一种电解金属锰阳极泥的收集、吸送系统的制作方法

本发明涉及湿法冶金领域，特别是涉及一种电解金属锰阳极泥的收集、吸送系统。

背景技术：

金属锰等纯金属通常采用电解法来生产。而其电解是在带有隔膜的电解槽内进行的。其槽体结构较复杂，分阴极区、阳极区、下部假底三部分，用隔膜隔开而区分。

在阴极区中放置阴极板，在阴极区硫酸锰水溶液电解时，阴极室硫酸锰水溶液处于中性偏碱(ph：7～8)状态时，二价锰离子mn2+才能析出锰金属片。

而阳极区：隔膜袋内置的阳极板与下部假底相通，以便阳极液通过假底溢流排出。阳极在电解过程中放出h+，为酸性，同时不可避免产生阳极析出物晶体(阳极泥)，随着电解继续，附吸在沉积于阳极上析出物晶体不断长大而脱落于电解槽槽底。槽中设有的下部假底要求具较高的密封性能，防止阴极室硫酸锰水溶液与阳极室的阳极溶液互串，否则无法保证锰电解析出正常运行。

当今在电解金属锰行业的电解生产过程中约有20％～30％的二价锰离子mn2+，会在电解槽阳极区中不可避免被氧化成二价锰离子mn4+，并向阳极方向运动，在阳极上以二氧化锰mno2的形式被析出，同时在阳极上与其他杂质(pb、sn、ag、cao、mgo、al2o3、sio2)等离子结晶物共同形成了电解阳极泥mno2。它们在阳极上沉积至一定厚度时，大部分会脱落而散沉于电解槽底的下部假底，少部分电解阳极泥因颗粒细微而悬浮在阳极液中或粘附在隔膜袋上。

电解金属锰的生产是在带有隔膜、结构复杂的电解槽内进行的，在生产过程中阳极不可避免产生析出物晶体(阳极泥)，随着电解继续，附吸沉积在阳极上析出物不断长大而脱落，分散沉入于设有密封性能好的下部假底，颗粒细微的阳极泥悬浮在阳极液中或者粘附隔膜袋上。

电解锰阳极泥的产生量约为每生产出一吨电解金属锰产生锰阳极泥量为：80～150kg。随着电解金属锰生产时间的不断连续增长，电解槽内阳极区会逐渐生成大量的锰阳极泥，大颗粒沉入电解槽底，颗粒细微的锰阳极泥悬浮在阳极液中或者粘附隔膜袋上。当析出的锰阳极泥累计到一定程度后，将会严重影响电解金属锰的正常生产。，因此，需要定期清理。否则，将引起阴阳极短路，降低电流效率，增加电能消耗。同时在阴极析出的单质金属的纯度达不到质量要求。

针对上述问题，电解金属锰行业对阳极泥的处理全都采用：横电、短时间内暂停待清理电解槽的生产，再用落后传统的人力手工操作来清理电解槽内的阳极泥及其结晶物。其处理特点：

电解槽操作面酸雾弥漫，能见度低，操作时要面对固相、液相、气相的侵蚀，对操作人员身心健康有一定影响；

现场操作清槽人员多、且操作面劳动强度较大，工作时间长、人力耗费大，工作效率低、造成了生产成本增高；

立体交叉作业，带电作业、悬空作业、带水作业存在诸多不利于安全的因素；

对电解槽清理处理耗时过长、降低了电解槽正常工时利用率、也就是影响了电解金属锰产能。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种电解金属锰阳极泥的收集、吸送系统，实现将阳极泥从电解槽溶液中分离，提供一个稳定、持续、现场清洁的电解金属锰生产环境。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种电解金属锰阳极泥的收集、吸送系统，包括：

电解槽，用于内置反应离子液；

刮泥装置，设置在所述电解槽的底部的吸泥口相对侧处，用于将沉积在所述电解槽的底部的阳极泥收集到所述电解槽的底部的吸泥口处；所述吸泥口设置在所述电解槽的底部的事故排液口处；

