离心电解装置的制造方法
【专利摘要】提供一种离心电解装置，包括有阴极筒和阳极管或网筒，阴极筒内部设有始极筒板，阴极筒上下两端分别通过上塑封盖和下塑封盖密封，阳极管或网筒设于阴极筒内腔中间，阳极管或网筒上端通过上定位杆与上塑封盖固定连接，阳极管或网筒下端通过下定位杆与下塑封盖固定连接，阴极筒与阳极管或网筒之间的内腔中设有高速流动的电解液。本实用新型是基于各金属离子理论析出电位的差异，并通过高速液流消除浓差极化等对电解的不利影响，具有占地面积小，应用领域广泛，溶液闭路循环而防止有害气体排放，保护环境，电流密度及电流效率高的优点，并且能够对低浓度溶液进行高效、高纯度的电解提取，金属回收率高。
【专利说明】
离心电解装置
技术领域
[0001]本实用新型属旋流电解技术领域，具体涉及一种离心电解装置。
【背景技术】
[0002]目前电解技术应用领域包括铜、锌、镍、钴、铅、金、银、贵金属及废水处理等多个方面，在全世界拥有几十家用户。所有的电解技术均建立在电化学基础理论之上，旋流电解技术也不例外。传统的电解技术是将阴阳极放置在缓慢流动或停滞的槽体内，在电场的作用下，阴离子向阳极定向移动，阳离子向阴极定向移动，通过控制一定的技术条件，欲获得的金属阳离子在阴极得到电子沉积析出，从而得到电解产品。该技术存在如缺点:一、结构复杂，占地面积大，应用领域范围小，很容易产生浓差极化，溶液电解过程中会产生有害气体排放并污染环境，电流密度及电流效率低;二、目前的旋流电解装置技术在阳极管或网筒的设计上存在缺陷，在使用过程中阳极管发热比较严重，严重影响了电流效率;三、在阴极上下盖的设计上存在缺陷，长时间使用有泄漏现象或者出槽过于繁琐问题。因此有必要提出改进。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型解决的技术问题:提供一种离心电解装置，本实用新型是基于各金属离子理论析出电位的差异，并通过高速液流消除浓差极化等对电解的不利影响，占地面积小，应用领域广泛，溶液闭路循环而防止有害气体排放，保护环境，电流密度及电流效率高，并且能够对低浓度溶液进行高效、高纯度的电解提取，金属回收率高;本实用新型阳极管或网筒的装配方式有效增大电解面积，防止在大电流情况下阳极管或网筒由于导电不良发热所造成的电流效率低的问题；另外，上下塑封盖结构便于出槽开盖，并且承压能力好，克服长时间使用造成泄漏的问题。
[0004]本实用新型采用的技术方案:离心电解装置，包括有阴极筒和阳极管或网筒，所述阴极筒内部设有始极筒板，所述阴极筒上下两端分别通过上塑封盖和下塑封盖密封，所述阳极管或网筒设于阴极筒内腔中间，所述阳极管或网筒上端通过上定位杆与上塑封盖固定连接，所述阳极管或网筒下端通过下定位杆与下塑封盖固定连接，所述阴极筒与阳极管或网筒之间的内腔中设有高速流动的电解液。
[0005]其中，所述阴极筒采用316L不锈钢或TA1/TA2纯钛材料制成。
[0006]所述始极筒板是采用0.3-0.5mm的TA2钛弹板制成的筒体结构。
[0007]所述阳极管或网筒的导电部位采用钛铜复合棒制成，所述阳极管或网筒包括钛基体，所述钛基体内部设有铜导电装置，所述钛基体上设有涂MMO层，所述钛基体和MMO涂层之间设有中间层和过渡层。
[0008]进一步地，所述阳极管或网筒长度比阴极筒少100_。
[0009]所述上塑封盖和下塑封盖是采用PP材料制成的过滤机模式，所述上塑封盖和下塑封盖上设有进出液口。
[0010]本实用新型与现有技术相比的优点:
[0011]1、本实用新型主要包括阴极筒和阳极管或网筒，采用便携式或模块组装，占地面积小，并且阳极管或网筒导电系统采用钛铜复合材料以及内部的铜导电装置，装配方式采用焊接或者液压紧配合工艺，有效的增大电解面积，防止在大电流情况下阳极管或网筒由于导电不良发热所造成的电流效率低等而问题；
[0012]2、本实用新型可采用同一装置对多种金属、污水和金属回收等进行处理，应用领域广泛；
[0013]3、本实用新型整体装置采用溶液闭路密封循环，没有有害气体的排放，有效防止对环境污染，并且上塑封盖和下塑封盖采用过滤机模式，一方面便于工人开盖出槽，另一方面克服了设备本身的承压能力，防止长时间使用造成的泄漏问题；
