CN214361731U - 一种离子废液隔膜电解装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种离子废液隔膜电解装置，包括由阳极和阴极间隔而成的单元槽，在单元槽内，靠近阳极位置设置有阴离子膜，靠近阴极位置设置有阳离子膜，在阳极、阴离子膜、阳离子膜、阴极之间分别设置有带腔室的隔板，将单元槽从阳极至阴极方向分隔成阳极室、溶液室和阴极室。所述电解装置包括多个单元槽，各单元槽可以多组串联、槽间并联，或者电解单元槽多组并联、槽间串联。本实用新型利用直流电场作用对溶液室离子贫化并在阴阳极室富积，且利用电极的氧化还原作用对阴阳极室内部分离子进行氧化还原处置，在解决大修渣无害化处置的同时，最大限度实现资源综合利用，可以得到碳块材料、氟化钠及无害残渣。

Description

一种离子废液隔膜电解装置

技术领域

本实用新型属于电解设备技术领域，具体涉及一种离子废液隔膜电解装置，用于对溶液中阴阳离子分离富积和氧化还原处置。

背景技术

电解装置广泛用于有色金属冶炼、电镀、化工、环保等领域，用途不同，其结构各异。

有色金属电解精炼一般选择敞口式电解槽，槽内阴阳极平板结构悬挂并联布置，以提高阴极沉积金属纯度、电流效率和场地利用率为目的。电镀槽与电解精炼槽结构类似，以提高镀件表面光洁度和致密度而改进。氯碱行业电解单元槽以离子交换膜分隔为阴极室和阳极室，阳极室消耗氯化钠产生氯气，阴极室产生氢氧化钠和氢气，氯气和氢气分别收集。电渗析广泛用于水净化、海水淡化及废水脱盐等，其两端为阴阳电极，中间以阴阳离子膜分隔为多个浓水室和淡水室，在直流电场作用下，淡水室中离子透过阴阳离子膜进入浓水室，实现淡水室中水质淡化。为满足不同电解需求，电解槽结构各不相同。

公开号CN 207031039 U实用新型专利中公开了一种用于电解处理氯化铵废水三箱阴离子膜电解装置，两个阴离子膜固定在电解槽内部，阴离子膜将电解槽内部空间分隔成阳极室和两个阴极室，以薄层石墨为阴阳极，阴阳极液可单独循环，阴极室有曝气设置，用于脱除氯化铵。

公开号CN 101451245 B提出一种复极式自然循环离子膜电解单元槽，由多个单元电解槽构成，在槽之间封有离子交换膜，单元电解槽由背靠背配置的阴、阳极室构成，阴极室、阳极室上部带有气液分离器，阴极室和阳极室的侧部分别带有供电解物料进入口及供电解产物流出口。

综上所述，目前各行业所采用的电解槽，基本都以离子膜将电解单元槽分隔为阳极室与阴极室或浓水室与淡水室两部分，利于阴阳离子迁移及不同气体收集，满足不同生产需求。在实现离子废液去离子净化同时，对部分离子同步进行氧化还原处置方面，现有装置都无法满足要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是：提供一种离子废液隔膜电解装置，利用阴阳离子在电场作用下透过阴阳离子膜迁移，实现溶液室离子贫化，阴阳极室离子分别富积，同时对部分阴阳离子进行氧化还原。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：一种离子废液隔膜电解装置，其特征在于：包括由阳极和阴极间隔而成的单元槽，在单元槽内，靠近阳极位置设置有阴离子膜，靠近阴极位置设置有阳离子膜，在阳极、阴离子膜、阳离子膜、阴极之间分别设置有带腔室的隔板，将单元槽 从阳极至阴极方向分隔成阳极室、溶液室和阴极室。

进一步的：所述阳极采用对阳极液惰性电极。

进一步的：所述隔板为绝缘材质，作为骨架用于隔离电极和离子膜。

进一步的：所述阳极室、溶液室和阴极室内阳极液、溶液和阴极液三室溶液分别单独循环 。

进一步的：所述电解装置包括多个单元槽，各单元槽可以多组串联、槽间并联，或者电解单元槽多组并联、槽间串联。

本实用新型的有益效果是：利用直流电场作用对溶液室离子贫化并在阴阳极室富积，且利用电极的氧化还原作用对阴阳极室内部分离子进行氧化还原处置，在解决大修渣无害化处置的同时，最大限度实现资源综合利用，可以得到碳块材料、氟化钠及无害残渣。

