一种新型在氢氧化钠溶液中固相连续铅电解装置的制作方法

本实用新型涉及固相电解设备技术领域，具体为一种新型在氢氧化钠溶液中固相连续铅电解装置。

背景技术：

通过改变溶液条件，使溶质以固体形式从溶液中分出的操作技术称为固相析出分离法。现有技术中在固相电解铅电解工艺中的电解槽设计基本维持传统设计，即阳极板和阴极板竖向间隔排列(阳极多阴极一片)，同时浸没于电解液中(保持液面下阴阳极面积相当)，阴极出装槽为周期性间断出装槽。

然而，此固相电解方式带来的问题是：

电解阳极产生的气体是由液体中向液面移动并溢出，带动电解液钠盐向空气中扩散，污染环境并影响作业人员健康。

氢氧化钠溶液固相铅电解过程中，电解液温度一般控制在40-60℃,钠盐的挥发大，污染环境并影响作业人员健康。

氢氧化钠溶液固相铅电解，电解过程中，氢氧化钠的浓度一般控制在2-15％，易产生海绵铅，漂浮于阴阳极之间，易造成短路。

氢氧化钠固相铅电解，电解过程中，阳极副反应大，阴极电流效率低。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种用于解决上述背景技术的问题，而我们发明的新型实用型连续电解装置，在氢氧化钠固相电解铅工艺基本克服了上述问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种新型在氢氧化钠溶液中固相连续铅电解装置，包括机架以及喷淋塔，电解槽与喷淋塔之间连接有气相收集管；机架上设置有阴极链板，电解槽上罩，电解槽体、阳极、阳极接线柱、阴极接线柱以及海绵铅清洗装置，电解槽上罩设置于电解槽体上方，阴极接线柱以及阳极接线柱分别设置于电解槽体外部，与电源相连接，阴极链板与阴极接线柱相连接；机架两端还设置有装料装置以及卸料装置，海绵铅清洗装置位于卸料装置一端，装料装置位于阴极链板另一端；喷淋塔上设置有循环泵及管路、引风机及管线、喷淋管以及排气管，排气管位于喷淋塔顶部，循环泵及管路位于喷淋塔底部，引风机及管线以及喷淋管同侧设置于喷淋塔上。

优选的，所述海绵铅清洗装置由旋转刷和溜槽组成，旋转刷为塑料或尼龙材质。

优选的，所述电解槽体上设置有出液管，出液管位于阴极链板下方，用于排出电解槽体内部氢氧化钠溶液，起到溢流作用，出液管与电解液循环池(图中未式出)相连通，液体通过出液管04流入电解液循环池。

优选的，所述电解槽体上方设置有进液管，进液管进液管连接循环泵相连(图中未式出)，将电解液循环池中的液体输送至电解槽而供液。

具体的说，本实用新型其主要部件有：机架，阴极链板(钢条)，电解槽上罩，电解槽体(含进排液口)，阴、阳极接线柱，气相收集管，喷淋塔，循环泵及管路，引风机及管线，喷淋管，排气管，阴极背面海绵铅清洗装置。

导电和绝缘：在本电解装置中，阴极链板(钢带)导电是接线柱通过链板托辊轮传递给链板导电；阳极导电是通过阳极导电柱和阳极板连接导电；电机和链轮(辊轮)传动是靠橡胶皮带传动；为使电能不损失，采用二级绝缘：一级绝缘，链板传动辊轮底座与机座之间增设绝缘橡胶垫；二级绝缘，机架与地面采取绝缘橡胶垫绝缘。上述二级绝缘措施，有效保证电能不流失。

启动本实用新型在氢氧化钠溶液固相铅连续电解工艺装置，固体铅膏通过装料装置装入到移动的阴极链板(钢带)长度方向中间部分，链条两侧分别约有30mm左右未装填固体铅膏，链板(钢带)以一定的工作速度运转(变频调速)或间断运转；从有料层的阴极链板(钢带)进入电解液开始到离开电解液的过程中，料层发生两次化学反应：

1当有料层的阴极链板(钢带)移动至电解液中，在无电场a段是发生化学反应段，此段的反应时间是化学反应段的长度除以链条运转速率，铅膏中硫酸铅，氧化铅与氢氧化钠溶液反应溶解度较高的亚铅酸钠，二氧化铅与氢氧化钠溶液反应生成溶解度较高的铅酸钠，此过程反应时间为此段长度除以链条运转速度。

