿法用置换槽，专利CN202968658提供的一种用于置换镉金属的装置，采用静态悬挂锌皮代替锌粉置换，虽然能够提高锌皮的利用率，降低损失，但反应速率也受到限制。由于电积时产物镉的形态为海绵状，常浮在电解液表面而易产生短路的现象，因此传统的电解槽存在捞渣难的问题。专利CN103556180A公开了一种从铜镉渣中回收铜镉的装置仍然未能解决产物镉绵捞渣的问题。
实用新型内容
本实用新型解决的技术问题是：针对现有含镉料液处理方法存在的锌粉用量浪费大、成本高、海绵镉纯度不高等问题，本实用新型提供了一种简单且实施成本较低的处理含镉料液的装置，包括一种微电流锌板置换海绵镉的电解槽及其应用的电解设备。
本实用新型采用如下技术方案实现：一种微电流锌板置换海绵镉的电解槽，包括一个T型槽体，其窄端设有进液孔14，宽端设有出液孔16，所述槽体的窄段内设有若干个平行的阴极板12和阳极板13，所述阴极板12和阳极板13交错设置并且与电解液的流动方向平行，通过一根横置的导电铜棒11将所有的阴极板和阳极板并联实现电连接。
进一步的，所述导电部件为导电铜棒11，所述导电铜棒11嵌装在所述T型槽体窄段和宽段连接处顶面设置的凹槽15中，所述阴极板12和阳极板13均与导电铜棒11并联连接，并悬于电解槽的窄段通道内。
进一步的，所述进液孔14的位置高于出液孔16的位置，整个电解槽内的电解液采用上进下出的流动方式。
进一步的，若干个所述进液孔14设成一排，并分别与相邻阴极板12和阳极板13之间的间隙一一对接，采用多孔进液的方式，促进反应均匀迅速进行，出液孔采用中央大孔出液，防止沉底的海绵镉堵塞。
进一步的，所述电解槽的窄段底部倾斜设置，倾斜角度为5-45°，电解槽的宽段底部位置低于窄段底部。
在本实用新型中，所述电解槽全部采用硬聚氯乙烯塑料制成，或者采用混凝土槽体内衬硬聚氯乙烯塑料。
进一步的，所述阴极板12和阳极板13之间的间距为3-10mm。
进一步的，所述阳极板13采用厚度3-10mm的锌板，阴极板12采用铝板/网、铜板/网或钛板/网中的一种。
本实用新型还公开了一种应用上述电解槽的微电流锌板置换海绵镉的电解设备，包括依次连接的电解槽1、循环槽3、板框压滤机5和收集箱6，将电解槽电解形成的海绵镉过滤收集至收集箱中，在其连接的路线上设有循环泵4作为动力源，其中所述电解槽1的T型槽体宽段设有捞渣机2连接至收集箱6，将电解槽表面形成的海绵镉直接回收至收集箱6，所述板框压滤机5的滤液回流连接至电解槽1的进液孔进行下一级电解。
进一步的，所述循环槽和收集箱采用硬聚氯乙烯塑料制成，或采用混凝土内衬硬聚氯乙烯塑料。
本实用新型公开的电解设备在将反应时浮于电解液表面的海绵镉在T型槽体宽段收集后用捞渣机捞出收集于收集箱中，而沉入槽底的海绵镉则由循环槽进入板块压滤机后进行压滤，滤液返回电解槽进行下一级电解，滤渣同样存放于收集箱中，定期运往精炼车间进行压团、蒸馏精炼。
本实用新型的有益效果如下：
1)采用微电流强化置换过程的进行，微电流作用使锌板表面锌及置换后附着的镉呈离子态，以致镉绵与锌表面分离，从而消除置换一段时间后镉绵形成对锌板的包裹和覆盖，使反应得以持续进行，大大减少锌粉消耗；
2)采用T型结构电解槽，窄段用于电置换，宽段用于收集海绵镉，体积的突变能够很好的促进液流冲走浮在极板之间电解液表面的海绵镉，避免引起短路造成的损失，便于捞渣；
3)电解槽底部倾斜能够使沉底的海绵镉在重力作用下由T型窄段向宽段运动，便于捞渣；
4)多孔进液的方式也能够促进电解液表面海绵镉向电解槽宽段的流动；下部中央大孔出液能够降低沉底的海绵镉堵孔造成液流不通的程度。
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。
附图说明
图1为本实用新型中的电解槽立体示意图。
图2为本实用新型中的电解槽的主视图。
图3为本实用新型中的电解槽的侧视剖视图。
图4为本实用新型中的电解槽的俯视图。
图5为本实用新型中的电解设备的连接示意图。
图中标号：1-电解槽，11-导电铜棒，12-阴极板，13-阳极板，14-进液孔，15-凹槽，16-出液孔，
2-捞渣机，3-循环槽，4-循环泵，5-板框压滤机，6-收集箱。
具体实施方式
下面将结合本实用新型的设备结构及设备连接示意图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
参见图1至图4，图示中的电解槽用于从废液中进行微电流锌板置换海绵镉，包括一个T型槽体，其窄端设有进液孔14，宽端设有出液孔16，进液孔14的位置高于出液孔16的位置，整个电解槽1内的电解液采用上进下出的流动方式，其中，若干个进液孔14设成一排，并分别与相邻阴极板12和阳极板13之间的间隙一一对接，如图2所示，采用多孔进液的方式，促进反应均匀迅速进行，出液孔16采用中央大孔出液，如图3所示，防止沉底的海绵镉堵塞，电解槽1的窄段A底部倾斜设置，倾斜角度为5-45°，电解槽的宽段B底部位置低于窄段A底部。槽体的窄段A内设有若干个平行的阴极板12和阳极板13，阴极板12和阳极板13交错设置并且与电解液的流动方向平行，通过一根横置的导电铜棒11将所有的阴极板和阳极板并联实现电连接。
