CN206680596U - 一种阳极泥自动清理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种阳极泥自动清理系统，其中，所述阳极泥自动清理系统包括设置于电解槽底部的导流漏斗、排泥管道、压滤机，所述导流漏斗连通电解槽底部上表面和下表面，所述导流漏斗呈倾斜角为38‑50度的锥形结构，所述锥形结构的导流漏斗包括位于电解槽底部上表面的上开口和位于电解槽底部下表面的排泥口，所述排泥口与排泥管道相连，排泥管道将导流漏斗收集的阳极泥输送至压滤机。阳极泥自然沉降后，落入电解槽底部进入导流漏斗，通过排泥口进入排泥管道，最终由排泥管道输送入压滤机。整个过程无浮泥产生，无扰流问题，并且实现了阳极泥的及时回收处理，无需设置阳极泥沉降池和阳极泥中间槽，阳极泥和电解液直接进入压滤机，脱水，进行固液分离，形成干燥的阳极泥。产品设备更加简单，降低的设备成本及工艺成本，省去中间环节，提高了阳极泥的回收效率。

Description

一种阳极泥自动清理系统

技术领域

本实用新型涉及阳极泥的收集和处理系统，尤其涉及电解铜、电解锌、电解镍等有色金属冶炼中阳极泥的清理。

背景技术

有色金属电解精炼时，在电解槽底部会逐渐累积一些泥状细粒物质。主要由阳极粗金属中不溶于电解液的杂质和待精炼的金属组成。往往含有贵重和有价值的金属，可以回收作为提炼金、银等贵重金属的原料。例如由电解精炼铜的阳极泥可以回收铜，并提取金、银、硒、碲等。阳极泥一般为灰色，粒度约为100-200目。其中各个组分多以金属、硫化物、硒碲化合物、氧化物、单质硫和碱式盐形态存在。不溶性阳极电解过程，一般不产生阳极泥。以电解精炼铜为例，作为阳极的粗铜在电解过程中会逐渐溶解，铜以离子形态进入电解液，剩余的其他金属或不溶性杂质脱落，在阳极底部槽中累积；电解液中的阳离子向阴极迁移，铜离子沉积到阴极上得到纯铜，其余活泼金属离子继续残留在电解液中。根据金属的活泼顺序表，贵金属的活泼性远低于常见的有色金属，另外贵金属性质稳定，一般不会与电解液发生反应，所以阳极泥中通常含有品位较高的贵金属，极具回收利用价值。在阳极泥中，金主要以金属形态存在，部分金形成硫化金或与银形成合金。银除呈金属态外，常与硒、碲结合，过剩的硒、碲也可与铜结合。铂族金属一般呈金属态或合金态存在。铜主要呈金属铜(阳极碎屑、阳极粒子和铜粉)和氧化铜、氧化亚铜的粉末存在，部分与硒、碲、硫结合，铜还与砷、锑的氧化物生成复盐；除此之外，还存在一定量的硫酸铜。铅主要以硫酸铅或硫化铅形态存在。

公开号为CN 103469250 B的专利公开了一种在锌电解精炼工艺中用于收集电解槽底阳极泥的装置，参见附图1，包括电解槽体(1)和真空抽吸装置(2)，所述的电解槽体(1)的底部为梯形状，在该电解槽体(1)的底部设置有阳极泥捕集装置(3)，电解槽体(1)两端安装有传动机构(4)，阳极泥捕集装置(3)通过耐腐蚀牵引绳索 (5)与传动机构(4)相连接；所述的真空抽吸装置(2)位于电解槽体(1)的两侧，真空抽吸装置(2)内的真空抽吸管(21)插入于电解槽体(1)的底端，该真空抽吸管 (21)通过真空泵(22)抽取阳极泥；所述的阳极泥捕集装置(3)采用增强聚丙烯、氯化聚氯乙烯、乙烯基树脂混凝土或玻璃钢绝缘材料制作，其结构是与电解槽体(1) 的梯形状底部相配合的形状，即阳极泥捕集装置(3)的三个面能够与电解槽体(1)底部互相贴合。

