CN204298476U - 一种改进电极超声波辅助矿浆电解装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型所要解决的技术问题在于将常规机械搅拌与阳极集成在一起构成旋转阳极，在旋转阳极电解时也能实现搅拌功能，即一种改进电极超声波辅助矿浆电解装置，所述装置是由超声波辅助系统、电解系统、膜隔离系统、电极搅拌系统、恒温控制系统组成，其中超声波辅助系统包含内置式超声波发生探头，电解系统包含电解体系溶液和电解槽，膜隔离系统包含阳极隔膜套，电极搅拌系统包含旋转阳极和圆筒形阴极，恒温控制系统包含超声场恒温箱，同时将传统阴极改造成圆筒形，增加阴极电积还原面积，将阳极与阴极之间的电场均匀覆盖到整个电解槽，外加超声波的辅助作用，改善矿物浸出和阴极金属析出效果，提高了矿浆电解的综合效能。
Description
技术领域
一种改进电极超声波辅助矿浆电解装置，涉及一种在湿法冶金工艺中，在超声波的辅助作用下，进行尾矿砂浸出、目标金属选择性电沉积、杂质金属分离的矿浆电解工艺。
背景技术
尾矿砂属于工业固体废物，成分复杂，含硫、砷、铅等有害元素，根据国家有关规定（工业废物处理处置规范），需要本着减量化、资源化、无害化的原则对尾矿砂进行回采和利用。
矿浆电解是一种很有发展前景的湿法冶金工艺，在很多领域已得到广泛应用，相比而言，传统火法冶炼缺点是对环境的污染难以完全克服，且只适合于高品位的精矿和大规模生产，如果矿物成分复杂，则火法难以胜任。
矿浆电解作为一项崭新的湿法冶金技术。它可以有效的克服湿法冶金流程长、能耗高的缺点，适合于处理量不是很大，但成分复杂、附加值高的矿物，如：铅锌银混合矿、铜锌混合矿、含铅铜复杂金精矿、铜镍混合矿、含硫砷尾矿，这些矿物的共同特点是分选效果差、金属回收率低。
矿浆电解技术大大简化了湿法冶金流程，使得矿粉的浸出、浸出液净化、目标金属电解沉积等过程结合在矿浆电解槽中进行。而将超声波应用在矿浆电解技术中，可以有效的提高矿浆电解过程的矿物浸出率，使得矿物中目标金属的浸出率提高到90%以上，且时间更短，通过超声波作用，电解液在电极表面的流动情况得到改善，消除了阳离子的阴极钝化现象，提高了电流效率和析出金属的纯度，使得阴极上析出金属的纯度达到98%以上，且超声技术无污染、易操作、成本低，提高了矿浆电解的效率，环保效应明显。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题在于将常规机械搅拌与阳极集成在一起构成旋转阳极，在阳极电解的同时利用旋转阳极实现搅拌功能，这样可以省去传统的机械搅拌装置，将传统固定阳极改造成旋转活动阳极，大大提高矿浆电解过程中阳极与矿粉颗粒的碰撞接触，促进矿粉在阳极的碰撞接触氧化，使得矿物在阳极的氧化浸出和酸溶浸出速率加快，同时将传统阴极改造成圆筒形，大大增加阴极电积还原面积，可以将阳极与阴极之间的电场均匀覆盖到整个电解槽，促进电解液中金属离子的迁移和阴极区域的金属离子还原，加上超声波在矿浆电解过程中的辅助作用，极大地改善了矿浆电解过程中的矿物浸出和阴极金属析出效果，提高了电流效率和矿浆电解的综合效能。
本实用新型专利主要通过以下装置实现。
