CN216039867U - 一种电解装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电解装置，属于有色金属湿法冶金的电解及电积用设备的技术领域，该电解装置实现在相同的电解液给液压力下，电解液在所述主给液装置的给液喷嘴处出口扬程较高，而在所述副给液装置的给液喷嘴处出口扬程较低，以使所述主给液装置对电解液中金属离子的牵引速度大于所述副给液装置，达到便于阳极泥沉降及抑制漂浮阳极泥产生的目的，有效减弱阳极板表面的阳极钝化现象；与此同时，经所述副给液装置进入所述槽体内的电解液能有效补充所述槽体内溶液内循环所需的动能及热量，有助于维持所述槽体内溶液的温度平衡，避免产生局部过冷或过热现象，有效减弱阴极板表面的浓差极化现象。

Description

一种电解装置

技术领域

本实用新型属于有色金属湿法冶金的电解及电积用设备的技术领域，具体地涉及一种电解装置。

背景技术

在湿法冶金的电解和电积的技术领域，如何增加电解液中有色金属阳离子与阴极的接触机会，加快阳极周围的阳离子扩散，减少铜电解过程浓差极化和阳极钝化，一直是技术研究热点和难点。

目前，常规的电解槽或电积槽中溶液的循环方式主要分为上进下出或下进上出，通过控制溶液从一端进入槽体，均易致使溶液扩散不均，或者从槽体上部或者下部集中进液，均易造成槽体内溶液流动发方向混乱，造成不利于电流密度的大幅度提升及阳极泥的沉降。近年来，开发应用的双向平行流电解技术，诸如：专利号201020128861.5的一种溶液平行双向旋转流动的电解装置，该技术采用从槽体两侧上部进液，通过加大溶液的循环量以使阴极电流密度得到大幅提升，且改善对阳极泥的沉降影响；但是，此方式易引起溶液流向交错而造成溶液混流，且因新进来的上部溶液为热液不利于溶液下沉，需要在溢流口增设导液槽，从而增加溶液流动阻力，不利于溶液的扩散效率，易出现阴极板表面的浓差极化和阳极板表面的阳极钝化现象。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种电解装置，实现槽内电解液内循环流动的效果，使得溶液分布更均匀，缩减槽内电解液的温度梯度，有效减弱阴极板表面的浓差极化和阳极板表面的阳极钝化现象。

该实用新型提供以下技术方案，一种电解装置，包括

槽体，所述槽体的上端设有溢流槽；

多个阳极板，悬置于所述槽体的内腔；

多个阴极板，悬置于所述槽体的内腔，且所述阳极板与所述阴极板平行且等距间隔设置；较佳地，该电解装置还包括主给液装置和副给液装置，所述主给液装置与所述副给液装置形成预设高度差，所述主给液装置和所述副给液装置分别设于所述槽体内侧壁上且相对设置；位于所述槽体内侧壁上部的所述主给液装置的给液口低于所述槽体的生产液位线，且位于所述槽体侧壁下部的所述副给液装置的给液口与所述阳极板或者所述阴极板下端的高度差在预设范围内；电解液分别经所述主给液装置和所述副给液装置沿平行于所述阳极板或所述阴极板布置方向喷射进入所述槽体内，以使所述槽体内的溶液形成内循环流动，与此同时，所述槽体内多余的电解液经所述溢流槽排出。

相比现有技术，本实用新型的有益效果为：在相同的电解液给液压力下，电解液在所述主给液装置的给液喷嘴处出口扬程较高，而在所述副给液装置的给液喷嘴处出口扬程较低，以使所述主给液装置对电解液中金属离子的牵引速度大于所述副给液装置，达到便于阳极泥沉降及抑制漂浮阳极泥产生的目的，有效减弱阳极板表面的阳极钝化现象；与此同时，经所述副给液装置进入所述槽体内的电解液能有效补充所述槽体内溶液内循环所需的动能及热量，有助于维持所述槽体内溶液的温度平衡，避免产生局部过冷或过热现象，有效减弱阴极板表面的浓差极化现象，从而进一步提高阴极产品质量。

