離心電解裝置的制造方法
【專利摘要】提供一種離心電解裝置，包括有陰極筒和陽極管或網(wǎng)筒，陰極筒內(nèi)部設(shè)有始極筒板，陰極筒上下兩端分別通過上塑封蓋和下塑封蓋密封，陽極管或網(wǎng)筒設(shè)于陰極筒內(nèi)腔中間，陽極管或網(wǎng)筒上端通過上定位桿與上塑封蓋固定連接，陽極管或網(wǎng)筒下端通過下定位桿與下塑封蓋固定連接，陰極筒與陽極管或網(wǎng)筒之間的內(nèi)腔中設(shè)有高速流動的電解液。本實用新型是基于各金屬離子理論析出電位的差異，并通過高速液流消除濃差極化等對電解的不利影響，具有占地面積小，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，溶液閉路循環(huán)而防止有害氣體排放，保護(hù)環(huán)境，電流密度及電流效率高的優(yōu)點，并且能夠?qū)Φ蜐舛热芤哼M(jìn)行高效、高純度的電解提取，金屬回收率高。
【專利說明】
離心電解裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型屬旋流電解技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種離心電解裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前電解技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域包括銅、鋅、鎳、鈷、鉛、金、銀、貴金屬及廢水處理等多個方面，在全世界擁有幾十家用戶。所有的電解技術(shù)均建立在電化學(xué)基礎(chǔ)理論之上，旋流電解技術(shù)也不例外。傳統(tǒng)的電解技術(shù)是將陰陽極放置在緩慢流動或停滯的槽體內(nèi)，在電場的作用下，陰離子向陽極定向移動，陽離子向陰極定向移動，通過控制一定的技術(shù)條件，欲獲得的金屬陽離子在陰極得到電子沉積析出，從而得到電解產(chǎn)品。該技術(shù)存在如缺點:一、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占地面積大，應(yīng)用領(lǐng)域范圍小，很容易產(chǎn)生濃差極化，溶液電解過程中會產(chǎn)生有害氣體排放并污染環(huán)境，電流密度及電流效率低;二、目前的旋流電解裝置技術(shù)在陽極管或網(wǎng)筒的設(shè)計上存在缺陷，在使用過程中陽極管發(fā)熱比較嚴(yán)重，嚴(yán)重影響了電流效率;三、在陰極上下蓋的設(shè)計上存在缺陷，長時間使用有泄漏現(xiàn)象或者出槽過于繁瑣問題。因此有必要提出改進(jìn)。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型解決的技術(shù)問題:提供一種離心電解裝置，本實用新型是基于各金屬離子理論析出電位的差異，并通過高速液流消除濃差極化等對電解的不利影響，占地面積小，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，溶液閉路循環(huán)而防止有害氣體排放，保護(hù)環(huán)境，電流密度及電流效率高，并且能夠?qū)Φ蜐舛热芤哼M(jìn)行高效、高純度的電解提取，金屬回收率高;本實用新型陽極管或網(wǎng)筒的裝配方式有效增大電解面積，防止在大電流情況下陽極管或網(wǎng)筒由于導(dǎo)電不良發(fā)熱所造成的電流效率低的問題；另外，上下塑封蓋結(jié)構(gòu)便于出槽開蓋，并且承壓能力好，克服長時間使用造成泄漏的問題。
[0004]本實用新型采用的技術(shù)方案:離心電解裝置，包括有陰極筒和陽極管或網(wǎng)筒，所述陰極筒內(nèi)部設(shè)有始極筒板，所述陰極筒上下兩端分別通過上塑封蓋和下塑封蓋密封，所述陽極管或網(wǎng)筒設(shè)于陰極筒內(nèi)腔中間，所述陽極管或網(wǎng)筒上端通過上定位桿與上塑封蓋固定連接，所述陽極管或網(wǎng)筒下端通過下定位桿與下塑封蓋固定連接，所述陰極筒與陽極管或網(wǎng)筒之間的內(nèi)腔中設(shè)有高速流動的電解液。
