CN210367941U

CN210367941U - 实验室铜电解装置

Info

Publication number: CN210367941U
Application number: CN201921248028.1U
Authority: CN
Inventors: 钱俊杰; 俞鹰; 方支灵; 潘荣选; 申其新
Original assignee: Tongling Nonferrous Metals Group Co Ltd
Current assignee: Tongling Nonferrous Metals Group Co Ltd
Priority date: 2019-08-05
Filing date: 2019-08-05
Publication date: 2020-04-21
Anticipated expiration: 2029-08-05

Abstract

本实用新型公开了实验室铜电解装置，它包括整流器（1）、与整流器电连接的电解槽（2），与电解槽连通的缓冲槽（5）、与缓冲槽连通的低位槽（4）和通过循环泵（8）与低位槽连通的高位槽（3），所述高位槽与电解槽连通，所述缓冲槽与低位槽之间连通有在线光学分析仪（10），所述循环泵的出口还接入有过滤器（7），所述过滤器的出口端与低位槽连通，所述低位槽上还接入有添加剂槽（6）。本实用新型的有益效果是布局紧凑、占地面积小，自动化程度高、运行可靠稳定；操作条件调整方便简单、在线分析手段实时高效，可方便、灵活的进行实验室小型电解试验，具有较广的适用性。

Description

实验室铜电解装置

技术领域

本实用新型涉及化学领域，尤其涉及实验室铜电解装置。

背景技术

铜电解生产过程中影响因素主要有电解液成分、电流密度、电解液循环量、电解液温度等，工业生产中需经常根据阳极板等原料情况，对这些因素条件进行优化改进，在改进前有必要进行实验室条件试验，以确定具体工业操作条件优化内容。而现在的电解小型试验多是简单的利用直流电源在烧杯中进行，大多为静态电解试验，这种静态电解试验只能简单考察电流密度、电解液成分、温度等条件，无法有效考察电解液循环量、电解液过滤、电解添加剂协同作用等其他关键因素的影响，不能动态模拟实际生产过程，对工业生产操作条件的优化指导意义有限。目前市场上尚无专业用于实验室铜电解实验的设备。例如中国发明专利公开号CN108950599A公开了一种电解系统装置及电解铜的方法，电解机构包括供电装置、电解装置和搅拌装置，电解装置5设有主体架，主体架包括主体支架7、阳极体8和阴极体9，阴极体9固定在主体支架 7上，阳极体8固定在主体支架7内，在主体支架7底部设有支脚10，主体支架7两侧设有进出口，两个进出口分别为进口11与出口12，进口11在主体支架7底侧，出口12在主体支架7上侧，进口11负责让溶液进入电解装置内，出口12负责排出铜与气体，该电解机构同样不能动态模拟实际生产过程，因此有必要提供一种能模拟实际铜电解生产的实验室铜电解系统。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是现有的铜电解装置无法模拟实际铜电解生产过程，为此提供一种实验室铜电解装置。

本实用新型的技术方案是：实验室铜电解装置，它包括整流器、与整流器电连接的电解槽，与电解槽连通的缓冲槽、与缓冲槽连通的低位槽和通过循环泵与低位槽连通的高位槽，所述高位槽与电解槽连通，所述缓冲槽与低位槽之间连通有在线光学分析仪，所述循环泵的出口还接入有过滤器，所述过滤器的出口端与低位槽连通，所述低位槽上还接入有添加剂槽。

上述方案的改进是所述低位槽与添加剂槽之间连通有添加剂泵。

上述方案中所述整流器是可控硅整流器，其输出直流电流100A，输出直流电压12V。

上述方案中所述电解槽长、宽、高分别为600mm、230mm、400mm，由PVC板焊接加工而成。

上述方案中所述高位槽长、宽、高分别为600mm、200mm、400mm，由PVC板焊接加工而成。

上述方案中所述低位槽长、宽、高分别为500mm、300mm、700mm，由316L不锈钢焊接加工而成，低位槽内装不锈钢加热棒和温度感应探头，槽体外装有温控器。

上述方案中所述缓冲槽长、宽、高分别为500mm、300mm、1200mm，内设下部开口的隔板，隔板下部开口位置距槽底100mm，溢流口高度800mm，由316L不锈钢焊接加工而成。