附图说明

图1为本实用新型隔膜电解槽内串联结构示意图；

图2为本实用新型隔膜电解槽内并联结构示意图；

图3 为本实用新型中单元槽结构示意图。

图中序号说明：

1为电极、2为阴离子膜、3为阳离子膜、4为阳极室、5为阴极室、6为溶液室、7为阳极、8为阴极、9为隔板。

具体实施方式

如图1-3所示为本实用新型结构一种离子废液隔膜电解装置，包括由阳极7和阴极8间隔而成的单元槽，在单元槽内，靠近阳极位置设置有阴离子膜2，靠近阴极位置设置有阳离子膜3，在阳极、阴离子膜、阳离子膜、阴极之间分别设置有隔板9，隔板及相邻两部分结构之间形成一腔室，各极板、离子膜及隔板将单元槽从阳极至阴极方向分隔成阳极室4、溶液室6和阴极室5，在隔板上设置有进液口和排液口。阳极室4、溶液室6、阴极室5均处于隔板9腔内。在直流电作用下，溶液室6内溶液中阴离子透过阴离子膜2进入阳极室4，在阳极液中富积，易氧化离子会被氧化；溶液室6内溶液中阳离子透过阳离子膜3进入阴极室5，在阴极液中富积，易还原离子会被还原。

优选的：所述阳极采用对阳极液惰性的电极，电解单元槽串联时中间电极为两侧单元槽公用，一侧为阴极，另一侧为阳极。

优选的：所述隔板为绝缘材质，作为骨架（或者框架）用于隔离电极和离子膜，内部通入电导液与电极和离子膜共同构成阳极室、溶液室和阴极室。

优选的：所述阳极室、溶液室和阴极室内阳极液、溶液和阴极液三室溶液分别单独循环。

优选的：所述电解装置包括壳体和设置在壳体内部的多个单元槽，各单元槽内多组串联、槽间并联，或者单元槽内多组并联、槽间串联。

下面通过本实用新型的工作过程对本实用新型作进一步说明。

准备长宽尺寸相同的石墨薄板、阴离子膜、阳离子膜、隔板，隔板中空导流，其厚度决定电极、离子膜间距和阳极室、溶液室和阴极室容积，隔板上设置进出液口用于各腔室液体循环，按电极I-隔板-阴离子膜-隔板-阳离子膜-隔板-电极II-隔板-阴离子膜-隔板-阳离子膜-隔板-电极III次序组装并紧固，形成串联的两个单元槽，电极I、III接电源正极，电极II接电源负极。若以此装置处理含氯化铜废水，阴极液和阳极液可使用稀硫酸为电解质，废水引入溶液室，通电后，废水中氯离子通过阴离子膜进入阳极室，在阳极上氧化产生氯气，废水中铜离子通过阳离子膜进入阴极室，在阴极上还原为铜粉，从而废水中氯化铜得以脱除并回收。

Claims (5)

1.一种离子废液隔膜电解装置，其特征在于：包括由阳极和阴极间隔而成的单元槽，在单元槽内，靠近阳极位置设置有阴离子膜，靠近阴极位置设置有阳离子膜，在阳极、阴离子膜、阳离子膜、阴极之间分别设置有带腔室的隔板，将单元槽 从阳极至阴极方向分隔成阳极室、溶液室和阴极室。

2.根据权利要求1所述的离子废液隔膜电解装置，其特征在于：所述阳极采用对阳极液惰性电极。

3.根据权利要求1所述的离子废液隔膜电解装置，其特征在于：所述隔板为绝缘材质，作为骨架用于隔离电极和离子膜。

4.根据权利要求1所述的离子废液隔膜电解装置，其特征在于：所述阳极室、溶液室和阴极室内的阳极液、溶液和阴极液分别单独循环。

5.根据权利要求1所述的离子废液隔膜电解装置，其特征在于：所述电解装置包括多个单元槽，各单元槽多组串联、槽间并联，或者电解单元槽多组并联、槽间串联。

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