專利名稱：一種高電流密度循環流陽極隔膜電解裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種隔膜電解裝置，尤其是一種高電流密度循環流陽極隔膜電解裝置。
背景技術：
目前，傳統的隔膜電解裝置是將陰陽極放置在電解液緩慢流動的槽體內，每塊陰極均置于獨立的隔膜袋內，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條件，目標金屬陽離子在陰極得到電解沉積析出，從而得到高純的電解產品。由于電極反應速度往往要快于離子的擴散速度，從而形成了濃差極化。在傳統的電積槽中，正是由于陰極的濃差極化，造成少量雜質離子或者氫離子與目標金屬離子一起在陰極上析出，一方面導致陰極產品質量下降，另一方面造成陰極電流效率大幅度降低，從而增加單位產品能耗。同時，傳統的隔膜電解技術一般采用陰極隔膜袋實現溶液的單向流 動，每個陰極隔膜袋相對獨立，致使袋內陰極液無法實現高速流動。因此，采用傳統的隔膜電解技術進行金屬的提純或電解沉積，為了保證較高的陰極電流效率以及陰極產品質量，其電流密度必須控制在較低的范圍內，從而造成電解體系龐大、設備投資費用高、生產效率低。
發明內容
本發明要解決上述現有技術的缺點，提供一種結構簡單的、產能更高的高電流密度循環流陽極隔膜電解裝置。本發明解決其技術問題采用的技術方案這種高電流密度循環流陽極隔膜電解裝置，主要包括養陽極框、陰極框和緊固拉桿，陽極框固定在上部的緊固拉桿上，陰極框固定在下部的緊固拉桿上，陽極框外套有隔膜袋，陽極框上固定有陽極板，陽極框內形成陽極板區，陰極框上固定有陰極板，陽極框的外部形成陰極板區，陰極區的一側的電解槽壁設有陰極液循環噴液裝置，另一側設有陰極液循環回液裝置。所述陰極液循環噴液裝置由陰極液循環進液管和陰極液循環噴液口組成。所述陰極液循環回液裝置由陰極液循環回液管和陰極液循環回液口組成。本發明有益的效果是本發明將陽極框套在隔膜袋內以及循環流裝置，提高了陰極液循環流量，增大金屬陽離子的遷移速度，從而消除陰極濃差極化，實現陰極高電流密度條件下較高的陰極電流效率以及高品質的陰極產品，以達到通過大幅度提高電流密度，顯著增加單位電解裝置生產能力的目的，在實現大幅度降低電解精煉系統投資的同時，有效降低生產運行費用。
圖I是本發明的結構示意圖；圖2是陰極區側面結構示意圖。
附圖標記說明緊固拉桿1，陽極框2，隔膜袋3，陽極板區4，陰極板區5，陰極液循環回液管6，陰極液循環回液口 7，陰極板8，陽極板9，陰極液循環噴液口 10，陰極液循環進液管11，陰極框12，陽極泥排泥通道13，端封板14，緊固壓框15，墊塊16，陽極泥沉降室17，緊固螺母18。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進一步說明如圖所示，這種高電流密度循環流陽極隔膜電解裝置，主要包括養陽極框2、陰極框12和緊固拉桿1，陽極框2固定在上部的緊固拉桿I上，陰極框12固定在下部的緊固拉桿I上，緊固拉桿I的兩端設有端封板14，通過緊固螺母18固定，端封板14上設有緊固壓框15，緊固拉桿I與端部的陰極框12或陽極框2接觸處設有墊塊16。陽極框2外套有隔膜袋3，陽極框2上固定有陽極板9，陽極框2上設有陽極泥排泥通道13，陽極框2下部設有陽極泥沉降室17，陽極框2內形成陽極板區4，陰極框12上固定有陰極板8，陽極框2的外部形成陰極板區5，陰極區5之間相互連通，陰極區5的一側的電解槽壁設有陰極液循環噴 液裝置，另一側設有陰極液循環回液裝置，陰極液循環噴液裝置由陰極液循環進液管11和陰極液循環噴液口 IO組成，陰極液循環回液裝置由陰極液循環回液管6和陰極液循環回液口 7組成，循環裝置的設計使電解槽中陰極液進行快速循環，實現陰極周圍溶液的快速流動，金屬陽離子的對流遷移速率大大提高，從而彌補擴散速率的不足，達到降低陰極濃差極化的目的，使陰極電流密度在保證陰極產品質量和陰極電流效率的前提下，能夠大幅度提升。最終達到在電解槽規格不變的如提下，大幅度提聞電解生廣能力的目的。實施方法I將硫酸鎳溶液調整pH至3. 0-3. 5，加溫至70_75°C，加入硼酸至5_6g/L，該硫酸鎳溶液自高位槽自流至電解槽中，待硫酸鎳溶液充滿電解槽后，開啟陰極液自循環泵，使陰極液在槽內自循環，并在每塊陰極表面形成循環流。當陰極液自循環流量達到1500m3/Mt，將陰極電流密度提升至380A/m2，電解4天后，取出陰極產品，其陰極電流效率達到96%，單槽陰極產品產量較電流密度為230A/m2時提高66%。實施方法2將硫酸鎳溶液調整pH至3. 0-3. 