一种电解槽及应用该电解槽的电解装置的制作方法

1.本技术涉及电解设备技术领域，尤其涉及一种电解槽及应用该电解槽的电解装置。


背景技术：

2.目前电解金属锰行业使用的都是小型电解槽，电解槽的宽度在980mm高1020mm长度在2000mm至5000mm之间，同样产能下小型电解槽所需的数量多、极板数量众多、单板运行电流小，人工成本高，运行成本高，非常不利于自动化操作。小型电解槽假底焊接在槽内与电解槽成为一个整体，清理难度大，维修困难、电解液回收难度大等。


技术实现要素：

3.为解决上述问题，本技术之一提供了一种电解槽，包括电解槽本体，所述电解槽本体的内壁固定设置有冷却管，所述电解槽本体的上面两端均分别固定设置有一阳极板导电装置和一阴极板导电装置；
4.所述阳极板导电装置与电源正极连接，所述阴极板导电装置与电源负极连接。电解槽本体的上面两侧都分别设置阳极板导电装置和阴极板导电装置，能够同时两路供电，可以增大极板和导电装置的接触面积从而降低接触电阻提高电流，避免极板不导电和接触不良发热。
5.优选地，所述阳极板导电装置包括阳极板第一导电铜排和阳极板第二导电铜排；
6.所述阴极板导电装置包括阴极板第一导电铜排和阴极板第二导电铜排；
7.所述阳极板第一导电铜排和阴极板第一导电铜排固定设置在所述电解槽本体上面的一侧，二者相互绝缘平行设置；
8.所述阳极板第二导电铜排和阴极板第二导电铜排固定设置在所述电解槽本体上面的另一侧，二者相互绝缘平行设置；
9.所述阳极板第一导电铜排和阳极板第二导电铜排通过阳极板连接铜排相互连接；阳极板第一导电铜排、阳极板第二导电铜排及阳极板连接铜排共同构成侧视图为u形结构的形状平行设置在电解槽本体边框上。
10.所述阴极板第一导电铜排和阴极板第二导电铜排通过阴极板连接铜排相互连接；阴极板第一导电铜排、阴极板第二导电铜排及阴极板连接铜排共同构成侧视图为u形结构的形状平行设置在电解槽本体边框上，且该u形结构将上述阳极板第一导电铜排、阳极板第二导电铜排及阳极板连接铜排共同构成侧视图为u形结构的形状包含在其中，二者呈一大一小的u形结构，并且不相互接触或者通过绝缘方式间隔开。这样就便于集中供电。
11.所述阳极板连接铜排的一端固定设置有阳极电源接入铜排，所述阴极板连接铜排的一端固定设置有阴极电源接入铜排。阳极电源接入铜排、阴极电源接入铜排分别与电源母线连接。
12.优选地，所述阳极板第一导电铜排的顶面呈圆弧状结构，所述阳极板第二导电铜
排的横截面为方形结构；
13.所述阴极板第一导电铜排的顶面呈圆弧状结构，阴极板第二导电铜排的横截面为方形结构。顶面呈圆弧状结构的阳极板第一导电铜排、阴极板第一导电铜排与开设有对应弧形槽的阳极板第一导电铜排、阴极板第一导电铜排能够根据极板重力作用自动校对，使得所有的极板不会发生倾斜，而且，由于采用弧形的面接触，接触面增大，接触电阻更低，更有利于电流的传导和减少发热。
14.优选地，所述电解槽本体内放置有隔膜框；
15.所述电解槽本体的内腔底面固定设置有隔膜框底部定位块，电解槽本体的内腔上面四周可拆卸设置有隔膜框顶部定位块；
16.所述隔膜框包括隔膜框底座，所述隔膜框底座为四面封闭顶部敞口的方形容器，该隔膜框底座的上面固定设置有极板框底板；
17.所述极板框底板为板材结构，其上平行开设有多个极板通槽，所述极板框底板的四周竖直固定设置有支撑杆，所述支撑杆的顶部固定设置有极板框顶框，所述极板框顶框呈口字形结构，其内可活动平行设置有多根布袋支撑杆，所述布袋支撑杆与所述极板通槽相互平行对应设置。布袋支撑杆用于将布袋卡设在极板框顶框上，布袋支撑杆间隔设置，布袋内插入阳极板，没有布袋的插入阴极板。该布袋是四周封闭底部和顶部敞口的结构，底部穿过极板通槽并固定连接，布袋的底部敞口直接和隔膜框底座连通，阳极板产生的阳极泥等随着布袋下落进入到隔膜框底座内。设置这样的结构，可以将阳极泥方便地收集并清理。
18.优选地，所述隔膜框底座的一侧开设有溢流口，所述溢流口上固定设置有溢流管；
19.所述电解槽本体的前面顶部固定设置有溢流槽，所述溢流槽的底部开设有溢流出口；溢流出口用于引出溢流的容液，方便排出。
20.当隔膜框装入所述电解槽本体内时，所述溢流管的顶端与溢流槽相互对应；溢流管的顶端位于溢流槽内，这样就便于接收溢流出的容液和阳极泥。
21.优选地，所述极板框顶框的上面四角还固定设置有吊环。吊环用于吊起整个隔膜框以便于安装以及清洗电解槽本体内部。
22.优选地，所述电解槽本体包括构成电解槽的槽板和固定围绕在电解槽四周的加强框架；槽板共有5块，采用增强聚丙烯、塑料、玻璃钢等绝缘材料制成，底板和四周的侧板共同构成顶部敞口的容器。
23.所述电解槽本体的前面底部开设有排液口。排液口用于排出电解槽本体内的液体以便于清洗。
24.所述电解槽本体的长为1500mm~2500mm，宽为1500mm~2000mm，高为1500mm~2000mm。由于电解槽尺寸增大后，容积增大，单槽产量高，工艺控制能实现自动化操作，工艺稳定性好。
25.该电解槽的有益效果包括：
26.1电解槽本体的上面两侧都分别设置阳极板导电装置和阴极板导电装置，能够同时两路供电，可以增大极板和导电装置的接触面积从而降低电阻提高电流，避免极板不导电和接触不良发热；