阳极泥真空抽吸输送装置，设置在所述电解槽的外部，并通过所述吸泥口与所述电解槽的底部连通，用于将收集在所述吸泥口处的阳极泥进行吸送；

电力驱动装置，与所述刮泥装置连接，用于根据控制器的控制带动所述刮泥装置所述电解槽的底部进行往返运动；

控制器，分别与所述电力驱动装置和所述阳极泥真空抽吸输送装置连接，用于当电解反应进行设定时间后，控制所述电力驱动装置转动；还用于当所述刮泥装置将沉积在所述电解槽的底部的阳极泥收集到所述吸泥口处后，控制所述阳极泥真空抽吸输送装置进行阳极泥的吸送。

可选的，所述刮泥装置包括：刮泥板和刮泥板运行轨道；

所述刮泥板运行轨道设置在所述电解槽的底部和侧壁上；所述刮泥板设置在所述刮泥板运行轨道上，并与所述电力驱动装置连接；所述刮泥板通过在所述刮泥板运行轨道上运动，将沉积在所述电解槽的底部的阳极泥收集到所述电解槽的底部的吸泥口处。

可选的，所述阳极泥真空抽吸输送装置包括：真空吸泥口真空电动阀、阳极泥吸送管、真空受液器、重力下降管、第一真空电动控制阀、液封槽、机械离心泵、真空气水分离器、排液管、第二真空电动控制阀、真空管路和真空泵；

所述阳极泥吸送管、真空受液器、重力下降管、液封槽以及机械离心泵依次连通；所述真空吸泥口真空电动阀设置在所述阳极泥吸送管上；所述第一真空电动控制阀设置在所述重力下降管上；

所述真空受液器、真空气水分离器、排液管以及液封槽依次连通；所述第二真空电动控制阀设置在所述排液管上；

所述真空受液器通过所述真空管路与所述真空泵连通。

可选的，所述机械离心泵包括阳极泥输送泵、控制球阀、避震喉和阳极泥输送管；

所述阳极泥输送泵的出泥口通过所述避震喉与所述阳极泥输送管连通；

所述控制球阀设置在所述液封槽与所述阳极泥输送泵之间的管路上。

可选的，所述收集、吸送系统还包括：牵引机构；

所述牵引机构分别与所述刮泥装置和所述电力驱动装置连接。

可选的，所述牵引机构包括：316l钢丝绳和滑轮组；

所述316l钢丝绳的一端连接所述刮泥装置；所述316l钢丝绳的另一端通过所述滑轮组与所述电力驱动装置连接。

可选的，所述收集、吸送系统还包括吸泥罩和吸泥短管；

所述吸泥罩设置在所述吸泥口处；所述吸泥短管设置在所述吸泥口与所述阳极泥真空抽吸输送装置之间。

可选的，所述电解槽的底部形状为长方形。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明所提供的一种电解金属锰阳极泥的收集、吸送系统，通过刮泥装置将沉积在所述电解槽的底部的阳极泥收集到所述电解槽的底部的吸泥口处，实现对电解槽底散落堆积阳极泥进行捕捉与收集；再通过阳极泥真空抽吸输送装置将收集在所述吸泥口处的阳极泥进行吸送，实现了将阳极泥从电解槽溶液中分离；本发明取代了传统、原始人力手工操作清理槽内的阳极泥办法，解决了由人力手工操作清理槽内阳极泥的弊端，提供一个稳定、持续、现场清洁的电解金属锰生产环境，保证了电解金属锰的产能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的一种电解金属锰阳极泥的收集、吸送系统结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种电解金属锰阳极泥的收集、吸送系统，实现将阳极泥从电解槽溶液中分离，提供一个稳定、持续、现场清洁的电解金属锰生产环境。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明所提供的一种电解金属锰阳极泥的收集、吸送系统结构示意图，如图1所示，本发明所提供的一种电解金属锰阳极泥的收集、吸送系统，包括：电解槽1、刮泥装置、阳极泥真空抽吸输送装置、电力驱动装置2和控制器。