上述采用刮泥技术收集阳极泥的方法，需要采用电机驱动，带动阳极泥捕集装置(或者称作刮泥板)在电解槽内往复移动，对槽底阳极泥进行清理。但是这种方法由于存在以下几种问题，导致在实际的电解过程中无法真正的实现。

1、这种方法在刮泥过程中，阳极残极沉落，切断导线，设备损坏；

2、在槽体上加装滑轮、电动机等，施工难度大；

3、刮板在推进过程，造成电解槽内电解液紊流，阳极泥上浮，粘附于阴极板，影响阴极铜质量，最终导致电解失败，无法达到电解需求。

可见，现在的刮泥技术收集法是一种舍本逐末的方法，各个厂家都无法真正的将其投入实际生产中。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种对电解液无影响、安全可靠且可以实现自动化的阳极泥自动清理系统。

本实用新型的目的通过以下技术方案来具体实现：

一种阳极泥自动清理系统，包括设置于电解槽底部的导流漏斗、排泥管道、压滤机，所述导流漏斗连通电解槽底部上表面和下表面，所述导流漏斗呈倾斜角为38-50度的锥形结构，所述锥形结构的导流漏斗包括位于电解槽底部上表面的上开口和位于电解槽底部下表面的排泥口，所述排泥口与排泥管道相连，排泥管道将导流漏斗收集的阳极泥输送至压滤机。阳极泥自然沉降后，落入电解槽底部进入导流漏斗，通过排泥口进入排泥管道，最终由排泥管道输送入压滤机。整个过程无浮泥产生，无扰流问题，并且实现了阳极泥的及时回收处理，无需设置阳极泥沉降池和阳极泥中间槽，阳极泥和电解液直接进入压滤机，脱水，进行固液分离，形成干燥的阳极泥。产品设备更加简单，降低的设备成本及工艺成本，省去中间环节，提高了阳极泥的回收效率。

一直以来，阳极泥的收集技术成为本领域的长期无法克服的难题，也曾有的科学家想过采用漏斗原理收集，但是由于各种原因都没有成功。本实用新型中，对于导流漏斗的倾斜角的选定，是通过精密的模拟试验测试和对电解槽结构的分析而得出的。经长期的实际工况条件的电解液及阳极泥测试实险，从30°度测试开始，37°是阳极泥的安息角，大于37°，管壁无停留，当导流漏斗的倾斜角达到50度后，阳极泥于管壁的滑落的影响已变弱，但是影响作业，浪费电解液。因此，本实用新型发明人最终确定于38-50 度锥角(倾斜角)的导流漏斗才能真正的实现自动收集阳极泥且成本低的目的。

优选地，所述导流漏斗的上开口为矩形开口，所述排泥口为圆形口。进一步优选地，所述排泥口采用锥度设计，保证阳极泥不存留。

优选地，所述导流漏斗的矩形上开口的四角采用倒角设计。优选地，倒角弧度的直径为50mm-200mm。

优选地，所述导流漏斗由电解槽底部开设而成。

优选地，所述导流漏斗的倾斜角为45度。

优选地，所述导流漏斗的排泥口的内径为50-200mm，优选80mm。

优选地，所述电解槽底部设置有多个导流漏斗，相邻导流漏斗的收集口外沿紧密相连。

电解槽有平底或斜底，根据电解槽底部内尺寸，制作FRP整体式漏斗排泥装置，内部填充聚氨酯，减轻重量。也可以在制作电解槽底时，电解槽底及漏斗结构一体成型浇铸而成。阳极泥自动清理电解槽底部优选采用树脂混凝土整体浇铸成型，电解槽整体强度高，树脂混凝土整体浇注，成本低，使用过程可以免维护。对于标准铜电解槽，内尺寸：5840*1170*1400(1600)，漏斗一般均匀分4个，按照5840mm的长度平均分布，第个导流漏斗的收集口大小约1460*1170。漏斗上面采用矩形设计，下面采用圆形，四角采用倒角设计，表面采用表面毡，模具表面要求光洁，粗造系数，保证阳极泥顺利流下。