一种改进电极超声波辅助矿浆电解装置，所述装置是由超声波辅助系统、电解系统、膜隔离系统、电极搅拌系统、恒温控制系统组成，其中超声波辅助系统包含内置式超声波发生探头（1），电解系统包含电解体系溶液（4）和电解槽（5），膜隔离系统包含阳极隔膜套（3），电极搅拌系统包含旋转阳极（6）和圆筒形阴极（2），恒温控制系统包含超声场恒温箱（7），超声波辅助系统由内置式超声波发生探头（1）构成，其中内置式超声波发生探头（1）数量至少为1个，且位于超声场恒温箱（7）底部或侧面，超声波功率可调且超声波功率≥50W，膜隔离系统中阳极隔膜套（3）的孔径尺寸小于矿粉的粒径，且为具有耐酸碱特性的织物，电极搅拌系统中旋转阳极（6）至少包含两个普通阳极，普通阳极与马达转轴连接，通过马达驱动可以绕中心轴旋转，且转速可调，即将常规机械搅拌与阳极集成在一起，利用旋转阳极（6）实现搅拌功能，旋转阳极（6）置于阳极隔膜套（3）中。
根据所述的装置，其特征在于：电极搅拌系统中圆筒形阴极（2）形状为圆筒形，圆筒形阴极（2）置于阳极隔膜套（3）外的电解体系溶液（4）中。
根据所述的装置，其特征在于：恒温控制系统中超声场恒温箱（7）的温控介质为液体。
附图说明
附图1：本发明的具体实施装置结构示意图。
1、内置式超声波发生探头。
2、圆筒形阴极。
3、阳极隔膜套。
4、电解体系溶液。
5、电解槽。
6、旋转阳极。
7、超声场恒温箱。
具体实施方式
首先在超声场恒温箱（7）内注入适量的液体并启动加热开关保持恒温，把电解槽（5）置于超声场恒温箱（7）中，电解槽（5）开口露出液面，将圆筒形阴极（2）装入电解槽（5）中，往电解槽（5）中加入适量的电解体系溶液（4），再在电解槽（5）中放入阳极隔膜套（3）并固定（隔膜套开口露出电解溶液液面），然将旋转阳极（6）置入阳极隔膜套（3）中并固定，把研磨后的矿粉放入阳极隔膜套（3）中，启动超声场恒温箱（7）的超声波控制开关并调整到合适功率，启动旋转阳极（6）的开关并调整到合适转速，再启动连接旋转阳极（6）和圆筒形阴极（2）的电源开关。
电解过程中旋转阳极（6）在阳极隔膜套（3）中不断旋转，起到良好的搅拌作用，与阳极隔膜套（3）中的矿粉不断碰撞接触并将其氧化，矿粉被不断地酸溶和氧化浸出，在超声波的辅助作用下，金属离子透过隔膜套细孔分散进入电解体系溶液（4）中，并在圆筒形阴极（2）电积生成高纯度的金属单质，目标价值金属将定期通过阴极板回收获取，其他杂质难以溶解在电解体系溶液（4）中，杂质将继续保留在阳极隔膜套（3）中得以分离作下一步处理。
Claims (3)
1.一种改进电极超声波辅助矿浆电解装置，所述装置是由超声波辅助系统、电解系统、膜隔离系统、电极搅拌系统、恒温控制系统组成，其中超声波辅助系统包含内置式超声波发生探头（1），电解系统包含电解体系溶液（4）和电解槽（5），膜隔离系统包含阳极隔膜套（3），电极搅拌系统包含旋转阳极（6）和圆筒形阴极（2），恒温控制系统包含超声场恒温箱（7），超声波辅助系统由内置式超声波发生探头（1）构成，其中内置式超声波发生探头（1）数量至少为1个，且位于超声场恒温箱（7）底部或侧面，超声波功率可调且超声波功率≥50W，膜隔离系统中阳极隔膜套（3）的孔径尺寸小于矿粉的粒径，且为具有耐酸碱特性的织物，电极搅拌系统中旋转阳极（6）至少包含两个普通阳极，普通阳极与马达转轴连接，通过马达驱动可以绕中心轴旋转，且转速可调，即将常规机械搅拌与阳极集成在一起，利用旋转阳极（6）实现搅拌功能，旋转阳极（6）置于阳极隔膜套（3）中。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：电极搅拌系统中圆筒形阴极（2）形状为圆筒形，圆筒形阴极（2）置于阳极隔膜套（3）外的电解体系溶液（4）中。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：恒温控制系统中超声场恒温箱（7）的温控介质为液体。
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