CN206887249U - 一种密闭式冶金电解装置 - Google Patents

Abstract

一种密闭式冶金电解装置，阴极框和阳极框间隔放置于电极架上，利用电极架上的紧固装置将阴阳极框压紧形成密闭电解槽。阴阳电极分别镶嵌或固定于绝缘的阴、阳电极框内，电极框上有与电极相连的导电头；电极框上部和下部分别留孔用于电解液循环；电极架两端紧固板上与电极框对应开孔作为电解液循环进出口及电极析出气体的导出口；阴阳极框间可放隔膜层，形成阴阳极室；阴极框或阳极框两侧利用连接链与电极架活动紧固板相连，电极打开时使阴极或阳极等距排列。有效解决了电解过程中电极上析出的气体在逸出时产生的酸碱雾污染现场环境；电极变形造成极距不均甚至短路；对阴阳极析出气体进行分别收集并解决析出氢气遇电火花放炮问题。

Description

一种密闭式冶金电解装置

技术领域

本实用新型涉及一种密闭冶金电解槽，在冶金及环保领域，替代传统敞开式电解槽使用，可解决电解过程中电极上析出的气体在逸出时产生的酸碱雾污染现场环境；电极变形造成极距不均甚至短路；实现电极带电装槽；对阴阳极析出气体进行分别收集并解决析出氢气遇电火花放炮等问题。

背景技术

电解技术在金属冶炼尤其是金属精炼中被广泛应用，为了出装槽方便，通常采用敞开式电解槽。

敞开式电解槽在冶金系统应用范围很广，可溶阳极电解精炼、电沉积、电镀、电铸、矿浆电解、固相电解等技术都在使用，由于受电解温度条件及电解槽结构限制，往往存在电解液蒸发严重，造成电解质损失，现场湿度大且能耗增加；电极上析出的气体逸出产生酸碱雾污染现场环境，危害操作人员和设备；电极容易变形造成电流密度不均甚至短路，降低电流效率，生产中只能适当提高同极距。

随着人们环保意识的提高，环境保护的加强，对生产作业现场环境的要求也在提高，电解现场操作环境的改善问题急需解决，其重点为敞开式电解槽电解液裸露面积大，电解液异味及电极析出的气体直接释放到操作现场，很难收集处理，不利于节能减排。

公开号CN 1038505A和公开号CN 101748277A均提出了采用压滤式电解堆结构，是将阴阳极紧装配在一起，然后放在敞开式电解槽中进行电解，该装置操作繁琐，且未解决敞开式电解槽的弊端。

公开号CN 102437397A的发明专利中提供了一种封闭电解装置，电解池内设置有电极隔板，把电解池分隔成相互独立的区域，电解液上进下出，该装置操作麻烦，且只能用于产出物为粉状的电沉积工艺。

公开号CN 101250726A提出一种密闭式电解槽，利用阴阳极组件间加设绝缘密封件形成极室，以提高电解液循环速度，便于电解时电极析气的收集，主要用于电沉积工艺，局限性较大，电极一般只能选择平板电极。

公布号CN 106430435A发明专利中提出一种密闭电解槽，主要用于收集电解时电极上产生的气体，在大型生产中无法使用。

总之，目前大型冶金工业生产中，仍普遍采用敞开式电解槽，个别为电解槽加排风罩也只是权宜之计，且影响生产操作，不能从根本上解决问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是：提供一种密闭式冶金电解装置，具有如下优点：解决电解过程中电极上析出的气体在逸出时产生的酸碱雾污染现场环境；电极变形造成极距不均甚至短路；实现电极带电装槽；对阴阳极析出气体进行分别收集并解决析出氢气遇电火花放炮问题。

本实用新型通过如下方法实现：一种密闭式冶金电解装置，包括电极架，固定在电极架一侧的固定紧固板和在压紧装置作用下可在电极架内往复移动的活动紧固板，在固定紧固板和活动紧固板之间交替设有若干绝缘的电极框，电极框内交替设有阴阳电极，电极框上有与电极相连的导电头；电极框上部和下部分别开有用于电解液循环的预留孔。

进一步的：在相邻电极框中间设有隔膜。

进一步的：在电极框上固定有极板连接链。

进一步的：所述隔膜为各种薄片状液体和/或离子可穿透性材料。

本实用新型的有益效果是：电极框被活动紧固板压紧后形成密闭电解槽，可缩小并固定同极距，可降低槽电压，节省电耗；密闭电解，无水蒸气、析出气体和酸碱雾，减少导电部分的腐蚀与污染，确保导电良好，不产生电火花；活动紧固板打开后，电解液放空的同时，可清理掉落或残留的异物，实现出槽即清槽，打开后电极等距排列，可与敞开式电解槽一样出装槽；电极置于电极框内，只留导电头，减少阴阳极短路风险；密闭电解槽容积远低于敞开式电解槽，可减少电解液用量且电解液循环效果更好。