优选地，所排泥管道由支管和总管构成，所述支管一端与导流漏斗的排泥口连接，另一端与总管连接，多根支管汇总至一根总管，所述总管的端末与压滤机连接，所述总管的端头装有冲水管；优选地，一根总管与并排的多个电解槽底部的同一排支管连接；

进一步优选地，所述支管为Y型支管，一根Y型支管与同一电解槽底部相邻的两个导流漏斗的排泥口连接，将两个导流漏斗中的阳极泥输入总管；优选地，一根总管与并排的多个电解槽底部的同一排Y型支管连接；进一步优选的，所述Y型支管的分叉角度不小于45度。进一步优选地，所述总管由端头至端末呈水平向下倾斜，与水平线的夹角不小于3°，这样更方便阳极泥从一端流到另一端。

优选地，所述相邻导流漏斗之间的电解槽底部表面上加装有格栅。锥形漏斗上面加装格栅，作用人下槽操作平台，二是起到保护下部漏斗作用；防止阳极残极滑落，缓冲、保护。防止冲击漏斗，造成损坏。

优选地，所述导流漏斗内装有提蓝，优选地，所述提蓝的孔径为2-8mm。提蓝的设置，可以防止铜锍流入管道，损坏阀门。同时方便清理，人不用下槽，不用放空电解液，等极板出槽时，提出清理。经反复比较实现及测算，提蓝孔径小于6mm，容易造成堵泥问题，导致生产成本迅速提高；提蓝孔径大于8mm，开始出现残极漏到导泥漏斗的风险。故，2-8mm最为适宜。

优选地，所述排泥口与阳极泥管道采用承插连接或法兰连接。排泥口与阳极泥管道采用承插连接或法兰连接，优选承插连接。成本低，维修方便。

优选地，所述排泥口配有铅塞。排泥口配有铅塞，当电解槽下部管线需要维修，直接将铅塞堵住，此设计取代阀门，降低成本，更安全可靠。

优选地，每个支管上设有阀门，每个总管的末端设有阀门。

优选地，每个支管上配有第一气动球阀，优选地，所述第一气动球阀设置于交叉点下部、与交叉点毗邻。

优选地，所述总管末端设有第二气动球阀；优选地，所述总管末端还加装有手动球阀，所述手动球阀与第二气动球阀毗邻且较所述第二气动球阀远离所述总管的末端。手动球阀作用是安全阀门，工作状态是常开，一旦前面气动阀门出现故障，关不严，开手动阀门。防止电解槽内液位降低。

一种阳极泥自动清理方法，采用上述的阳极泥自动清理系统，支管阀门常开，总管末端阀门常闭，产生的阳极泥通过导流漏斗自由沉降到总管，当总管中的阳极泥需要排除时，关闭支管，开总管阀门，打开冲水管，高压水将阳极泥直接进入压滤机，得到干燥的阳极泥。

本实用新型进一步的，将18台电解槽并排为一组，冲水管打开后保持30min，冲水关闭，总管阀门关闭，支管开启。

优选地，当所述总管中的阳极泥达到10-20kg时，开启总管阀门，打开冲水管。

本实用新型采用了自动化控制，比如设置40组，18台电解槽一组。每日固定时间，第一组支管阀门关闭，总管阀门开启，冲水启动，保持30min。冲水关闭，总管阀门关闭；支管开启。重复第二组、第三组，直到第40组。

