专利名称：气动电化学反应方法及专用装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电解金属的方法及专用装置，尤其是一种可有效地消除电 解液浓差极化、改善电解槽内的传质、节省电能、降低成本的气动电化学反应 方法及专用装置。
背景技术：
在电解金属过程中，带正电荷的离子在电场的作用下向阴极运动，到达阴 极后获得电子形成金属而沉积，阴极附近的金属离子浓度将大大低于溶液主体 的金属离子浓度，从而导致所谓的浓差极化现象，即使电压增加也不再对电流 产生影响，即电解过程达到"极限电流"，影响电解效率，增加电能消耗，直 接影响了电解金属的价格和产量。目前国内电解金属行业的节电技术普遍存在 着效果不明显、设备投入大、改造成本高、技术推广慢等问题。
发明内容
本发明是为了解决现有技术所存在的上述技术问题，提供一种可有效地消 除电解液浓差极化、改善电解槽内的传质、节省电能、降低成本的气动电化学 反应方法及专用装置。
本发明的技术解决方案是 一种气动电化学反应方法，在电解金属过程中， 向电解液中充入气体，充入量是每秒在每平方米电解槽的平面内为
0.001~0.05m3，气体的气泡直径为0.002 0.01m。
是用漩涡气泵向电解液底部充入气体。
一种气动电化学反应专用装置，其特征在于设有用于与气泵相接的竖直 进气管1，竖直进气管1的下部与空气分散器2相接。
所述的空气分散器2是多个横向设置的排气管3，在排气管3上设有多个 排气孔4。
所述排气孔4是在排气管3上方沿中心轴线对称设置的两排，每两个排气 管3之间的夹角a是80 110度，沿轴线的间距是8 10mm。
所述的空气分散器2是横向设置的排气腔5，排气腔5上面是多孔网结构6。 所述的多孔网结构6的网孔直径范围为0.2~5mm，孔隙率为5~75%。所述竖直进气管1的下部通过横向分气管7与两套空气分散器2相接，所 述横向分气管7内设有分气控制阀8。
在所述排气管3的底部设有排液孔9，排液孔9上安装有悬浮放液阀10。
所述悬浮放液阀10设有上悬浮片11、下悬浮片12，上悬浮片11与下悬浮 片12之间接有竖直连杆13。
本发明是在电解金属的过程中向电解液中充入气泡，以在电解槽中达到最 佳的气液两相流动，最大程度地消除电解过程中所产生的浓差极化与扩散阻力， 改善整个电解槽中总体浓度分布和传质效率，从而大大提高了极限电流和电解 效率、减少电能消耗，解决了电解金属过程中的高能耗问题，与同类电解槽相 比，可节能20~50%。降低了电解金属的成本。所用专用装置结构简单、安装维 修方便、供气效果好，通过所设置的分气阀，可实现可采取连续供气或间歇供 气的方式；所设置的悬浮放液阀可自动将排气管中的液体排出，保证气泡的正 常供给。
图1是本发明实施例的工艺过程示意图。
图2是本发明实施例1专用装置结构示意图。
图3是图2的俯视图。
图4是本发明实施例1排气管的横截面剖视图。 图5是本发明实施例2专用装置结构示意图。 图6是本发明实施例2中分气管7的剖视图。
具体实施例方式
下面将结合
本发明的具体实施方式
。 实施例1:
具体工艺流程如图1所示气泵14通过阀门15与竖直进气管1相接，竖 直进气管1的下部与空气分散器2相接。在电解金属过程中，向电解液中充入 气体，充入量是每秒在每平方米电解槽的平面内为0.001~0.05m3，气体的气泡 直径为0.002~0.01m，最好是用漩涡气泵向电解液底部充入气体。