较佳地，所述槽体内腔的腔底面呈斜面结构，位于所述主给液装置同侧的腔底朝向位于所述副给液装置同侧的腔底倾斜放坡形成所述斜面结构。

较佳地，所述斜面结构与水平面的夹角为2°～5°。

较佳地，所述槽体底部开设有阳极泥口和上清液口；所述阳极泥口位于所述槽体底部的低位，所述上清液口位于所述槽体底部的高位。

较佳地，所述预设范围为-150mm～150mm。

较佳地，所述主给液装置和所述副给液装置均包括给液主管、流量调节阀、导液管和多个给液喷嘴；所述给液主管设于所述槽体的内侧壁上，所述导液管的两端分别与所述给液主管和流量调节阀导通；多个所述给液喷嘴设于所述给液主管上，且皆远离所述槽体内侧壁的所述给液主管一侧等间隔设置。

较佳地，所述给液主管的设置方向与所述阳极板或所述阴极板方向相垂直，且位于同一所述给液主管上的多个所述给液喷嘴喷射方向与所述阳极板或所述阴极板方向平行。

较佳地，所述主给液装置的所述给液主管和所述副给液装置的所述给液主管之间的预设高度差为800mm～1200mm。

较佳地，所述给液主管的横断面呈方形结构。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的电解装置(未装有流量调节阀及导液管时) 的剖视图；

图2为本实用新型实施例提供的主给液装置与槽体安装位置(未装有极板及副给液装置时)的示意图；

图3为图2标识A的局部放大示意图；

图4为本实用新型实施例提供的电解装置(未装有流量调节阀、导液管及极板时)的俯视图。

图5为图2标识B的局部放大示意图；

图6为本实用新型实施例提供的副给液装置与槽体安装位置(未装极板及主给液装置时)的示意图；

附图标记说明：

10-槽体、11-溢流槽、111-导流管、12-垫板、13-斜面结构、14-阳极泥口、 15-上清液口；

20-阳极板；

30-阴极板；

40-主给液装置、41-给液主管、411-检修口、42-流量调节阀、43-导液管、 44-给液喷嘴；

50-副给液装置。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型的实施例，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型实施例的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。

在本实用新型的一个实施例中，如图1所示，一种电解装置，包括槽体10 和悬置于所述槽体10内的多个阳极板20及多个阴极板30。进一步地，所述阳极板20与所述阴极板30相间隔平行且等距设置。其中，为了实现电解液的更高效电解，所述阳极板20与所述阴极板30的板数相差一块，即所述阳极板20 比所述阴极板30多一块，当然，其它实施例中所述阳极板20比所述阴极板30 也可少一块。具体地，所述槽体10的槽口端设有垫板12，等距间隔设置的所述阳极板20及所述阴极板30形成的套件经置于所述槽体10槽口端的垫板12的托起，从而实现所述阳极板20与所述阴极板30相间隔悬置于所述槽体10的内腔。优选地，所述阳极板20采用铜阳极板，所述阳极板20与所述阴极板30之间的间距为100mm。当然，所述阳极板20也可采用不溶铅阳极板等，所述阳极板20与所述阴极板30之间的间距控制在80mm～130mm。

如图2和图3所示，所述槽体10的上端设有溢流槽11，所述垫板12盖合在所述溢流槽11的上槽口，所述溢流槽11槽底设有导流管111，以使所述槽体 10内生产液位线始终与所述溢流槽11的槽底齐平。

如图1和图4所示，该电解装置还包括主给液装置40和副给液装置50，其中，所述主给液装置40和所述副给液装置50形成预设高度差，具体地，该预设高度差处于800mm～1200mm范围。其中，所述主给液装置40和所述副给液装置50分别设于所述槽体10内侧壁上且相对设置，位于所述槽体10内侧壁上部的所述主给液装置40的给液口低于所述槽体10的生产液位线，且位于所述槽体10侧壁下部的所述副给液装置50的给液口与所述阳极板20或者所述阴极板30下端的高度差在预设范围内。具体实践中，电解液分别经所述主给液装置40和所述副给液装置50沿平行于所述阳极板20或所述阴极板30布置方向喷射进入所述槽体10内，以使所述槽体10内的溶液形成内循环流动，与此同时，所述槽体10内多余的电解液经所述溢流槽11排出。该电解装置的运作基理为：在相同的电解液给液压力下，电解液在所述主给液装置40的给液喷嘴处出口扬程较高，而在所述副给液装置50的给液喷嘴处出口扬程较低，以使所述主给液装置40对电解液中金属离子的牵引速度大于所述副给液装置50，达到便于阳极泥沉降及抑制漂浮阳极泥产生的目的，有效减弱阳极板表面的阳极钝化现象；与此同时，经所述副给液装置50进入所述槽体10内的电解液能有效补充所述槽体10内溶液内循环所需的动能及热量，有助于维持所述槽体10内溶液的温度平衡，避免产生局部过冷或过热现象，有效减弱阴极板表面的浓差极化现象。