[0005]其中，所述陰極筒采用316L不銹鋼或TA1/TA2純鈦材料制成。
[0006]所述始極筒板是采用0.3-0.5mm的TA2鈦彈板制成的筒體結(jié)構(gòu)。
[0007]所述陽極管或網(wǎng)筒的導(dǎo)電部位采用鈦銅復(fù)合棒制成，所述陽極管或網(wǎng)筒包括鈦基體，所述鈦基體內(nèi)部設(shè)有銅導(dǎo)電裝置，所述鈦基體上設(shè)有涂MMO層，所述鈦基體和MMO涂層之間設(shè)有中間層和過渡層。
[0008]進(jìn)一步地，所述陽極管或網(wǎng)筒長度比陰極筒少100_。
[0009]所述上塑封蓋和下塑封蓋是采用PP材料制成的過濾機(jī)模式，所述上塑封蓋和下塑封蓋上設(shè)有進(jìn)出液口。
[0010]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點:
[0011]1、本實用新型主要包括陰極筒和陽極管或網(wǎng)筒，采用便攜式或模塊組裝，占地面積小，并且陽極管或網(wǎng)筒導(dǎo)電系統(tǒng)采用鈦銅復(fù)合材料以及內(nèi)部的銅導(dǎo)電裝置，裝配方式采用焊接或者液壓緊配合工藝，有效的增大電解面積，防止在大電流情況下陽極管或網(wǎng)筒由于導(dǎo)電不良發(fā)熱所造成的電流效率低等而問題；
[0012]2、本實用新型可采用同一裝置對多種金屬、污水和金屬回收等進(jìn)行處理，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛；
[0013]3、本實用新型整體裝置采用溶液閉路密封循環(huán)，沒有有害氣體的排放，有效防止對環(huán)境污染，并且上塑封蓋和下塑封蓋采用過濾機(jī)模式，一方面便于工人開蓋出槽，另一方面克服了設(shè)備本身的承壓能力，防止長時間使用造成的泄漏問題；
[0014]4、本實用新型可選擇性的對金屬進(jìn)行電解沉積，并具有較高的電流密度及電流效率，能夠?qū)Φ蜐舛热芤哼M(jìn)行高效、高純度的電解提取，金屬回收率可達(dá)到99%。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)不意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖1描述本實用新型的實施例。
[0017]離心電解裝置，如圖1所示，包括有陰極筒I和陽極管或網(wǎng)筒3，所述陰極筒I采用316L不銹鋼或TA1/TA2純鈦材料制成，其中陰極筒I優(yōu)選的規(guī)格為Φ 219*3*1550mm、Φ 159*3*1250mm、Φ219*3*1250πιπι或Φ 159*3*1250mm。所述陰極筒I內(nèi)部設(shè)有始極筒板2，所述始極筒板2優(yōu)選采用0.3?0.5mm的TA2鈦彈板制成。所述陰極筒I上下兩端分別通過上塑封蓋6和下塑封蓋7密封，所述上塑封蓋6和下塑封蓋7采用PP材料制成的過濾機(jī)模式，所述上塑封蓋6和下塑封蓋7上均設(shè)有進(jìn)出液口 8，上塑封蓋6和下塑封蓋7采用過濾機(jī)模式，一方面便于工人開蓋出槽，另一方面克服了設(shè)備本身的承壓能力，防止長時間使用造成的泄漏問題。
[0018]所述陽極管或網(wǎng)筒3設(shè)于陰極筒I內(nèi)腔中間，并且陽極管或網(wǎng)筒3上端通過上定位桿4與上塑封蓋6固定連接，陽極管或網(wǎng)筒3下端通過下定位桿5與下塑封蓋7固定連接，保證極間距均等，所述陽極管或網(wǎng)筒3規(guī)格優(yōu)選Φ 76*3*1500mm、Φ 95*3*1500mm或者Φ 76*3*1200mm、Φ 108*3*1500mm或者 Φ 57*3*1200mm、Φ 57*3*1500mm等，其導(dǎo)電部位采用鈦銅復(fù)合制成，并且內(nèi)部設(shè)有銅導(dǎo)電裝置，裝配方式采用焊接或者液壓緊配合工藝，有效的增大電解面積，防止在大電流情況下陽極管或網(wǎng)筒由于導(dǎo)電不良發(fā)熱所造成的電流效率低等問題。
