CN207276733U - 用于制备硫酸亚锡的离子膜电解槽 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于制备硫酸亚锡的离子膜电解槽，包括槽体、一个阴极板和两个阳极板，槽体内腔中设置有两个隔膜框，隔膜框上设置有隔膜，隔膜框与槽体内腔的底面及侧壁固定连接，隔膜将槽体内腔分隔成一个阴极室和两个阳极室，阴极室设置在两个阳极室之间，槽体顶部设置有安装架，安装架上设置有至少三个安装槽，阳极板侧壁顶部设置有阳极凸起，阳极凸起设置在安装槽上且阳极板底部位于阳极室中，阴极板侧壁顶部设置有阴极凸起，阴极凸起设置在安装槽上且阴极板底部位于阴极室中，每个阳极室都设置有一个阳极板，阴极室设置有一个阴极板。

Description

用于制备硫酸亚锡的离子膜电解槽

技术领域

本实用新型涉及一种电解装置，具体涉及一种用于制备硫酸亚锡的离子膜电解槽。

背景技术

硫酸亚锡是一种白色或浅黄色晶体粉末，能溶于水和稀硫酸，溶液迅速分解，在空气中会缓慢氧化，变成微黄色，是一种重要的精细化学产品，在铝合金表面着色、电镀镀锡和印刷电路板等许多行业都有广泛的应用。

目前传统的隔膜电解法生产制备硫酸亚锡产品的电解装置中的阴极是采用熔铸的锡板，锡作为电极材质比较软，导电性能一般，使电解槽的槽电压偏高，而且电解过程中会升温，锡板容易变形导致接触不良会使电路断路使槽电压过高导致电解反应中阳极出现钝化现象，以及阴离子膜会因为局部电压过高而烧焦导致离子的选择透过性变差及阴极室产生泄漏而生成大量的海绵锡，影响后期的电解效果，使电解效率降低，增加成本。

因此，需要对现有技术进行改进。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种高效的用于制备硫酸亚锡的离子膜电解槽。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于制备硫酸亚锡的离子膜电解槽，包括槽体、一个阴极板和两个阳极板；

所述槽体内腔中设置有两个隔膜框，隔膜框上设置有隔膜；所述隔膜框与槽体内腔的底面及侧壁固定连接，隔膜将槽体内腔分隔成一个阴极室和两个阳极室；所述阴极室设置在两个阳极室之间；

所述槽体顶部设置有安装架，安装架上设置有至少三个安装槽；所述阳极板侧壁顶部设置有阳极凸起，阳极凸起设置在安装槽上且阳极板底部位于阳极室中；所述阴极板侧壁顶部设置有阴极凸起，阴极凸起设置在安装槽上且阴极板底部位于阴极室中；

所述每个阳极室都设置有一个阳极板，阴极室设置有一个阴极板。

作为对实用新型用于制备硫酸亚锡的离子膜电解槽的改进：所述隔膜通过密封垫圈设置在隔膜框上。

作为对实用新型用于制备硫酸亚锡的离子膜电解槽的进一步改进：所述两个阳极板对称设置在阴极室两侧。

作为对实用新型用于制备硫酸亚锡的离子膜电解槽的进一步改进：所述阴极板为铜板；所述阳极板为锡板。

作为对实用新型用于制备硫酸亚锡的离子膜电解槽的进一步改进：所述隔膜框为聚乙烯框。

作为对实用新型用于制备硫酸亚锡的离子膜电解槽的进一步改进：所述隔膜为阴离子交换膜。

本实用新型用于制备硫酸亚锡的离子膜电解槽的技术优势为：

本实用新型用于制备硫酸亚锡的离子膜电解槽用铜板替代锡板作为电解的阴极，强度比锡板高很多，可以减少更换阴极锡板所产生的成本，铜作为电极材质导电性能非常好，更易于电子的聚集，而且析氢电位比较低，可以提高电解效率，降低能耗，也不会因为升温而变形，性能稳定。

槽体顶部设置有安装架，阴极板和阳极板都放置在安装架上，再分别伸入阴极室和阳极室中，方便操作人员更换及查看阴极板和阳极板的电解情况。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明。

图1为本实用新型用于制备硫酸亚锡的离子膜电解槽的立体结构示意图；

图2为图1的主视图；

图3为图1中两个隔膜框5的结构示意图；

图4为图1中阴极板2和阳极板3的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行进一步描述，但本实用新型的保护范围并不仅限于此。

实施例1、用于制备硫酸亚锡的离子膜电解槽，如图1-4所示，包括槽体1、一个阴极板2和两个阳极板3。

槽体1内腔中平行设置有两个隔膜框5，隔膜框5与槽体1内腔的前后侧壁及底面固定连接。隔膜框5为由聚乙烯支架组成十字框结构，隔膜框5上覆盖有隔膜6，隔膜6通过密封垫圈固定在隔膜框5上。隔膜6的大小与隔膜框5相同，隔膜6将槽体1内腔分隔成一个阴极室7和两个阳极室4，阴极室7设置在两个阳极室4之间。隔膜6为阴离子交换膜，隔膜6可以阻止阴极室7和阳极室4中阳离子的对流和扩散(隔膜6不会阻止阴极室7和阳极室4中电解液的相互流动)。

