CN220846304U - 一种制备甲基磺酸亚锡/硫酸亚锡的电解槽 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种制备甲基磺酸亚锡/硫酸亚锡的电解槽，属于化工技术领域。该制备甲基磺酸亚锡/硫酸亚锡的电解槽，包括矩形槽和悬挂于矩形槽中的若干等间距、结构相同的阴极槽，矩形槽设有溢流口、导流筒、凹槽A、横向卡槽条和阳极泥排放口，每个阴极槽均包括阴极槽体、离子膜、密封条、格栅板和长押夹，其中阴极槽体为两侧面和底面封闭一体式中空结构，阴极槽体上设有格栅窗、凹槽B、进液腔、分布孔、悬挂耳和吊耳。本电解槽为一体式矩形槽(单一阳极室)套多阴极槽结构，避免了板框压滤机式隔膜电解槽电解液易泄漏及其易导致的停产、检修困难繁琐等问题，可实现甲基磺酸亚锡/硫酸亚锡制备的稳定化、连续化、规模化，能耗低、生产效率高。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种制备甲基磺酸亚锡/硫酸亚锡的电解槽，属于化工技术领域。
背景技术
甲基磺酸亚锡和硫酸亚锡具有优良的物理化学特性，被广泛应用于众多领域，如电镀及电子行业、铝制品氧化着色、印染工业媒染剂、有机溶液中双氧水去除剂、绿色水泥制备添加剂等。
甲基磺酸亚锡和硫酸亚锡的制备主要包括置换法、直接酸溶法和电化学法。
置换法不仅对原料品质要求较高，而且与原料发生反应的化学试剂通常会给拟制备的产品引入杂质离子，Sn2+易被氧化为Sn4+离子，从而严重影响产品品质，产品纯度低，与此同时，生产效率低，能耗高，设备易被腐蚀，生产成本高。
直接酸溶法虽然尽可能地避免了置换法杂质离子的带入，但反应速度慢、生产周期长、能耗大、设备易腐蚀、设备维护成本高、操作困难。
电化学法分为直接电解法和隔膜电解法。直接电解法是借助阳极溶解的锡离子无法全部在阴极析出而获得，正因为锡离子会在阴极得到电子而析出，从而大大降低了甲基磺酸亚锡或硫酸亚锡的生产率，此外，若电解过程控制不当，阴极锡将以海绵锡的形式析出，其与阴极的结合力差，随着电解时间的延长，其会脱落进入电解槽，从而造成甲基磺酸亚锡或硫酸亚锡的污染，与此同时，海绵锡还会造成阴阳极之间的短路，影响生产的正常进行。因此，直接电解法制备甲基磺酸亚锡或硫酸亚锡已被淘汰。
隔膜电解法是采用隔膜将电解槽分隔为阴阳两区，锡阳极在阳极区发生氧化反应生成Sn2+而获得甲基磺酸亚锡或硫酸亚锡，由于隔膜的阻隔作用，Sn2+很难进入阴极区在阴极生成金属锡，从而解决了直接电解法生产率低、甲基磺酸亚锡/硫酸亚锡品质差、极间短路等问题。然而，目前隔膜电解制备甲基磺酸亚锡或硫酸亚锡的装置主要为由多个间隔排布的阳极室、离子交换膜和阴极室经拼接、挤压组装而成的板框压滤机式电解槽，该电解槽含重金属腐蚀性电解液易泄漏，从而会环境污染、腐蚀设备设施和漏电等，且存在严重的安全隐患，此外，该电解槽拼接安拆装、检修更换极板和离子交换膜异常困难，只要电解槽局部泄漏或膜损坏，就需要停产检修，严重影响了生产系统的稳定运行，此外，还存在电解阳极泥难清理、收集，劳动强度大等问题，生产效率低，生产成本高。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题及不足，本实用新型提供一种制备甲基磺酸亚锡/硫酸亚锡的电解槽。本实用新型通过以下技术方案实现。
一种制备甲基磺酸亚锡/硫酸亚锡的电解槽，包括矩形槽1和悬挂于矩形槽中的若干等间距、结构相同的阴极槽2，矩形槽1设有溢流口3、导流筒4、凹槽A5、横向卡槽条6和阳极泥排放口17，每个阴极槽2均包括阴极槽体、离子膜7、格栅窗8和长押夹13；