具体如图3和图4所示，导电部件为导电铜棒11，导电铜棒11嵌装在T型槽体窄段A和宽段B连接处顶面设置的凹槽15中，阴极板12和阳极板13均与导电铜棒11并联连接，并悬于电解槽的窄段A通道内。
在本实用新型中，电解槽1全部采用硬聚氯乙烯塑料制成，或者采用混凝土槽体内衬硬聚氯乙烯塑料。
参见图5，图示中为一种采用图1至图4所示的电解槽进行微电流锌板置换海绵镉的电解设备，包括依次连接的电解槽1、循环槽3、板框压滤机5和收集箱6，将电解槽电解形成的海绵镉过滤收集至收集箱中，在循环槽3和板框压滤机5之间的连接的路线上设有循环泵4作为动力源，其中电解槽1的T型槽体宽段设有捞渣机2连接至收集箱6，将电解槽表面形成的海绵镉直接回收至收集箱6，板框压滤机5的滤液回流连接至电解槽1的进液孔进行下一级电解。
实施例1
首先按照图1和图4所示结构设置电解槽并连接电解设备，具体包括：阳极采用厚度为3mm的锌板，阴极采用钛网，阴阳极板间距为10cm，通入含镉料液为湿法炼锌铜镉渣浸出液(其主要成分如表1所示)，电解液温度为60℃，反应8h后捞渣，称取2g海绵镉洗涤烘干，经过预处理后使用原子吸收光谱分析其含锌、镉量，结果为：Cd：96.66质量％，Zn：0.64质量％。
表1铜镉渣浸出液元素成分(单位：g/L)
实施例2
本实施例的阳极采用厚度为5mm的锌板，阴极采用钛网，阴阳极板间距为7cm通入含镉料液为湿法炼锌铜镉渣浸出液(其主要成分如表2所示)，电解液温度为20℃，反应8h后捞渣，称取2g海绵镉洗涤烘干，经过预处理后使用原子吸收光谱分析其含锌、镉量，结果为：Cd：97.0质量％。
表2铜镉渣浸出液元素成分(单位：g/L)
实施例3
本实施例的阳极采用厚度为10mm的锌板，阴极采用钛网，阴阳极板间距为3cm，通入含镉料液为湿法炼锌铜镉渣浸出液(其主要成分如表3所示)，电解液温度为40℃，反应8h后捞渣，称取2g海绵镉洗涤烘干，经过预处理后使用原子吸收光谱分析其含锌、镉量，结果为，Cd：99.10质量％。
表3铜镉渣浸出液元素成分(单位：g/L)

Claims (10)

1.一种微电流锌板置换海绵镉的电解槽，其特征在于：包括一个T型槽体，其窄端设有进液孔(14)，宽端设有出液孔(16)，所述槽体的窄段内设有若干个平行的阴极板(12)和阳极板(13)，所述阴极板(12)和阳极板(13)交错设置并且与电解液的流动方向平行，通过导电部件将所有的阴极板和阳极板并联实现电连接。
2.根据权利要求1所述的一种微电流锌板置换海绵镉的电解槽，所述导电部件为导电铜棒(11)，所述导电铜棒(11)嵌装在所述T型槽体窄段和宽段连接处顶面设置的凹槽(15)中，所述阴极板(12)和阳极板(13)均与导电铜棒(11)并联连接，并悬于电解槽的窄段通道内。
3.根据权利要求2所述的一种微电流锌板置换海绵镉的电解槽，所述进液孔(14)的位置高于出液孔(16)的位置。
4.根据权利要求3所述的一种微电流锌板置换海绵镉的电解槽，若干个所述进液孔(14)设成一排，并分别与相邻阴极板(12)和阳极板(13)之间的间隙一一对接。
5.根据权利要求4所述的一种微电流锌板置换海绵镉的电解槽，所述电解槽的窄段底部倾斜设置，倾斜角度为5-45°，电解槽的宽段底部位置低于窄段底部。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的一种微电流锌板置换海绵镉的电解槽，所述电解槽全部采用硬聚氯乙烯塑料制成，或者采用混凝土槽体内衬硬聚氯乙烯塑料。
7.根据权利要求6所述的一种微电流锌板置换海绵镉的电解槽，所述阴极板(12)和阳极板(13)之间的间距为3-10mm。
8.根据权利要求7所述的一种微电流锌板置换海绵镉的电解槽，所述阳极板(13)采用厚度3-10mm的锌板，阴极板(12)采用铝板/网、铜板/网或钛板/网中的一种。
9.一种应用权利要求1中所述电解槽的微电流锌板置换海绵镉的电解设备，其特征在于：包括依次连接的电解槽(1)、循环槽(3)、板框压滤机(5)和收集箱(6)，将电解槽电解形成的海绵镉过滤收集至收集箱中，在其连接的路线上设有循环泵(4)作为动力源，其中所述电解槽(1)的T型槽体宽段设有捞渣机(2)连接至收集箱(6)，将电解槽表面形成的海绵镉直接回收至收集箱(6)，所述板框压滤机(5)的滤液回流连接至电解槽(1)的进液孔进行下一级电解。
10.根据权利要求9所述的微电流锌板置换海绵镉的电解设备，所述循环槽(3)和收集箱(6)采用硬聚氯乙烯塑料制成，或采用混凝土内衬硬聚氯乙烯塑料。
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