本实用新型有益效果：

电解铜中，阳极泥中，含有1％的黄金，3％的白银和其他贵金属。本实用新型前，一般21天一个周期对沉淀槽底的阳极泥进行清理，然后对其中贵金属进行提炼。本实用新型阳极泥自动清理电解槽，每天对产生的阳极泥进行清理，将提炼贵金属的周期降至1天以内，即时收集阳极泥，并进行提炼。本实用新型提供的阳极泥自动清理系统，通过实验获得阳极泥在电解液的安息角为37-42度，实现电解过程阳极泥自动沉降，产生的阳极泥通过阳极泥导流漏斗，排泥口，进入阳极泥回收处理管道，解决了出现的刮泥技术所带来的副影响问题，所得电解产品品质优良。采用本实用新型自动清理系统后，以年产20万吨/a，标准尺寸电解槽720台，每天阳极泥产量10.8吨，其中含金1％，含银2％，黄金每克260元/g，白银每克3.55元/g。每天贵金属产值约等于 2885万元人民币，所带来的效益可观。

附图说明

图1为背景技术中刮泥技术收集阳极泥装置示意图；其中，1、电解槽体；2、真空抽吸装置；3、阳极泥捕集装置；4、传动机构；5、耐腐蚀牵引绳索；21、真空抽吸管；22、真空泵；41、滑轮；

图2为本实用新型阳极泥收集系统立体示意图；

图3为图1的正面示意图；

图4为本实用新型阳极泥收集系统电解槽底部结构示意图；

图5为本实用新型阳极泥自动清理系统的电解槽与排泥管的结构示意图；

图6为实施例3带有铅塞的电解槽结构示意图；

图7为图6的A的局部放大示意图；

图8为实施例5、6所述本实用新型本实用新型阳极泥收集系统结构示意图；

其中，图2-图8中，100-电解槽，101-电解槽上表面，102-电解槽下表面，1-导流漏斗，11-导流漏斗的上开口，12-导流漏斗的排泥口，2-排泥管，21-支管，22-总管，3- 压滤机，4-冲水管，5-格栅，6-提蓝，701-第一气动阀，702-第二气动阀，703-手动阀， 8-铅塞。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1：

一种阳极泥自动清理系统，参见附图2、3、4所示，图2为本实用新型阳极泥收集系统立体意示图，图3为图1的正面示图，图4为本实用新型阳极泥收集系统电解槽100 底部结构示意图。本实用新型阳极泥自动清理系统包括设置于电解槽100底部的导流漏斗1、排泥管道2、压滤机3，所述导流漏斗1连通电解槽底部上表面101和下表面102。所述导流漏斗1呈倾斜角为38-50度的锥形结构，所述导流漏斗的倾斜角为45度时最佳。所述锥形结构的导流漏斗包括位于电解槽底部上表面的上开口11和位于电解槽底部下表面的排泥口12，所述排泥口12与排泥管道2通过相连。所述导流漏斗的上开口 11为矩形开口，所述排泥口12为圆形口。本实用新型中，所述排泥口与阳极泥管道采用承插连接或法兰连接，承插连接最佳。排泥管道2将导流漏斗1收集的阳极泥输送至压滤机3。阳极泥自然沉降后，落入电解槽底部进入导流漏斗1，通过排泥口12进入排泥管道2，最终由排泥管道2输送入压滤机3。所述电解槽底部设置有多个导流漏斗，相邻导流漏斗的收集口外沿紧密相连。以标准铜电解槽(内尺寸：5840*1170*1400 (1600))为例，漏斗一般均匀分4个，按照5840mm的长度平均分布，4个导流漏斗的收集口大小约1460*1170。所排泥管道2由支管21和总管22构成，所述支管21一端与导流漏斗1的排泥口12连接，另一端与总管22连接，多根支管21汇总至一根总管 22，所述总管22的端末与压滤机3连接，所述总管22的端头装有冲水管4。