槽体1前后两侧壁顶部都固定设置有一个安装架8，两个安装架8顶部都均匀设置有至少三个安装槽9(图中为五个)。阳极板3两侧壁顶部(即为阳极板3正对槽体1前后侧壁的两个侧壁的顶部)都设置有阳极凸起31，阳极凸起31设置在两个安装架8对称的安装槽9上，阳极板3底部位于阳极室4中；阴极板2两侧壁顶部(即为阳极板3正对槽体1前后侧壁的两个侧壁的顶部)都设置有阴极凸起21，阴极凸起21设置在两个安装架8中间位置的安装槽9上，阴极板2底部位于阴极室7中。两个阳极板3对称设置在阴极板2两侧。阳极板3的宽度和高度与阴极板2相同。由于隔膜6的阻隔，阳极室4中的阳离子(亚锡离子)不会移动到阴极室7放电生成海绵锡。

阴极板2为铜板，采用铜板强度比采用锡板高很多，采用铜板可以减少更换阴极板2产生的成本，阴极板2采用铜板还能提高电解效率，降低能耗；阳极板3为锡板。

本实用新型的使用过程为：

在槽体1内腔(阳极室4和阴极室7)中加入8％-12％的硫酸溶液，硫酸溶液作为电解液，阴极板2与电源负极连接，两个阳极板3与电源正极连接，通50-150A/m²电流密度的直流电进行连续电解，阳极板3被电解，在阳极室4中生成亚锡离子；等电解一段时间后，阳极室4中电解液中的硫酸亚锡浓度达到要求后，取出槽体1内腔(阳极室4和阴极室7)中的电解液，经过过滤、真空浓缩、结晶、离心分离和烘干得到硫酸亚锡产品。

实验1：阴极板2为铜板，阳极板3为锡板，阴极板2的厚度为2mm；阳极板3的厚度为5cm，阳极板3的宽度和高度与阴极板2相同，在槽体1内腔(阳极室4和阴极室7)内加入10％的稀硫酸溶液作为电解液，并以100A/m²的电流密度的恒定电流进行电解，电解液的温度控制在30-40℃，电压为1.5-2.5V之间。电解至阳极室4中的硫酸亚锡含量为180-200g/L时，放出槽体1内腔(阳极室4和阴极室7)中的电解液，然后通过过滤，浓缩，洗涤和烘干得到硫酸亚锡产品，硫酸亚锡产品纯度为99.4％，电解效率为96.2％。

实验2：将实验1中电解液改为8％的稀硫酸溶液，电流密度改为150A/m²，得到的硫酸亚锡产品纯度为99.3％，电解效率为93.8％。

对比例1：将实验1中的阴极板2改为采用锡板，其余等同于实验1，得到硫酸亚锡产品纯度为99.1％，电解效率为87.1％。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本实用新型的若干个具体实施例。显然，本实用新型不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.用于制备硫酸亚锡的离子膜电解槽，其特征在于：包括槽体(1)、一个阴极板(2)和两个阳极板(3)；

所述槽体(1)内腔中设置有两个隔膜框(5)，隔膜框(5)上设置有隔膜(6)；所述隔膜框(5)与槽体(1)内腔的底面及侧壁固定连接，隔膜(6)将槽体(1)内腔分隔成一个阴极室(7)和两个阳极室(4)；所述阴极室(7)设置在两个阳极室(4)之间；

所述槽体(1)顶部设置有安装架(8)，安装架(8)上设置有至少三个安装槽(9)；所述阳极板(3)侧壁顶部设置有阳极凸起(31)，阳极凸起(31)设置在安装槽(9)上且阳极板(3)底部位于阳极室(4)中；所述阴极板(2)侧壁顶部设置有阴极凸起(21)，阴极凸起(21)设置在安装槽(9)上且阴极板(2)底部位于阴极室(7)中；

所述每个阳极室(4)都设置有一个阳极板(3)，阴极室(7)设置有一个阴极板(2)。

2.根据权利要求1所述的用于制备硫酸亚锡的离子膜电解槽，其特征在于：所述隔膜(6)通过密封垫圈设置在隔膜框(5)上。

3.根据权利要求2所述的用于制备硫酸亚锡的离子膜电解槽，其特征在于：所述两个阳极板(3)对称设置在阴极室(7)两侧。

4.根据权利要求3所述的用于制备硫酸亚锡的离子膜电解槽，其特征在于：所述阴极板(2)为铜板；所述阳极板(3)为锡板。

5.根据权利要求4所述的用于制备硫酸亚锡的离子膜电解槽，其特征在于：所述隔膜框(5)为聚乙烯框。

6.根据权利要求5所述的用于制备硫酸亚锡的离子膜电解槽，其特征在于：所述隔膜(6)为阴离子交换膜。