上述方案中所述添加剂槽长、宽、高分别为300mm、100mm、500mm，由PVC板焊接加工而成。

上述方案中所述过滤器是袋式过滤器，其滤筒为PP塑料材质，滤袋环口为PP材质，滤料为聚四氟乙烯PTFE。

上述方案中所述循环泵为氟塑料磁力泵，所述添加剂泵为调速型蠕动泵。

本实用新型的有益效果是布局紧凑、占地面积小，自动化程度高、运行可靠稳定；操作条件调整方便简单、在线分析手段实时高效，可方便、灵活的进行实验室小型电解试验，具有较广的适用性。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图；

图中，1、整流器，2、电解槽，3、高位槽，4、低位槽，5、缓冲槽，6、添加剂槽，7、过滤器，8、循环泵，9、添加剂泵，10、在线光学分析仪。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。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前提下所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

如图1所示，本实用新型包括整流器1、与整流器电连接的电解槽2，与电解槽连通的缓冲槽5、与缓冲槽连通的低位槽4和通过循环泵8与低位槽连通的高位槽3，所述高位槽与电解槽连通，所述缓冲槽与低位槽之间连通有在线光学分析仪10，所述循环泵的出口还接入有过滤器7，所述过滤器的出口端与低位槽连通，所述低位槽上还接入有添加剂槽6。

实施例1：整流器为可控硅整流器，为电解常用的以智能数字控制电路为核心的电源功率控制电器，其输出直流电流100A，输出直流电压12V，通过配置防腐型远程控制箱，使可控硅整流与电解槽隔离设置；所述电解槽尺寸为按工业生产槽适当比例缩小，电解槽长、宽、高分别为600mm、230mm、400mm，由PVC板焊接加工而成，固定于试验台面上；所述低位槽、缓冲槽均为不锈钢材质方形槽体，低位槽长、宽、高分别为500mm、300mm、700mm，由316L不锈钢焊接加工而成，缓冲槽长、宽、高分别为500mm、300mm、1200mm，由316L不锈钢焊接加工而成，均置于实验室地面，低位槽内装不锈钢加热棒和温度感应探头，槽体外装有温控器，低位槽出口设置电解液循环泵，循环泵为氟塑料磁力泵，最大流量70L/min, 最高扬程8.2m；系统配备2台循环泵；所述循环泵出口设置三通，一个出口用于输送电解液至高位槽，另一出口用于输送电解液至过滤器过滤；循环泵与高位槽、高位槽与电解槽、电解槽与缓冲槽、循环泵与过滤器、低位槽与过滤器之间均用耐温耐腐的透明钢衬PU软管连接，方便组装及运行维护。所述高位槽长、宽、高分别为600mm、200mm、400mm，由PVC板焊接加工而成，固定在试验台面后上方墙体一定高度处；所述过滤器为耐酸袋式精密过滤器，其滤筒为PP塑料材质，滤袋环口为PP材质，滤料为聚四氟乙烯PTFE，过滤精度0.5μm，最大过滤量30L/min，固定于试验台面上；所述添加剂槽用来储放配置好的添加剂，添加剂槽长、宽、高分别为300mm、100mm、500mm，由PVC板焊接加工而成，置于试验台面；所述添加剂泵用来输送添加剂至低位槽，置于试验台面；所述在线光学分析仪，铜离子浓度测量范围0-100 mg/L，悬浮物含量测量范围0-500 ppm，通过紫外吸收传感器测量固定波长下介质的吸光度，采用散射光传感器测量介质的浊度，可实时监测分析电解液中铜离子浓度和悬浮物含量等，设置于缓冲槽溢流口。

实施例2：与实施例1的区别在于低位槽与添加剂槽之间连通有添加剂泵9，添加剂泵为调速型蠕动泵，单通道流量范围0.0001～720 mL/ min。

实施例3：与实施例1或2的区别在于缓冲槽中设置下部开口的隔板，将缓冲槽分隔成沉淀室和清液室，以方便电解液沉淀和流动。从电解槽流出的电解液在缓冲槽中充分沉降后溢流至低位槽，从而起到电解液悬浮物及不溶物净化的作用。