一直以来，阳极泥的收集技术成为本领域的长期无法克服的难题，也曾有的科学家想过采用漏斗原理收集，但是由于各种原因都没有成功。本实用新型中，对于导流漏斗的倾斜角的选定，是通过精密的模拟试验测试和对电解槽结构的分析而得出的。经长期的实际工况条件的电解液及阳极泥测试实险，从30°测试开始，37°是阳极泥的安息角，大于37°，管壁无停留，当导流漏斗的倾斜角达到50°后，阳极泥于管壁的滑落的影响已变弱，但是影响作业，浪费电解液。因此，本实用新型发明人最终确定于38-50°锥角(倾斜角)的导流漏斗才能真正的实现自动收集阳极泥且成本低的目的。在对槽底采用导流漏斗的结构后，可在不影响正常电解的同时，将阳极泥即时回收，直接压滤处理。

采用本实用新型的阳极泥自动清理系统，可以实现阳极泥自动清理，具体方法为：支管阀门常开，总管末端阀门常闭，产生的阳极泥通过导流漏斗自由沉降到总管，当总管中的阳极泥需要排除时，比如电解槽作业了一天，总管中收集了10-20kg的阳极泥，此时，关闭支管，开总管阀门，打开冲水管，高压水将阳极泥直接进入压滤机，得到干燥的阳极泥。

实施例2：

如图5、图1所示，图5是本实用新型阳极泥自动清理系统的电解槽与排泥管的结构示意图。一根总管22与并排的多个电解槽底部的同一排支管21连接；所述支管为Y 型支管，一根Y型支管与同一电解槽底部相邻的两个导流漏斗的排泥口连接，将两个导流漏斗中的阳极泥输入总管；优选地，一根总管与并排的多个电解槽底部的同一排 Y型支管连接。作为本实施例进一步优选的方案，所述Y型支管的分叉角度不小于45 度。所述总管由端头至端末呈水平向下倾斜，与水平线的夹角不小于3°，这样更方便阳极泥从一端流到另一端。如图2、3所示，本实用新型的清理系统中的一个示例，将 18台电解槽并排为一组，若每台电解槽底部设置有4个导流漏斗，4个导流漏斗共与两个Y型支管相连，18台电解槽底部的支管形成两排，分别由左右两根(共4根)总管收集这18台的电解槽中的阳极泥。18台电解槽为一组，如果设置40组，每日固定时间，第一组支管阀门关闭，总管阀门开启，冲水启动，保持30min。冲水关闭，总管阀门关闭；支管开启。重复第二组、第三组，直到第40组。如此，本实用新型可非常高效的、即时的收集阳极泥，同时又保证了正常的电解。

实施例3：

作为本实用新型进一步的改进，对排泥口12进行了深入的研究，参见图6、7，图 6是带有铅塞的电解槽结构示意图，图7是图6的局部放大图。所述排泥口12采用锥度设计，保证阳极泥不存留。同时，本实用新型认为所述导流漏斗的排泥口的内径为 50-200mm为宜，80mm最佳，当排泥口12为锥度设计时，这里所说的排泥口的内径是指排泥口上最小的内径。这样的内径保证了阳极泥不堵塞排泥口又不影响电解液的正常流动。还可以为所述排泥口12配有铅塞8。排泥口配有铅塞，当电解槽下部管线需要维修，直接将铅塞堵住，此设计取代阀门，降低成本，更安全可靠

实施例4：

作为本实用新型进一步的改进，在实施例1或2的基础上，将所述导流漏斗1的矩形上开口11的四角采用倒角设计。倒角弧度的直径为50mm-200mm。

实施例5：

作为本实用新型进一步的改进，如图8所示，在上述实施例的基础上，还可以在所述相邻导流漏斗1之间的电解槽底部表面上加装有格栅5。锥形漏斗上面加装格栅，作用人下槽操作平台，二是起到保护下部漏斗作用；防止阳极残极滑落，缓冲、保护。防止冲击漏斗，造成损坏。

实施例6：

作为本实用新型进一步的改进，如图8所示，在上述实施例的基础上，在所述导流漏斗内装有提蓝6。经研究发现，所述提蓝的孔径为2-8mm为宜。提蓝的设置，可以防止铜锍流入管道，损坏阀门。同时方便清理，人不用下槽，不用放空电解液，等极板出槽时，提出清理。经反复比较实现及测算，提蓝孔径小于6mm，容易造成堵泥问题，导致生产成本迅速提高；提蓝孔径大于8mm，开始出现残极漏到导泥漏斗的风险。故，2-8mm最为适宜。