附图说明

图1为本实用新型的主视结构示意图；

图2为本实用新型的俯视结构示意图；

图3为本实用新型的左视结构示意图；

图4为本实用新型的电极剖视结构示意图。

图中序号说明：

1为电极架、2为活动紧固板、3为隔膜、5为导电头、6为固定紧固板、7为极板连接链、8为预留孔、9为电极、10为绝缘电极框、11为压紧装置。

具体实施方式

如图1－4所示为本实用新型一种密闭式冶金电解装置，包括电极架1，固定在电极架一侧的固定紧固板6和在压紧装置11作用下可在电极架内往复移动的活动紧固板2，在固定紧固板和活动紧固板之间交替设有若干绝缘的电极框10，阴阳电极9交替设于电极框内，电极框上有与电极相连的导电头5，用于与电源连接；电极框上部和下部分别开有用于电解液循环的预留孔8，视循环方式决定开孔位置、孔的数量以及是否与电极室连通，无隔膜时电极室与上下预留孔全部连通，可实现电解液上进下出（封闭下进液口和上出液口）或下进上出（封闭上进液口和下出液口）循环，有隔膜时形成阴阳极室，四个预留孔分成两对进出液口分配给阴阳极室，实现电解液独立循环；电极架两端紧固板上与电极框对应开孔作为电解液循环进出口及电极析出气体的导出口。

优选的：在相邻电极框中间设有隔膜3，形成阴阳极室；电极框开孔、隔膜、与电极室连通的组合可实现阴阳极电解液以不同方式独立循环。

优选的：在电极框外固定有极板连接链7，连接链在每个电极框之间的长度相等，使电极打开时使阴极或阳极等距排列。

优选的：所述隔膜为各种薄片状液体和/或离子可穿透性材料。

优选的：可以使用多个密闭式冶金电解槽进行电解，多个同时使用时，槽内同极并联，槽间串联。

优选的：在相邻电极框之间设有密封垫。

所述的压紧装置可以是油缸、气缸、蜗杆等可以伸缩的装置；压紧装置的活动端与活动紧固板绞接或销接或螺接。电极框内压铸或卡接或按其他现有方式安装有电极，每个电极框内设有一个电极，多个电极框内阴阳电极交替设置。

具体在使用过程中如下：实施例一 以100目硅铜渣为原料，采用密闭式冶金电解槽进行硅、铜分离实验。电解槽设计为:2个电解槽，槽内同极并联，槽间串联；每槽3片阴极2片阳极，两极间放过滤布；阴阳极框均为500mm×500mm×50mm，阳极采用石墨薄板，阴极采用薄铜片分别交替固定于各个阴阳极框内，四个预留孔封闭一个，留下电极框下部一孔，上部二孔，阳极下部和上部一侧预留孔与阳极室连通；阴极仅上部对应阳极另一侧预留孔与阴极室连通，过滤布对应电极框预留孔位开孔，阴阳极导电头分别在电极框两侧布置；上述电极和过滤布放在电极架上，以螺杆紧固。该装置充分利用阴阳极室，矿浆在阳极室内独立循环，利用矿浆输送入阳极室内的较低水压，将阳极液压滤进入阴极室形成阴极液的循环，并将阳极区溶解的金属离子带入阴极区析出，固体物料被滤布阻隔留在阳极室，硅铜渣放入容器内，按固液比1：5加入5%硫酸并搅拌成浆状，用泥浆泵送入电解槽下口，与阳极室连通的开孔流出矿浆和与阴极室连通开孔流出的稀酸同时返回容器；矿浆循环的同时通以直流电形成矿浆电解装置。

实施例二将实施例一中电解槽阴阳极间的过滤布去掉，将下部进液口和上部出液口封闭，形成电解液上进下出循环方式，将硅铜渣矿浆更换为含铜40g/l，硫酸5%的溶液作为电解液进行电解，则该装置成为铜的电沉积装置。

Claims (4)

1.一种密闭式冶金电解装置，其特征是：包括电极架，固定在电极架一侧的固定紧固板和在压紧装置作用下可在电极架内往复移动的活动紧固板，在固定紧固板和活动紧固板之间设有若干绝缘的电极框，电极框内交替设有阴阳电极，电极框上有与电极相连的导电头；电极框上部和下部分别开有用于电解液循环的预留孔。

2.根据权利要求1所述的密闭式冶金电解装置，其特征是：在相邻电极框中间设有隔膜。

3.根据权利要求1或2所述的密闭式冶金电解装置，其特征是：在电极框上固定有极板连接链。

4.根据权利要求2所述的密闭式冶金电解装置，其特征是：所述隔膜为各种薄片状液体和/或离子可穿透性材料。