所述矩形槽1两长边顶部设有横置的若干等间距的凹槽A5，两长边内部中部设有相向设置的横向卡槽条6，每一对相对的凹槽A5安装设置一个阴极槽2，每一对相对横向卡槽条6卡槽卡住一个阴极槽2；矩形槽1一端上部设有溢流口3，内部设有导流筒4，导流筒4与溢流口3相通，与导流筒同一端矩形槽1的底部设有阳极泥排放口17；
所述阴极槽2中阴极槽体为一体式中空结构，两侧面和底面封闭，正反面设有格栅窗8，格栅窗8外围两边和底边设有凹槽B12，凹槽B12上安装离子膜7，阴极槽体顶部两边设有悬挂耳15，阴极槽体顶部上部设有吊耳16，阴极槽体内部设有L型进液腔9，L型进液腔9顶部设有进液口，阴极槽体底部的L型进液腔9设有若干间隔的分布孔10；所述阴极槽体高度和宽度均比矩形槽1的高度和宽度小。
所述阴极槽2的凹槽B12通过密封条11安装离子膜7，密封条11厚度大于凹槽B12深度1-3mm。
所述阴极槽体上部吊耳16至少有1对，L型进液腔9上设有的分布孔10至少有2个。
所述格栅板14位于离子膜7外部，格栅板14通过凹槽B12外围设有的长押夹13与密封条11和离子膜7连接紧固。
本实用新型的有益效果是：
(1)本实用新型电解槽为一体式矩形槽(单一阳极室)套多阴极槽结构，避免了板框压滤机式隔膜电解槽电解液易泄漏及其易导致的停产、检修困难繁琐等问题，可实现甲基磺酸亚锡/硫酸亚锡制备的稳定化、连续化、规模化，生产效率高。
(2)采用长押夹经格栅板、密封条结合格栅窗对离子膜进行固定与保护，离子膜变形小、检修更换方便快捷。
(3)阴极液通过进液腔及分布孔自下而上充满阴极槽，阳极液自上而下在阳极室流动，阴/阳极室电解液成分均匀，固体悬浮颗粒浓度低，有益于提高甲基磺酸亚锡/硫酸亚锡制备的电流效率。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图；
图2是本实用新型矩形槽结构示意图；
图3是本实用新型阴极槽结构示意图；
图4是本实用新型横向卡槽条结构示意图；
图5是本实用新型阴极液进液腔与分布孔的结构示意图。
图中：1-矩形槽，2-阴极槽，3-溢流口，4-导流筒，5-凹槽A，6-横向卡槽条，7-离子膜，8-格栅窗，9-进液腔，10-分布孔，11-密封条，12-凹槽B，13-长押夹，14-格栅板，15-悬挂耳，16-吊耳，17-阳极泥排放口。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型作进一步说明。
实施例1
如图1至5所示，该制备甲基磺酸亚锡/硫酸亚锡的电解槽，包括矩形槽1和悬挂于矩形槽中的若干等间距、结构相同的阴极槽2，矩形槽1设有溢流口3、导流筒4、凹槽A5、横向卡槽条6和阳极泥排放口17，每个阴极槽2均包括阴极槽体、离子膜7、格栅窗8和长押夹13；
所述矩形槽1两长边顶部设有横置的若干等间距的凹槽A5，两长边内部中部设有相向设置的横向卡槽条6，每一对相对的凹槽A5安装设置一个阴极槽2，每一对相对横向卡槽条6卡槽卡住一个阴极槽2；矩形槽1一端上部设有溢流口3，内部设有导流筒4，导流筒4与溢流口3相通，与导流筒同一端矩形槽1的底部设有阳极泥排放口17；