实施例7：

作为本实用新型进一步的改进，也是本实用新型的另一重要创新之处，本实用新型对各处阀门的设置进行了全面系统的设计。如图1、2所示，具体方案如下：每个支管上配有第一气动球阀701，优选地，所述第一气动球阀701设置于Y型支管的交叉点下部、与交叉点毗邻。所述总管末端设有第二气动球阀702，同时，所述总管末端还加装有手动球阀703，所述手动球阀703与第二气动球阀702毗邻且较所述气动球阀702更加远离所述总管的末端。手动球阀703作用是安全阀门，工作状态是常开，一旦前面气动阀门出现故障，关不严，开手动阀门。防止电解槽内液位降低。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种阳极泥自动清理系统，其特征在于：包括设置于电解槽底部的导流漏斗、排泥管道、压滤机，所述导流漏斗连通电解槽底部上表面和下表面，所述导流漏斗呈倾斜角为38-50度的锥形结构，所述锥形结构的导流漏斗包括位于电解槽底部上表面的上开口和位于电解槽底部下表面的排泥口，所述排泥口与排泥管道相连，排泥管道将导流漏斗收集的阳极泥输送至压滤机。

2.根据权利要求1所述的阳极泥自动清理系统，其特征在于：所述导流漏斗的上开口为矩形开口。

3.根据权利要求2所述的阳极泥自动清理系统，其特征在于：所述导流漏斗的矩形上开口的四角采用倒角设计，倒角弧度的直径为50mm-200mm。

4.根据权利要求1所述的阳极泥自动清理系统，其特征在于：所述导流漏斗的倾斜角为45度；所述导流漏斗的排泥口内径为50-200mm。

5.根据权利要求1所述的阳极泥自动清理系统，其特征在于：所述电解槽底部设置有多个导流漏斗，相邻导流漏斗的收集口外沿紧密相连。

6.根据权利要求1所述的阳极泥自动清理系统，其特征在于：所述相邻导流漏斗之间的电解槽底部表面上加装有格栅；所述导流漏斗内装有提蓝，所述提蓝的筛孔目数为2-8目。

7.根据权利要求1所述的阳极泥自动清理系统，其特征在于：所述排泥口与阳极泥管道采用承插连接或法兰连接；所述排泥口配有铅塞。

8.根据权利要求1所述的阳极泥自动清理系统，其特征在于：所排泥管道由支管和总管构成，所述支管一端与导流漏斗的排泥口连接，另一端与总管连接，多根支管汇总至一根总管，所述总管的端末与压滤机连接，所述总管的端头装有冲水管。

9.根据权利要求8所述的阳极泥自动清理系统，其特征在于：所述支管为Y型支管，一根Y型支管与同一电解槽底部相邻的两个导流漏斗的排泥口连接，将两个导流漏斗中的阳极泥输入总管；一根总管与并排的多个电解槽底部的同一排Y型支管连接；每个Y型支管上设有阀门，每个总管的末端设有阀门。

10.根据权利要求9所述的阳极泥自动清理系统，其特征在于：所述Y型支管的分叉角度不小于45度；所述总管由端头至端末呈水平向下倾斜，与水平线的夹角不小于3°。

11.根据权利要求9所述的阳极泥自动清理系统，其特征在于：每个Y型支管上配有第一气动球阀，所述有第一气动球阀设置于Y型支管交叉点下部、与交叉点毗邻；所述总管末端设有第二气动球阀。

12.根据权利要求11所述的阳极泥自动清理系统，其特征在于：所述总管末端还加装有手动球阀，所述手动球阀与第二气动球阀毗邻且较所述第二气动球阀远离所述总管的末端。