电解槽1用于内置反应离子液。所述电解槽1的底部形状为长方形。所述电解槽1为捕捉与收集阳极泥提供一个工作平台。

刮泥装置设置在所述电解槽1的底部的吸泥口5相对侧处，刮泥装置用于将沉积在所述电解槽1的底部的阳极泥收集到所述电解槽1的底部的吸泥口5处；所述吸泥口5设置在所述电解槽1的底部的事故排液口处。阳极泥真空抽吸输送装置设置在所述电解槽1的外部，并通过所述吸泥口5与所述电解槽1的底部连通，阳极泥真空抽吸输送装置用于将收集在所述吸泥口5处的阳极泥进行吸送。

电力驱动装置2与所述刮泥装置连接，电力驱动装置2用于根据控制器的控制带动所述刮泥装置所述电解槽1的底部进行往返运动。电力驱动装置2为刮泥装置提供原动力，确保刮泥装置能够正向与反向二个方向运行(从吸泥口5相对侧向吸泥口5处运动为正向，从吸泥口5向吸泥口5相对侧运动为反向)，并且能准确控制正向与反向二个方向运行的行程量，同时装置具有抗腐蚀和防腐蚀的能力。

控制器分别与所述电力驱动装置2和所述阳极泥真空抽吸输送装置连接，控制器用于当电解反应进行设定时间后，控制所述电力驱动装置2转动；控制器还用于当所述刮泥装置将沉积在所述电解槽1的底部的阳极泥收集到所述吸泥口5处后，控制所述阳极泥真空抽吸输送装置进行阳极泥的吸送。

作为一个具体的实施例，当电解反应进行设定时间后，电解槽1的底部的阳极泥堆积到了一定的程度，控制器控制所述电力驱动装置2正向转动，进而带动所述刮泥装置从吸泥口5相对侧向吸泥口5处运动，将阳极泥捕捉收集到吸泥口5处；所述控制器再控制电力驱动装置2反向转动，进而将刮泥装置带动到吸泥口5相对侧。当电解反应再一次进行设定时间后，再重复上述操作。

所述刮泥装置包括：刮泥板3和刮泥板运行轨道4。

所述刮泥板运行轨道4设置在所述电解槽1的底部和侧壁上；所述刮泥板3设置在所述刮泥板运行轨道4上，并与所述电力驱动装置2连接；所述刮泥板3通过在所述刮泥板运行轨道4上运动，将沉积在所述电解槽1的底部的阳极泥收集到所述电解槽1的底部的吸泥口5处。刮泥板运行轨道4保障刮泥板3的工作姿态正常、按照确定线路运行。

本发明所提供的一种电解金属锰阳极泥的收集、吸送系统还包括：牵引机构。牵引机构起到电力驱动机构与刮泥装置纽带连接作用。

所述牵引机构分别与所述刮泥装置和所述电力驱动装置2连接。

所述牵引机构包括：316l钢丝绳7和滑轮组8。

所述316l钢丝绳7的一端连接所述刮泥装置；所述316l钢丝绳7的另一端通过所述滑轮组8与所述电力驱动装置2连接。

316l钢丝绳7包括正向与反方二组钢丝绳，刮泥板3与正向与反方二组钢丝绳分别通过五个滑轮由电力驱动装置2连接运行的。

滑轮组8中的滑轮均为定滑轮，其主要作用是改变力的作用方向。

所述阳极泥真空抽吸输送装置包括：真空吸泥口真空电动阀6、阳极泥吸送管9、真空受液器10、重力下降管12、第一真空电动控制阀11、液封槽13、机械离心泵、真空气水分离器18、排液管20、第二真空电动控制阀19、真空管路21和真空泵22。

所述阳极泥真空抽吸输送装置是真空系统借助真空设备在真空系统内形成一定的真空度，而电解槽1下部假底的溶液在大气压的作用下将收集于吸泥口5附近处的阳极泥抽吸至真空受液器10中，真空受液器10中的阳极泥在重力作用下流入液封槽13，然后再用机械离心泵输送送至下一工序。

所述阳极泥吸送管9、真空受液器10、重力下降管12、液封槽13以及机械离心泵依次连通；所述真空吸泥口真空电动阀6设置在所述阳极泥吸送管9上；所述第一真空电动控制阀11设置在所述重力下降管12上。整个过程保证系统处于一个真空状态，到达能够顺利地抽吸阳极泥浆液目的。