所述阴极槽2中阴极槽体为一体式中空结构，两侧面和底面封闭，正反面设有格栅窗8，格栅窗8外围两边和底边设有凹槽B12，凹槽B12上安装离子膜7，阴极槽体顶部两边设有悬挂耳15，阴极槽体顶部上部设有吊耳16，阴极槽体内部设有L型进液腔9，L型进液腔9顶部设有进液口，阴极槽体底部的L型进液腔9设有若干间隔的分布孔10；所述阴极槽体高度和宽度均比矩形槽1的高度和宽度小。
所述阴极槽2的凹槽B12通过密封条11安装离子膜7，密封条11厚度大于凹槽B12深度1mm。
所述阴极槽体上部吊耳16有2对，L型进液腔9上设有的分布孔10有10个。
所述格栅板14位于离子膜7外部，格栅板14通过凹槽B12外围设有的长押夹13与密封条11和离子膜7连接紧固。
该制备甲基磺酸亚锡/硫酸亚锡的电解槽，矩形槽1内部等间距悬挂若干组阴极槽2，阴极槽2内部放置不锈钢阴极，两相邻阴极槽外部的矩形槽1中放置精锡阳极，阴/阳极液经槽外管道分别从阴极槽2进液腔9顶部的进液口和与阳极液溢流口3相对一端的矩形槽1上部分别流入阴极槽2和一体式矩形槽1。
该制备甲基磺酸亚锡/硫酸亚锡的电解槽的工作原理为：
在长×宽×高为10×1.2×1.5m的矩形槽1中，按照间距为5cm放置阴极槽2，阴极槽2内部放置不锈钢阴极和浓度为160g/L的甲基磺酸/稀硫酸电解液，阴极槽2相邻两侧放置精锡阳极和浓度为120g/L的甲基磺酸/稀硫酸电解液，在槽电压为0.5～10V下电解24～72h，得到纯度达99.9％甲基磺酸亚锡/硫酸亚锡。
以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (4)
1.一种制备甲基磺酸亚锡/硫酸亚锡的电解槽，其特征在于：包括矩形槽（1）和悬挂于矩形槽中的若干等间距、结构相同的阴极槽（2），矩形槽（1）设有溢流口（3）、导流筒（4）、凹槽A（5）、横向卡槽条（6）和阳极泥排放口（17），每个阴极槽（2）均包括阴极槽体、离子膜（7）、格栅窗（8）和长押夹（13）；
所述矩形槽（1）两长边顶部设有横置的若干等间距的凹槽A（5），两长边内部中部设有相向设置的横向卡槽条（6），每一对相对的凹槽A（5）安装设置一个阴极槽（2），每一对相对横向卡槽条（6）卡槽卡住一个阴极槽（2）；矩形槽（1）一端上部设有溢流口（3），内部设有导流筒（4），导流筒（4）与溢流口（3）相通，与导流筒同一端矩形槽（1）的底部设有阳极泥排放口（17）；
所述阴极槽（2）中阴极槽体为一体式中空结构，两侧面和底面封闭，正反面设有格栅窗（8），格栅窗（8）外围两边和底边设有凹槽B（12），凹槽B（12）上安装离子膜（7），阴极槽体顶部两边设有悬挂耳（15），阴极槽体顶部上部设有吊耳（16），阴极槽体内部设有L型进液腔（9），L型进液腔（9）顶部设有进液口，阴极槽体底部的L型进液腔（9）设有若干间隔的分布孔（10）；所述阴极槽体高度和宽度均比矩形槽（1）的高度和宽度小。
2.根据权利要求1所述的制备甲基磺酸亚锡/硫酸亚锡的电解槽，其特征在于：所述阴极槽（2）的凹槽B（12）通过密封条（11）安装离子膜（7），密封条（11）厚度大于凹槽B（12）深度1-3mm。
3.根据权利要求1所述的制备甲基磺酸亚锡/硫酸亚锡的电解槽，其特征在于：所述阴极槽体上部吊耳（16）至少有1对，L型进液腔（9）上设有的分布孔（10）至少有2个。
4.根据权利要求1所述的制备甲基磺酸亚锡/硫酸亚锡的电解槽，其特征在于：格栅板（14）位于离子膜（7）外部，格栅板（14）通过凹槽B（12）外围设有的长押夹（13）与密封条（11）和离子膜（7）连接紧固。
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