所用装置如图2、图3、图4所示空气分散器2是与竖直进气管1下部相 接的多个横向设置的排气管3，在排气管3上设有多个排气孔4。排气孔4可以 根据气泡产生量任意设置，最好是在排气管3上方沿中心轴线对称设置的两排， 每两个排气孔4之间的夹角a是80 110度，沿轴线的间距是8 10mm。在所述排气管3的底部设有排液孔9，排液孔9上安装有悬浮放液阀10，所述悬浮放液 阀10设有上悬浮片11、下悬浮片12，上悬浮片11与下悬浮片12之间接有竖 直连杆13。上悬浮片11、下悬浮片12及竖直连杆13制作材料的平均密度略低 于电解液密度，当排气管3中存有液体时，悬浮放液阀IO受浮力作用自动开启 放出液体；当液体排净时，悬浮放液阀10失去浮力支持，自动关闭，防止了气 体的泄漏。 实施例2:
实施例2的工艺流程及参数同实施例1，所用装置如图5、图6所示其中 空气分散器2是横向设置的排气腔5，排气腔5上面是多孔网结构6，所述的多 孔网结构6的网孔直径范围为0.2 5mm，孔隙率为5~75%。采用间歇供气时， 可以在竖直进气管1的下部通过横向分气管7与两套空气分散器2相接，所述 横向分气管7内设有分气控制阀8，可以使电磁阀、气动阀等，定时轮流供气。
旋涡气泵使用风压不小于lOKPa，产生的空气流速为0.02m/s。
权利要求
1. 一种气动电化学反应方法，其特征在于在电解金属过程中，向电解液中充入气体，充入量是每秒在每平方米电解槽的平面内为0.001～0.05m3，气体的气泡直径为0.002～0.01m。
2. 根据权利要求l所述的气动电化学反应方法，其特征在于是用漩涡气泵向电解液底部充入气体。
3. —种如权利要求l所述气动电化学反应专用装置，其特征在于设有用于与气泵相接的竖直进气管(1)，竖直进气管(1)的下部与空气分散器(2)相接。
4. 根据权利要求3所述的气动电化学反应专用装置，其特征在于所述的空气分散器(2)是多个横向设置的排气管(3)，在排气管(3)上设有多个排气孔(4)。
5. 根据权利要求4所述的气动电化学反应专用装置，其特征在于所述排气孔(4)是在排气管(3)上方沿中心轴线对称设置的两排，每两个排气管(3)之间的夹角a是80~110度，沿轴线的间距是8~10mm。
6. 根据权利要求3所述的气动电化学反应专用装置，其特征在于所述的空气分散器(2)是横向设置的排气腔(5)，排气腔(5)上面是多孔网结构(6)。
7. 根据权利要求6所述的气动电化学反应专用装置，其特征在于所述的多孔网结构(6)的网孔直径范围为0.2 5mm，孔隙率为5~75%。
8. 根据权利要求3所述的气动电化学反应专用装置，其特征在于所述竖直进气管(1)的下部通过横向分气管(7)与两套空气分散器(2)相接，所述横向分气管(7)内设有分气控制阀(8)。
9. 根据权利要求4所述的气动电化学反应专用装置，其特征在于在所述排气管(3)的底部设有排液孔(9)，排液孔(9)上安装有悬浮放液阀(10)。
10. 根据权利要求9所述的气动电化学反应专用装置，其特征在于所述悬浮放液阀(10)设有上悬浮片(11)、下悬浮片(12)，上悬浮片(11)与下悬浮片(12)之间接有竖直连杆(13)。
全文摘要
本发明公开一种可有效地消除电解液浓差极化、改善电解槽内的传质、节省电能、降低成本的气动电化学反应方法及专用装置。气动电化学反应方法是在电解金属过程中，向电解液中充入气体，充入量是每秒在每平方米电解槽的平面内为0.001～0.05m<sup>3</sup>，气体的气泡直径为0.002～0.01m。所用专用装置是设有用于与气泵相接的竖直进气管(1)，竖直进气管(1)的下部与空气分散器(2)相接。
文档编号C25C7/00GK101457374SQ20081023004
公开日2009年6月17日 申请日期2008年12月23日 优先权日2008年12月23日
发明者刘仁辰, 崔占峰, 崔科研 申请人:大连英斯特生物技术有限公司