液封槽13实际是一个盛装阳极泥浆液的容器，它起到一个接纳与转移阳极泥浆液中转站的功能。

所述真空吸泥口真空电动阀6的目的：一是控制电解槽1内溶液；二是确保真空抽吸输送装置真空度。

所述真空受液器10、真空气水分离器18、排液管20以及液封槽13依次连通；所述第二真空电动控制阀19设置在所述排液管20上。真空气水分离器18用于将气水混合物进行分离，分离出的腐蚀液相通过排液管20排泄至液封槽13，以免真空泵22零部件被液相腐蚀。

为了使腐蚀液相不进入真空泵22内，至使零部件不被腐蚀，分离器容积足够大，能够保证气水有充足时间分离，内部要有专门捕获液滴装置保证气水分离彻底，产生的腐蚀液相通过排液管20顺利排泄至液封槽13，所采用的制作材料的材质具有耐腐蚀的能力。真空电动控制阀主要作用：是确保真空抽吸系统真空度。要求其开关灵活、密封、耐腐蚀并具有电动控制功能。

所述真空受液器10通过所述真空管路21与所述真空泵22连通。真空泵22的主要作用就是在真空系统中抽除气体分子，降低真空系统内气体压力使之达到要求的真空度。将收集于吸泥口5附近处阳极泥用真空抽吸装置进行抽吸输送至真空受液器10，实现阳极泥从电解槽1溶液中分离。

所述机械离心泵包括阳极泥输送泵15、控制球阀14、避震喉16和阳极泥输送管17。

所述阳极泥输送泵15的出泥口通过所述避震喉16与所述阳极泥输送管17连通。

所述控制球阀14设置在所述液封槽13与所述阳极泥输送泵15之间的管路上。

本发明所提供的一种电解金属锰阳极泥的收集、吸送系统还包括吸泥罩和吸泥短管。通过吸泥口5、吸泥罩以及吸泥短管能够便于集中抽吸阳极泥，达到抽吸顺利以及提高阳极泥的抽吸率目的。

所述吸泥罩设置在所述吸泥口5处；所述吸泥短管设置在所述吸泥口5与所述阳极泥真空抽吸输送装置之间。

本发明所提供的一种电解金属锰阳极泥的收集、吸送系统的技术效果为：

1、在不改变电解金属锰正常生产组织、工艺装备的正常配置、不改变其工艺技术操作条件的原则下，采用电力驱动、机械操作对电解槽1底阳极泥捕捉收集，对收集于吸泥口5处的阳极泥采用真空抽吸装置进行抽吸输送的方法及装置取代目前国内电解金属锰行业仍采用传统原始人力手工操作清理落后方法，实现了将阳极泥从电解槽1溶液中分离，提供一个稳定、持续、现场清洁的电解金属锰生产环境。

2、该装置操作简单实用，易于实现智能自动化控制，操作稳定性好，不仅实现了阳极泥的在线抽吸，而且大大提高了阳极泥的抽吸率，避免了阳极泥在锰电解槽1底的堆积。不仅实现电解金属锰生产过程长周期运行，并提高了电解金属锰单槽生产能力，同时，降低操作人员的劳动强度，改善作业环境。

3、选用的对阳极泥捕捉收集—真空吸送的工艺技术方案与装置充分利用原电解金属锰的工艺装备与设施，不占用电解金属锰电积生产时间，对电解产生的阳极泥处理过程不返浑，消除阳极泥对目标金属沉积的影响，确保了电解金属锰质量；对电解生产过程中产生的阳极泥处理过程实现了智能自动化，消除电积生产过程的酸雾对清槽操作人员的侵害，尤其是便利了今后实施智能自动化、大型电积槽的方案。

4、展示了电解锰金属精炼生产过程中是怎样在不停电(不停槽、连续生产的智能自动化控制)，采用电力驱动、机械操作的方式对电解金属阳极泥捕捉收集，对收集于吸泥口5处的阳极泥采用真空抽吸装置进行抽吸输送的方法及装置，并在实际生产当中得以运用的优异性能。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。