本实用新型中电解试验过程中电解液需要过滤时，打开三通中用于输送电解液至过滤器的出口，即可实现连续过滤，并可选择不同过滤精度滤袋，从而达到不同级别过滤要求。添加剂由添加剂泵从添加剂槽中输送至低位槽，可以精准调节添加剂加入量和显示累计加入量，实现定量给料和精确计量。其在线光学分析仪可以用来实时监控电解试验系统中铜离子浓度和悬浮物含量，其中悬浮物含量分析结果可决定过滤器开停时间，避免重复过滤时电解液中添加剂等有效成分流失，提高过滤效率。采用可控硅整流器可以模拟工业电解生产电源，具有稳压、稳流功能工作模式和可调软启动功能，可根据电解试验需要调节电流大小，控制精度高，稳定性好，配置防腐型远程控制箱，使可控硅整流与电解槽隔离，保障用电安全。

本实用新型的实验室铜电解系统在使用时，电解液在低位槽中加热至适当温度后，开启循环泵，电解液按照特定流量进高位槽，高位槽中的电解液流经电解槽后进入缓冲槽，经过缓冲槽沉降后再经在线光学分析仪溢流回到低位槽；待电解液循环稳定后，根据需要在电解槽中放入若干块不锈钢阴极板和铜阳极板，开启可控硅整流器，按照工艺要求设定电流和流量，加入适量电解添加剂，开始小型电解试验。试验过程中，可通过调整可控硅整流器来调节电流密度，通过低位槽温控器来调整系统电解液温度，通过循环泵调节电解液循环速度，通过添加剂泵精准控制添加剂加入量，利用在线光学分析仪实时监测分析电解系统中铜离子浓度和悬浮物含量，根据悬浮物含量分析结果决定过滤器开停时间，通过过滤器进行电解液连续净化过滤，从而达到动态考察电解各主要影响因素条件的目的。

本实用新型的优点是：其整体结构紧凑，操作简单，可随时调整电解温度、电流密度、循环量、过滤精度等试验参数；试验效率高，电解添加剂可定量给料和精确计量，铜离子浓度和悬浮物含量等数据实现在线实时检测，提高了试验结果分析及运用效率；能动态模拟实际电解生产过程，为工业生产操作条件的优化提供准确的实验数据。

Claims

1.实验室铜电解装置，其特征是：它包括整流器（1）、与整流器电连接的电解槽（2），与电解槽连通的缓冲槽（5）、与缓冲槽连通的低位槽（4）和通过循环泵（8）与低位槽连通的高位槽（3），所述高位槽与电解槽连通，所述缓冲槽与低位槽之间连通有在线光学分析仪（10），所述循环泵的出口还接入有过滤器（7），所述过滤器的出口端与低位槽连通，所述低位槽上还接入有添加剂槽（6）。

2.如权利要求1所述的实验室铜电解装置，其特征是：所述低位槽与添加剂槽之间连通有添加剂泵（9）。

3.如权利要求1所述的实验室铜电解装置，其特征是：所述整流器是可控硅整流器，其输出直流电流100A，输出直流电压12V。

4.如权利要求1所述的实验室铜电解装置，其特征是：所述电解槽长、宽、高分别为600mm、230mm、400mm，由PVC板焊接加工而成。

5.如权利要求1所述的实验室铜电解装置，其特征是：所述高位槽长、宽、高分别为600mm、200mm、400mm，由PVC板焊接加工而成。

6.如权利要求1所述的实验室铜电解装置，其特征是：所述低位槽长、宽、高分别为500mm、300mm、700mm，由316L不锈钢焊接加工而成，低位槽内装不锈钢加热棒和温度感应探头，槽体外装有温控器。

7.如权利要求1所述的实验室铜电解装置，其特征是：所述缓冲槽长、宽、高分别为500mm、300mm、1200mm，内设下部开口的隔板，隔板下部开口位置距槽底100mm，溢流口高度800mm，由316L不锈钢焊接加工而成。

8.如权利要求1所述的实验室铜电解装置，其特征是：所述添加剂槽长、宽、高分别为300mm、100mm、500mm，由PVC板焊接加工而成。

9.如权利要求1所述的实验室铜电解装置，其特征是：所述过滤器是袋式过滤器，其滤筒为PP塑料材质，滤袋环口为PP材质，滤料为聚四氟乙烯PTFE。

10.如权利要求2所述的实验室铜电解装置，其特征是：所述循环泵为氟塑料磁力泵，所述添加剂泵为调速型蠕动泵。