进一步地，所述主给液装置40和所述副给液装置50相互独立，也便于检修及维护，为实现高电流密度电解生产提供技术和设备保障。另外，所述主给液装置40和所述副给液装置50或者其中之一皆可应用于电解槽或电积槽的给液生产，使得所述槽体内的电解液形成内循环流动效果。

如图5和图6所示，所述主给液装置40和所述副给液装置50均包括给液主管41、流量调节阀42、导液管43和多个给液喷嘴44。具体地，所述给液主管41设于所述槽体10的内侧壁上，所述导液管43的两端分别与所述给液主管 41和流量调节阀42导通。其中，所述流量调节阀42用于调节和平衡所述主给液装置40和所述副给液装置50的给液流量及给液流水，以配合所述槽体10内的电解或电积反应。优选地，电解液的给液流量控制在20L/min～100L/min，给液流速为0.3m/s～1.25m/s，所述给液喷嘴44的内径选用φ40mm～φ80mm。具体实践中，所述给液喷嘴44采用不锈钢材质，且为了便于所述给液喷嘴44与所述给液主管41之间的螺纹连接，所述给液主管41的横断面呈方形结构；当然，其它实施例中，所述给液喷嘴44也可采用PVC塑料材质，及所述给液喷嘴44与所述给液主管41之间也采用嵌入式连接方式。

进一步地，多个所述给液喷嘴44设于所述给液主管41上，且皆远离所述槽体10内侧壁的所述给液主管41一侧等间隔设置。具体地，所述给液主管41 的设置方向与所述阳极板20或所述阴极板30方向相垂直，且位于同一所述给液主管41上的多个所述给液喷嘴44喷射方向与所述阳极板20或所述阴极板30 方向平行。具体实践中，所述给液喷嘴44所喷射出来的电解液处于相邻的所述阳极板20和所述阴极板30之间的空间内，有利于所述槽体10内的电解或电积反应。另外，所述给液主管41远离所述导液管42的一端设有检修口411，便于所述给液主管41的检修和维护。

如图1所示，位于所述槽体10内侧壁上部的所述主给液装置41的给液口低于所述槽体10生产液位线。具体地，所述主给液装置40的所述给液喷嘴44 所喷出的电极液距离所述槽体10生产液位线的高度差控制在20mm～100mm的范围内。并且，位于所述槽体10侧壁下部的所述副给液装置50的给液口与所述阳极板20或者所述阴极板30底部边缘的高度差控制在-150mm～150mm的范围内。

如图1所示，所述槽体10内腔的腔底面呈斜面结构13，位于所述主给液装置40同侧的腔底朝向位于所述副给液装置50同侧的腔底倾斜放坡形成所述斜面结构13；优选地，所述斜面结构13与水平面的夹角控制在2°～5°范围内。

进一步地，所述槽体10底部开设有阳极泥口14和上清液口15。具体地，所述阳极泥口14位于所述槽体10底部的低位，所述上清液口15位于所述槽体 10底部的高位，其目的在于电解沉积后，先将所述槽体10内的含阳极泥较少的电解液从所述上清液口15排出，后将含阳极泥较多的电解液从阳极泥口14排出。

本实用新型提供的一种电解装置，不仅能够有效调节所述槽体内的给液流量，使得溶液分布更均匀，有效改善所述阴极板表面的浓差极化和所述阳极板表面的阳极钝化，且所述主给液装置和所述主给液装置相互独立，也便于两者的检修及维护，为实现高电流密度电解生产提供技术和设备保障。另外，所述主给液装置和所述副给液装置或者其中之一皆可应用于电解槽或电积槽的给液生产，使得所述槽体内的电解液形成内循环流动效果，能有效改善所述槽体内溶液的内循环，缩减电解液的温度梯度，提升阴极产品质量和提高阳极泥中贵金属的回收。