[0014]4、本实用新型可选择性的对金属进行电解沉积，并具有较高的电流密度及电流效率，能够对低浓度溶液进行高效、高纯度的电解提取，金属回收率可达到99%。
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型的结构不意图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图1描述本实用新型的实施例。
[0017]离心电解装置，如图1所示，包括有阴极筒I和阳极管或网筒3，所述阴极筒I采用316L不锈钢或TA1/TA2纯钛材料制成，其中阴极筒I优选的规格为Φ 219*3*1550mm、Φ 159*3*1250mm、Φ219*3*1250πιπι或Φ 159*3*1250mm。所述阴极筒I内部设有始极筒板2，所述始极筒板2优选采用0.3?0.5mm的TA2钛弹板制成。所述阴极筒I上下两端分别通过上塑封盖6和下塑封盖7密封，所述上塑封盖6和下塑封盖7采用PP材料制成的过滤机模式，所述上塑封盖6和下塑封盖7上均设有进出液口 8，上塑封盖6和下塑封盖7采用过滤机模式，一方面便于工人开盖出槽，另一方面克服了设备本身的承压能力，防止长时间使用造成的泄漏问题。
[0018]所述阳极管或网筒3设于阴极筒I内腔中间，并且阳极管或网筒3上端通过上定位杆4与上塑封盖6固定连接，阳极管或网筒3下端通过下定位杆5与下塑封盖7固定连接，保证极间距均等，所述阳极管或网筒3规格优选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，其导电部位采用钛铜复合制成，并且内部设有铜导电装置，装配方式采用焊接或者液压紧配合工艺，有效的增大电解面积，防止在大电流情况下阳极管或网筒由于导电不良发热所造成的电流效率低等问题。
[0019]具体的，所述阳极管或网筒3包括钛基体，所述钛基体上设有MMO涂层，所述钛基体和MMO涂层之间设有中间层和过渡层。阳极管或网筒3的制造核心是将贵金属盐涂覆于钛基材，通过热分解法将贵金属盐分解为贵金属氧化物，沉积在钛基体上，形成的贵金属氧化物是缺氧型的金红石固溶体，是由大量自由电子和空穴缺氧双重作用组成的半导体，该贵金属氧化物钛阳极具有优异的电催化活性和耐蚀性，应用范围广，使用寿命长。其中，所述钛基体上前处理采用喷砂加混合酸浸泡，混合酸浸泡后钛基体表面较喷砂处理后更均匀，钛基体表面微孔增多，较多的微孔一方面增加了钛基体和涂层的结合力，另一方面，较多的微孔增加了钛基体的真实表面积，真实表面积越大，阳极的电催化活性越好，阳极电位越低，钛基体和涂层的结合力越好，随之寿命越长。所述MMO涂层为钛涂铱或者电积二氧化铅等析氧阳极，所述MMO涂层是采用金属有机盐涂液并经过梯度法制备，传统钛阳极制备采用金属无机盐涂液制备钛阳极涂层，但该涂液分散性不好，且金属无机盐分解温度高，分解不彻底，导致涂层均匀性差，涂层与基体结合力不好;本实用新型是把贵金属无机盐涂液制备为金属的有机盐涂液，该涂液具有高纯、高分散性的特点，分解温度低，在热分解过程中，金属的有机盐分解彻底，且不含氯和其他不溶性无机杂质，形成的贵金属氧化物与基材结合力强。并且，传统钛阳极不采用梯度法制备，在加热过程中，钛基体和涂层的膨胀系数不一样导致涂层和基体之间产生热应力，使涂层产生裂缝，从而使基体和涂层结合力下降;本实用新型中的钛阳极采用梯度法制备涂层，是涂层组分按梯度变化，防止组分的裂变，减缓不同物质间的热应力，防止涂层裂纹，得到和基材结合紧密的钛阳极复合材料，延长阳极使用寿命。本实用新型在制备钛阳极时采用了添加中间层的新技术，在钛基体和活性层之间添加了中间层，即增强了耐腐蚀性有提高导电性，阻挡了氧气对钛基体的渗透，有效防止了钛基材的钝化，提高了钛阳极的使用寿命，降低了析氧过电位，降低了槽电压，降低能耗。另外，所述钛基体内部设有铜导电装置，传统的内部结构一般都是铜导电片连接，使铜棒和阳极管都是线接触或者点接触，在使用过程电流较大时，铜导电片会慢慢氧化形成不导电的氧化铜，影响阳极效率，并且槽电压较高，能耗较大，严重影响了阳极使用寿命;而本实用新型通过改变内部结构，把之前的铜导电片改为铜环等形式的导电装置，使内部结构有以前的线接触改为面接触，有效的增大导电面积，降低了槽电压，并且新涂层配方的低析氧电位，使阳极管在使用过程中大幅度降低了槽电压，降低能耗。