2当有料层的阴极链板上部(钢带上部)移动至电解液阳极板下部时，上部阳极和阴极链板宽度一致，即在b段是发生电化学反应，链板上装填铅膏中硫酸铅，氧化铅，二氧化铅在电场的作用下，还原生成金属铅；同时b段阴极链板上部沿着长度方向未装填铅膏两侧(宽度依据铅离子浓度和电积析出能力确定，约为30mm)和上部阳极形成电积区，链板下部不锈钢阴极和电解槽底部不锈钢阴极和长侧部不锈钢阴极，和链板下部的阳极形成电积区(如果电解槽为非导体，仅在链板底部形成电积区)，溶液中铅离子在电场的作用下，通过控制铅离子浓度等方式，生成海绵铅漂浮在液体表面或吸附阴极链板(钢带)未装填铅膏的空白区域，电化学反应段时间是电场长度除以链条运转速度。在极链板(钢带)背面金属铅通过海绵铅清洗装置清洗后汇入溜槽和清洗液一起汇入总溜槽，最后收集海绵铅。

随着电解的进行，链板(钢带)的运行，阴极链板(钢带)上的铅膏电解完毕的金属铅和电积的海绵铅通过卸料装置出料，连续不断进料和连续不断地出料，从而实现连续电解的目的，为后续工作提供了便利。

随着电解时间的延长，电解液的温度上升，电解产生的气体和电解液的挥发物，随着气相一起脱离液面，在引风机作用下，电解槽内形成微负压，气相向上升过程中，当气相遇到电解槽罩阻挡，一部分钠盐被阻在电解槽罩上，一部分钠盐通过引风机进入喷淋塔，在喷漆管和喷淋塔中折流填料的阻碍作用下，钠盐被液体吸收，最后排出洁净的气体到空气中，杜绝钠盐对环境的污染，改善工作环境。喷淋液体循环使用，当钠盐浓度达到一定时补充到电解液中。

在连续电解过程中，电解液中有细小的海绵铅出现，海绵铅漂浮在电解液表面上，由于阳极和阴极埋没于电解液中，海绵铅不会在阴阳极间搭接导致短路，从而也降低了电耗，提高了电效。同时海绵铅随着电解液的流动，通过电解液循环出液管流出，从而达到回收海绵铅的目的。

本实用新型在氢氧化钠溶液固相铅连续电解工艺装置，电解槽体采用塑料板(树脂和树脂砂浆)和电解槽罩采用塑料板(树脂和树脂砂浆)等材料制造；链板(钢带)2带有裙边，采用不锈钢(钛材，钛合金)制造，喷淋塔及其引风机及管路采用塑料(不锈钢，钛材，钛合金)制造，密封严密可靠。整体结构简单，投入成本低，使用效果好，经济环保，长期使用，具有较好的经济和社会效益。

有益效果：

1本实用新型在电解槽罩、喷淋塔、喷淋管和抽风机的作用下，排出的气相基本上不含钠盐，解决了环境污染，改善了工作条件。

2本实用新型在链板(钢带)输送下，从而实现了连续还原浸出、连续固相电解和连续离子电积，极大的提高了电解槽使用效率和电流效率，具有很好使用价值和经济效益。

3本实用新型在液体浮力和气液流动性的双向作用下，杜绝了常规电解中海绵铅引起的阳极和阴极搭接而引起的短路问题，提高了安全生产的可靠性，同时降低了能耗。

4本实用新型是全湿法电解回收铅装置，是目前火法回收铅的替代设备，具有推广和应用价值。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型之电解槽体内部结构示意图；

图3为本实用新型之阳极板示意图；

图中：01、机架，02、装料装置，03、阴极链板，04、出液管，05、电解槽上罩，06、电解槽体，07、气相收集管，08、阳极接线柱，09、阴极接线柱，10、卸料装置，11、管路，12、管线，13、喷淋管，14、喷淋塔，15、排气管，16、海绵铅清洗装置，08a、阳极。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，本实用新型提供一种技术方案：

一种新型在氢氧化钠溶液中固相连续铅电解装置，包括机架01以及喷淋塔14，电解槽体06与喷淋塔14之间连接有气相收集管07；机架01上设置有阴极链板03，电解槽上罩05，电解槽体06、阳极接线柱08、阴极接线柱09以及海绵铅清洗装置16，电解槽上罩05设置于电解槽体06上方，阴极接线柱09以及阳极接线柱08分别设置于电解槽体06外部，与电源相连接，阴极链板03与阴极接线柱09相连接；机架01两侧还设置有装料装置02以及卸料装置10，海绵铅清洗装置16位于卸料装置10一端，装料装置02位于阴极链板03另一端；喷淋塔14上设置有循环泵及管路11，循环泵位于喷淋塔14底部，引风机及管线12、喷淋管13以及排气管15，排气管15位于喷淋塔14顶部，循环泵及管路11、引风机及管线12以及喷淋管13同侧设置于喷淋塔14上。

优选的，所述海绵铅清洗装置16为旋转塑料(尼龙等)刷和溜槽组成。

优选的，所述电解槽体06上设置有出液管04，出液管04位于阴极链板03下方，用于排出电解槽体06内部氢氧化钠溶液，起到溢流作用。出液管04与电解液循环池(图中未式出)相连通，液体通过出液管04流入电解液循环池。