[0019]具體的，所述陽極管或網(wǎng)筒3包括鈦基體，所述鈦基體上設(shè)有MMO涂層，所述鈦基體和MMO涂層之間設(shè)有中間層和過渡層。陽極管或網(wǎng)筒3的制造核心是將貴金屬鹽涂覆于鈦基材，通過熱分解法將貴金屬鹽分解為貴金屬氧化物，沉積在鈦基體上，形成的貴金屬氧化物是缺氧型的金紅石固溶體，是由大量自由電子和空穴缺氧雙重作用組成的半導(dǎo)體，該貴金屬氧化物鈦陽極具有優(yōu)異的電催化活性和耐蝕性，應(yīng)用范圍廣，使用壽命長。其中，所述鈦基體上前處理采用噴砂加混合酸浸泡，混合酸浸泡后鈦基體表面較噴砂處理后更均勻，鈦基體表面微孔增多，較多的微孔一方面增加了鈦基體和涂層的結(jié)合力，另一方面，較多的微孔增加了鈦基體的真實表面積，真實表面積越大，陽極的電催化活性越好，陽極電位越低，鈦基體和涂層的結(jié)合力越好，隨之壽命越長。所述MMO涂層為鈦涂銥或者電積二氧化鉛等析氧陽極，所述MMO涂層是采用金屬有機(jī)鹽涂液并經(jīng)過梯度法制備，傳統(tǒng)鈦陽極制備采用金屬無機(jī)鹽涂液制備鈦陽極涂層，但該涂液分散性不好，且金屬無機(jī)鹽分解溫度高，分解不徹底，導(dǎo)致涂層均勻性差，涂層與基體結(jié)合力不好;本實用新型是把貴金屬無機(jī)鹽涂液制備為金屬的有機(jī)鹽涂液，該涂液具有高純、高分散性的特點，分解溫度低，在熱分解過程中，金屬的有機(jī)鹽分解徹底，且不含氯和其他不溶性無機(jī)雜質(zhì)，形成的貴金屬氧化物與基材結(jié)合力強(qiáng)。并且，傳統(tǒng)鈦陽極不采用梯度法制備，在加熱過程中，鈦基體和涂層的膨脹系數(shù)不一樣導(dǎo)致涂層和基體之間產(chǎn)生熱應(yīng)力，使涂層產(chǎn)生裂縫，從而使基體和涂層結(jié)合力下降;本實用新型中的鈦陽極采用梯度法制備涂層，是涂層組分按梯度變化，防止組分的裂變，減緩不同物質(zhì)間的熱應(yīng)力，防止涂層裂紋，得到和基材結(jié)合緊密的鈦陽極復(fù)合材料，延長陽極使用壽命。本實用新型在制備鈦陽極時采用了添加中間層的新技術(shù)，在鈦基體和活性層之間添加了中間層，即增強(qiáng)了耐腐蝕性有提高導(dǎo)電性，阻擋了氧氣對鈦基體的滲透，有效防止了鈦基材的鈍化，提高了鈦陽極的使用壽命，降低了析氧過電位，降低了槽電壓，降低能耗。另外，所述鈦基體內(nèi)部設(shè)有銅導(dǎo)電裝置，傳統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)一般都是銅導(dǎo)電片連接，使銅棒和陽極管都是線接觸或者點接觸，在使用過程電流較大時，銅導(dǎo)電片會慢慢氧化形成不導(dǎo)電的氧化銅，影響陽極效率，并且槽電壓較高，能耗較大，嚴(yán)重影響了陽極使用壽命;而本實用新型通過改變內(nèi)部結(jié)構(gòu)，把之前的銅導(dǎo)電片改為銅環(huán)等形式的導(dǎo)電裝置，使內(nèi)部結(jié)構(gòu)有以前的線接觸改為面接觸，有效的增大導(dǎo)電面積，降低了槽電壓，并且新涂層配方的低析氧電位，使陽極管在使用過程中大幅度降低了槽電壓，降低能耗。
[0020]現(xiàn)有技術(shù)在制造過程中，陽極管或網(wǎng)筒3長度與配套的陰極筒I長度相同，在使用過程中，由于邊緣效應(yīng)，兩板上下兩個邊緣長銅速度比較快，如果不及時清理，使上下兩個端頭形成短路，會擊穿陽極管，本實用新型采用使陽極管或網(wǎng)筒3長度比陰極筒I少100mm，及增大陽極管或網(wǎng)筒3與種板邊緣距離，消除了短路的隱患。