在本实用新型的安装方法包括以下步骤：

步骤1、在两条所述给液主管41的侧壁上均布装设有多个所述给液喷嘴44，且所述给液喷嘴44呈线性设置，其中，所述给液喷嘴44与所述给液主管41采用螺纹连接或者嵌入式连接；

步骤2、将装有所述给液喷嘴44的两条所述给液主管41分别通过预埋螺栓或者预埋管托架方式固定在所述槽体10相对的两内侧壁上，且两条所述给液主管41以800mm～1200mm的高度差相互平行设置；其中，处于高处的给液主管为所述主给液装置40的所述给液主管，处于低处的给液主管为所述副给液装置50的给液主管；并且，所述主给液装置40的所述给液喷嘴44的喷嘴口处于低于所述槽体10生产液位线20mm～100mm范围内的位置；

步骤3、将两所述给液主管41的进液端分别经所述导液管43与对应的所述流量调节阀42连接，以使调节电解液的流量及流速，供应给所述主给液装置40 及所述副给液装置50；其中，所述给液主管41与所述导液管43通过法兰连接，所述流量调节阀42借助所述槽体10做固定支撑；

步骤4、等距间隔设置的所述阳极板20及所述阴极板30形成的套件经置于所述槽体10槽口端的垫板12的托起，使得所述阳极板20及所述阴极板30均悬置于所述槽体10的内腔；并且，控制所述副给液装置50的给液喷嘴的喷嘴口与所述阳极板20或所述阴极板30之间的高度差处于-150mm～150mm的范围内。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电解装置，包括

槽体，所述槽体的上端设有溢流槽；

多个阳极板，悬置于所述槽体的内腔；

多个阴极板，悬置于所述槽体的内腔，且所述阳极板与所述阴极板平行且等距间隔设置；其特征在于，还包括主给液装置和副给液装置，所述主给液装置与所述副给液装置形成预设高度差，所述主给液装置和所述副给液装置分别设于所述槽体内侧壁上且相对设置；位于所述槽体内侧壁上部的所述主给液装置的给液口低于所述槽体的生产液位线，且位于所述槽体侧壁下部的所述副给液装置的给液口与所述阳极板或者所述阴极板下端的高度差在预设范围内；电解液分别经所述主给液装置和所述副给液装置沿平行于所述阳极板或所述阴极板布置方向喷射进入所述槽体内，以使所述槽体内的溶液形成内循环流动，与此同时，所述槽体内多余的电解液经所述溢流槽排出。

2.根据权利要求1所述的电解装置，其特征在于，所述槽体内腔的腔底面呈斜面结构，位于所述主给液装置同侧的腔底朝向位于所述副给液装置同侧的腔底倾斜放坡形成所述斜面结构。

3.根据权利要求2所述的电解装置，其特征在于，所述斜面结构与水平面的夹角为2°～5°。

4.根据权利要求2所述的电解装置，其特征在于，所述槽体底部开设有阳极泥口和上清液口；所述阳极泥口位于所述槽体底部的低位，所述上清液口位于所述槽体底部的高位。

5.根据权利要求1所述的电解装置，其特征在于，所述预设范围为-150mm～150mm。

6.根据权利要求1所述的电解装置，其特征在于，所述主给液装置和所述副给液装置均包括给液主管、流量调节阀、导液管和多个给液喷嘴；所述给液主管设于所述槽体的内侧壁上，所述导液管的两端分别与所述给液主管和流量调节阀导通；多个所述给液喷嘴设于所述给液主管上，且皆远离所述槽体内侧壁的所述给液主管一侧等间隔设置。

7.根据权利要求6所述的电解装置，其特征在于，所述给液主管的设置方向与所述阳极板或所述阴极板方向相垂直，且位于同一所述给液主管上的多个所述给液喷嘴喷射方向与所述阳极板或所述阴极板方向平行。

8.根据权利要求6所述的电解装置，其特征在于，所述主给液装置的所述给液主管和所述副给液装置的所述给液主管之间的预设高度差为800mm～1200mm。

9.根据权利要求6所述的电解装置，其特征在于，所述给液主管的横断面呈方形结构。

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