5，加溫至70_75°C，加入硼酸至5_6g/L，該硫酸鎳溶液自高位槽自流至電解槽中，待硫酸鎳溶液充滿電解槽后，開啟陰極液自循環泵，使陰極液在槽內自循環，并在每塊陰極表面形成循環流。當陰極液自循環流量達到2000m3/Mt，將陰極電流密度提升至420A/m2，電解4天后，取出陰極產品，其陰極電流效率達到95. 8%，單槽陰極產品產量較電流密度為230A/m2時提高81. 8%。實施方法3將硫酸鎳溶液調整pH至3. 0-3. 5，加溫至70_75°C，加入硼酸至5_6g/L，該硫酸鎳溶液自高位槽自流至電解槽中，待硫酸鎳溶液充滿電解槽后，開啟陰極液自循環泵，使陰極液在槽內自循環，并在每塊陰極表面形成循環流。當陰極液自循環流量達到2300m3/Mt，將陰極電流密度提升至450A/m2，電解4天后，取出陰極產品，其陰極電流效率達到95. 6%，單槽陰極產品產量較電流密度為230A/m2時提高95%。實施方法4
將硫酸鎳溶液調整pH至3. 0-3. 5，加溫至70_75°C，加入硼酸至5_6g/L，該硫酸鎳溶液自高位槽自流至電解槽中，待硫酸鎳溶液充滿電解槽后，開啟陰極液自循環泵，使陰極液在槽內自循環，并在每塊陰極表面形成循環流。當陰極液自循環流量達到3000m3/Mt，將陰極電流密度提升至480A/m2，電解4天后，取出陰極產品，其陰極電流效率達到96. 1%，單槽陰極產品產量較電流密度為230A/m2時提高106%。金屬離子電解沉積過程中，通過在電解槽中將陽極框2套在隔膜袋3的設計，使電解槽中每個陰極板區5實現聯通，實現陰極液槽內自循環，并在陰極板區的側端增加循環流噴頭，使電解槽中陰極液進行快速循環，實現陰極周圍溶液的快速流動，陰極液循環流量達到150-3000m3/Mt，陰極電流密度為350_600A/m2，電解液中金屬離子濃度35_70g/L，陰極電流效率大于95%，陰極產品質量不受高 電流密度的影響，是一個清潔、高效、環保的先進技術，該方法適用于鎳、鈷、銅、鉛、鋅、金、銀等金屬的電解沉積提取以及金屬提純，除上述實施例外，本發明還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發明要求的保護范圍。
權利要求
1.一種高電流密度循環流陽極隔膜電解裝置，主要包括養陽極框(2)、陰極框(12)和緊固拉桿(1)，其特征是陽極框(2)固定在上部的緊固拉桿(I)上，陰極框(12)固定在下部的緊固拉桿(I)上，陽極框(2)外套有隔膜袋(3)，陽極框(2)上固定有陽極板(9)，陽極框(2)內形成陽極板區(4)，陰極框(12)上固定有陰極板(8)，陽極框(2)的外部形成陰極板區(5)，陰極區(5)的一側的電解槽壁設有陰極液循環噴液裝置，另一側設有陰極液循環回液裝置。
2.根據權利要求I所述的高電流密度循環流陽極隔膜電解裝置，其特征是所述緊固拉桿(I)的兩端設有端封板(14)，通過緊固螺母(18)固定，端封板(14)上設有緊固壓框(15)。
3.根據權利要求I或2所述的高電流密度循環流陽極隔膜電解裝置，其特征是所述緊固拉桿(I)與端部的陰極框(12 )或陽極框(2 )接觸處設有墊塊(16 )。
4.根據權利要求I所述的高電流密度循環流陽極隔膜電解裝置，其特征是所述陰極液循環噴液裝置由陰極液循環進液管(11)和陰極液循環噴液口(10)組成。
5.根據權利要求I所述的高電流密度循環流陽極隔膜電解裝置，其特征是所述陰極液循環回液裝置由陰極液循環回液管(6 )和陰極液循環回液口( 7 )組成。
6.根據權利要求I所述的高電流密度循環流陽極隔膜電解裝置，其特征是所述陽極框(2 )上設有陽極泥排泥通道(13)。
7.根據權利要求I或6所述的高電流密度循環流陽極隔膜電解裝置，其特征是所述陽極框(2)下部設有陽極泥沉降室(17)。
全文摘要
本發明涉及一種高電流密度循環流陽極隔膜電解裝置，陽極框固定在上部的緊固拉桿上，陰極框固定在下部的緊固拉桿上，陽極框外套有隔膜袋，陽極框上固定有陽極板，陽極框內形成陽極板區，陰極框上固定有陰極板，陽極框的外部形成陰極板區，陰極區的一側的電解槽壁設有陰極液循環噴液裝置，另一側設有陰極液循環回液裝置。本發明有益的效果是本發明將陽極框套在隔膜袋內以及循環流裝置，提高了陰極液循環流量，增大金屬陽離子的遷移速度，實現陰極高電流密度條件下較高的陰極電流效率以及高品質的陰極產品，以達到通過大幅度提高電流密度，顯著增加單位電解裝置生產能力的目的，有效降低生產運行費用。
文檔編號C25C7/06GK102851709SQ20121035786
公開日2013年1月2日 申請日期2012年9月24日 優先權日2012年9月24日
發明者林建平 申請人:杭州百斯特塑焊設備有限公司