[0021]在陰極筒I與陽極管或網(wǎng)筒3之間的內(nèi)腔中設(shè)有高速流動的電解液，使用時，此裝置是以組為單位連通，一般一組為10-24支不等，10-24支采用串聯(lián)，組與組之間采用并聯(lián)形式，單支槽電壓為2.5v左右。工作時，電解液通過輸液栗從下向上高速打入陰極筒I內(nèi)進(jìn)行渦流電積金屬，其中，電解陰極電流密度可達(dá)到700-800A/m2，陽極電流密度為2000-2500A/m2之間，液體通過高速旋轉(zhuǎn)消除濃差極化，陰極析出金屬，陽極析出氧氣，氯氣等并集中收集。其中陰極銅出槽周期為2-3天，一般在45-55kg陰極產(chǎn)物進(jìn)行采集，陰極產(chǎn)品為Φ 219mm的管材。
[0022]本實用新型是基于各金屬離子理論析出電位E¢的差異，即欲被提取的金屬只要與溶液體系中其他金屬離子有較大的電位差，則電位較正的金屬易于在陰極優(yōu)先析出，其關(guān)鍵是通過高速液流消除濃差極化等對電解的不利影響，具有占地面積小，可采用同一裝置對多種金屬、污水和金屬回收等進(jìn)行處理，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，溶液閉路循環(huán)而防止有害氣體排放，保護(hù)環(huán)境等優(yōu)點;本實用新型可選擇性的對金屬進(jìn)行電解沉積，并具有較高的電流密度及電流效率，能夠?qū)Φ蜐舛热芤哼M(jìn)行高效、高純度的電解提取，金屬回收率可達(dá)到99 %以上，一般將銅可降解到lg/L以下，并陰極銅可達(dá)到99.99%o
[0023]上述實施例，只是本實用新型的較佳實施例，并非用來限制本實用新型實施范圍，故凡以本實用新型權(quán)利要求所述內(nèi)容所做的等效變化，均應(yīng)包括在本實用新型權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.離心電解裝置，其特征在于:包括有陰極筒(I)和陽極管或網(wǎng)筒(3)，所述陰極筒(I)內(nèi)部設(shè)有始極筒板(2)，所述陰極筒(I)上下兩端分別通過上塑封蓋(6)和下塑封蓋(7)密封，所述陽極管或網(wǎng)筒(3)設(shè)于陰極筒(I)內(nèi)腔中間，所述陽極管或網(wǎng)筒(3)上端通過上定位桿(4)與上塑封蓋(6)固定連接，所述陽極管或網(wǎng)筒(3)下端通過下定位桿(5)與下塑封蓋(7)固定連接，所述陰極筒(I)與陽極管或網(wǎng)筒(3)之間的內(nèi)腔中設(shè)有高速流動的電解液。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離心電解裝置，其特征在于:所述陰極筒(I)采用316L不銹鋼或TAl/TA2純鈦材料制成。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離心電解裝置，其特征在于:所述始極筒板(2)是采用0.3-0.5mm的TA2鈦彈板制成的筒體結(jié)構(gòu)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離心電解裝置，其特征在于:所述陽極管或網(wǎng)筒(3)的導(dǎo)電部位采用鈦銅復(fù)合棒制成，所述陽極管或網(wǎng)筒(3)包括鈦基體，所述鈦基體內(nèi)部設(shè)有銅導(dǎo)電裝置，所述鈦基體上設(shè)有MMO涂層，所述鈦基體和MMO涂層之間設(shè)有中間層和過渡層。5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的離心電解裝置，其特征在于:所述陽極管或網(wǎng)筒(3)長度比陰極筒(I)小100mm。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的離心電解裝置，其特征在于:所述上塑封蓋(6)和下塑封蓋(7)是采用PP材料制成的過濾機(jī)模式，所述上塑封蓋(6)和下塑封蓋(7)設(shè)有進(jìn)出液口(8)。
【文檔編號】C02F101/20GK205576297SQ201620413387
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年5月9日
【發(fā)明人】喬志華, 李喬
【申請人】寶雞市昌立特種金屬有限公司