优选的，所述电解槽体06上方设置有进液管，进液管通过循环泵相连(图中未式出)，将电解液循环池中的液体输送至电解槽而供液。

如图1～2所示，

本实用新型其主要部件有：机架01，阴极链板(钢条)03，电解槽上罩05，电解槽体(含进排液口)06，阴、阳极接线柱(件09和件08)，气相收集管07，喷淋塔14，循环泵及管路11，引风机及管线12，喷淋管13，排气管15，阴极背面海绵铅清洗装置16。

导电和绝缘：在本电解装置中，阴极链板(钢带)03导电是接线柱09通过链板托辊轮传递给链板导电；阳极导电是通过阳极导电柱08和阳极板连接导电；电机和链轮(辊轮)传动是靠橡胶皮带传动；为使电能不损失，采用二级绝缘：一级绝缘，链板传动辊轮底座与机座之间增设绝缘橡胶垫；二级绝缘，机架与地面采取绝缘橡胶垫绝缘。上述二级绝缘措施，有效保证电能不流失。

启动本实用新型在氢氧化钠溶液固相铅连续电解工艺装置，固体铅膏通过装料装置02装入到移动的阴极链板(钢带)03上，链板(钢带)以一定的工作速度运转(变频调速)。从有料层的阴极链板(钢带)进入电解液开始到离开电解液的过程中，料层发生两次化学反应：

1当有料层的阴极链板(钢带)移动至电解液中，在无电场a段是发生化学反应段，此段的反应时间是化学反应段的长度除以链条运转速率，铅膏中硫酸铅，氧化铅与氢氧化钠溶液反应溶解度较高的亚铅酸钠，二氧化铅与氢氧化钠溶液反应生成溶解度较高的铅酸钠，此过程反应时间为此段长度除以运转速度。

2当有料层的阴极链板上部(钢带上部)移动至电解液阳极板下部时，上部阳极和阴极链板宽度一致，即在b段是发生电化学反应，链板上装填铅膏中硫酸铅，氧化铅，二氧化铅在电场的作用下，还原生成金属铅；同时b段阴极链板上部沿着长度方向未装填铅膏的两侧(宽度约为30mm)和上部阳极形成电积区，链板下部不锈钢阴极和电解槽底部不锈钢阴极和长侧部不锈钢阴极，和链板下部的阳极形成电积区(如果电解槽为非导体，仅有链板下部形成电积区)，溶液中铅离子在电场的作用下，通过控制铅离子浓度等方式，生成海绵铅漂浮在液体表面或吸附阴极链板(钢带)背面，电化学反应段时间是电场长度除以链条运转速率。在极链板(钢带)背面金属铅通过海绵铅清洗装置16清洗后汇入溜槽和清洗液一起汇入总溜槽，最后收集海绵铅。

随着电解的进行，链板(钢带)的运行，阴极链板(钢带)03上的铅膏电解完毕的金属铅和电积的海绵铅铅通过卸料装置10出料，连续不断进料和连续不断地出料，从而实现连续电解的目的，为后续工作提供了便利。

随着电解时间的延长，电解液的温度上升，电解产生的气体和电解液的挥发物，随着气相一起脱离液面，在引风机12作用下，电解槽内形成微负压，气相向上升过程中，当气相遇到电解槽罩阻挡，一部分钠盐被阻在电解槽罩上，一部分钠盐通过引风机进入喷淋塔，在喷漆管13和喷淋塔14中折流填料的阻碍作用下，钠盐被液体吸收，最后排出洁净的气体到空气中，杜绝钠盐对环境的污染，改善工作环境。喷淋液体循环使用，当钠盐浓度达到一定时补充到电解液中。

在连续电解过程中，电解液中有细小的海绵铅出现，海绵铅漂浮在电解液表面上，由于阳极和阴极埋没于电解液中，海绵铅不会在阴阳极间搭接导致短路，从而也降低了电耗，提高了电效。同时海绵铅随着电解液的流动，通过电解液循环出液管流出，从而达到回收海绵铅的目的。

本实用新型在氢氧化钠溶液固相铅连续电解工艺装置，电解槽体06采用塑料板(不锈钢，树脂和树脂砂浆)和电解槽上罩05采用塑料板(不锈钢，树脂和树脂砂浆)等材料制造；阴极链板(钢带)2(或带有裙边)和阳极8，采用不锈钢(钛材，钛合金)等制造，喷淋塔及其引风机及管路10采用塑料(不锈钢，钛材，钛合金)制造，密封严密可靠。整体结构简单，投入成本低，使用效果好，经济环保，长期使用，具有较好的经济和社会效益。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。