[0020]现有技术在制造过程中，阳极管或网筒3长度与配套的阴极筒I长度相同，在使用过程中，由于边缘效应，两板上下两个边缘长铜速度比较快，如果不及时清理，使上下两个端头形成短路，会击穿阳极管，本实用新型采用使阳极管或网筒3长度比阴极筒I少100mm，及增大阳极管或网筒3与种板边缘距离，消除了短路的隐患。
[0021]在阴极筒I与阳极管或网筒3之间的内腔中设有高速流动的电解液，使用时，此装置是以组为单位连通，一般一组为10-24支不等，10-24支采用串联，组与组之间采用并联形式，单支槽电压为2.5v左右。工作时，电解液通过输液栗从下向上高速打入阴极筒I内进行涡流电积金属，其中，电解阴极电流密度可达到700-800A/m2，阳极电流密度为2000-2500A/m2之间，液体通过高速旋转消除浓差极化，阴极析出金属，阳极析出氧气，氯气等并集中收集。其中阴极铜出槽周期为2-3天，一般在45-55kg阴极产物进行采集，阴极产品为Φ 219mm的管材。
[0022]本实用新型是基于各金属离子理论析出电位E¢的差异，即欲被提取的金属只要与溶液体系中其他金属离子有较大的电位差，则电位较正的金属易于在阴极优先析出，其关键是通过高速液流消除浓差极化等对电解的不利影响，具有占地面积小，可采用同一装置对多种金属、污水和金属回收等进行处理，应用领域广泛，溶液闭路循环而防止有害气体排放，保护环境等优点;本实用新型可选择性的对金属进行电解沉积，并具有较高的电流密度及电流效率，能够对低浓度溶液进行高效、高纯度的电解提取，金属回收率可达到99 %以上，一般将铜可降解到lg/L以下，并阴极铜可达到99.99%o
[0023]上述实施例，只是本实用新型的较佳实施例，并非用来限制本实用新型实施范围，故凡以本实用新型权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本实用新型权利要求范围之内。
【主权项】
1.离心电解装置，其特征在于:包括有阴极筒(I)和阳极管或网筒(3)，所述阴极筒(I)内部设有始极筒板(2)，所述阴极筒(I)上下两端分别通过上塑封盖(6)和下塑封盖(7)密封，所述阳极管或网筒(3)设于阴极筒(I)内腔中间，所述阳极管或网筒(3)上端通过上定位杆(4)与上塑封盖(6)固定连接，所述阳极管或网筒(3)下端通过下定位杆(5)与下塑封盖(7)固定连接，所述阴极筒(I)与阳极管或网筒(3)之间的内腔中设有高速流动的电解液。2.根据权利要求1所述的离心电解装置，其特征在于:所述阴极筒(I)采用316L不锈钢或TAl/TA2纯钛材料制成。3.根据权利要求1所述的离心电解装置，其特征在于:所述始极筒板(2)是采用0.3-0.5mm的TA2钛弹板制成的筒体结构。4.根据权利要求1所述的离心电解装置，其特征在于:所述阳极管或网筒(3)的导电部位采用钛铜复合棒制成，所述阳极管或网筒(3)包括钛基体，所述钛基体内部设有铜导电装置，所述钛基体上设有MMO涂层，所述钛基体和MMO涂层之间设有中间层和过渡层。5.根据权利要求1、2、3或4所述的离心电解装置，其特征在于:所述阳极管或网筒(3)长度比阴极筒(I)小100mm。6.根据权利要求5所述的离心电解装置，其特征在于:所述上塑封盖(6)和下塑封盖(7)是采用PP材料制成的过滤机模式，所述上塑封盖(6)和下塑封盖(7)设有进出液口(8)。
【文档编号】C02F101/20GK205576297SQ201620413387
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年5月9日
【发明人】乔志华, 李乔
【申请人】宝鸡市昌立特种金属有限公司