27.2导电装置上设置圆弧形结构，有效增大接触面积减小接触电阻，进而提高接触稳定性；
28.3设置可以独立拆装的隔膜框，方便拆装更换，便于对电解槽本体进行清洗，提高有效电解时间；
29.4、电解槽尺寸增大后，容积增大，单槽产量高，自动化成本低，工艺控制能实现自动化操作，工艺稳定性得到提高有利增产稳产。
30.本技术之二提供了一种基于上述电解槽的电解装置，包括电解槽、阳极板、阴极板；
31.所述阳极板的导电部架设在电解槽本体两侧的阳极板导电装置上，阳极板导电装置分别从两端为阳极板传导电流；
32.所述阴极板的导电部架设在电解槽本体两侧的阴极板导电装置，阴极板导电装置分别从两端为阴极板传导电流。
33.优选地，所述阳极板包括阳极极板、阳极导电梁、阳极挂耳以及阳极导电铜排，所述阳极导电梁的下面固定设置有所述阳极极板，阳极导电梁的上面固定设置有阳极挂耳，阳极导电梁内穿设有所述阳极导电铜排；所述阳极导电铜排的长度大于所述阳极导电梁，且阳极导电铜排的两端凸出于所述阳极导电梁；
34.所述阴极板包括阴极极板、阴极导电梁、阴极挂耳、以及阴极导电铜排，所述阴极导电梁的下面固定设置有所述阴极极板，阴极导电梁的上面固定设置有阴极挂耳，阴极导电梁内穿设有所述阴极导电铜排，所述阴极导电铜排长度大于所述阴极导电梁，且阴极导电铜排的两端凸出于所述阴极导电梁。这样的结构，可以使得阳极板、阴极板分别可以从两侧对应的阳极板导电装置和阴极板导电装置获得电流供给，大大增加了极板和导电装置之间的接触面积，降低了接触电阻，提高了导电的可靠性。接触电阻小了之后，也就降低了极板的不导电故障率，也就提高了生产效率，同时，由于接触电阻小，电流增大，极板也就可以相应地增大，极板增大后，在同等产能的情况下，能够减小电解槽的长度，更便于机械化、自动化升级。工作的时候，阳极板的阳极极板和阴极板阴极极板浸泡在电解槽本体内的容液中，阳极板的两侧阳极导电铜排架设在电解槽本体两侧的阳极板导电装置上，同样的，阴极板的两侧阴极导电铜排架设在电解槽本体两侧的阴极板导电装置上，通电后，两侧的阳极板导电装置、阴极板导电装置同时为对应的阳极板和阴极板从两端提供电流通路，这样就可以减少极板接触不良的问题，并增加电流量。
35.优选地，凸出于所述阳极导电梁一端的阳极导电铜排底面开设有与阳极板第一导电铜排相对应的阳极板接触槽；
36.凸出于所述阴极导电梁一端的阴极导电铜排底面开设有与阴极板第一导电铜排相对应的阴极板接触槽。阳极板接触槽和阴极板接触槽均为弧形结构，分别和阳极板第一导电铜排的圆弧状结构、阴极板第一导电铜排的圆弧状结构相对应。
37.本技术之二的电解装置将电解槽的尺寸进行了较大调整，容积增大，单槽产量高，工艺控制能实现自动化操作，工艺稳定性到提高有利增产稳产，此外其极板数量是小型电解槽的1/3至1/6, 采用双边导电，极板导电电流大，不导电率低，极板接触部位发执量小，能大电流运行，如果形成规模可在超高电流强度下运行，相同产能电解槽数量较小型电解槽明显减少，自动化程度高，运行维护成本低。
附图说明
38.图1是本技术提供的实施例中电解槽的立体示意图；
39.图2是本技术提供的实施例中电解槽的爆炸示意图；
40.图3是本技术提供的实施例中电解槽本体的立体示意图；
41.图4是本技术提供的实施例中电解槽本体的主视图；
42.图5是本技术提供的实施例中电解槽本体的俯视图；
43.图6是本技术提供的实施例中电解槽本体的左视图；
44.图7是本技术提供的实施例中电解槽本体的局部剖视图；
45.图8是本技术提供的实施例中隔膜框的立体示意图；
46.图9是本技术提供的实施例中隔膜框的爆炸示意图；
47.图10是本技术提供的实施例中电解装置的立体示意图；
48.图11是本技术提供的实施例中电解装置的爆炸示意图；
49.图12是本技术提供的实施例中阳极板的立体结构示意图；
50.图13是本技术提供的实施例中阴极板的立体结构示意图。
具体实施方式
51.为使本技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施方式中的图1~13，对本技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本技术保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施方式。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
52.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
53.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
54.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特
征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
55.如图1~9所示，一种电解槽，包括电解槽本体1，电解槽本体1的内壁固定设置有冷却管2，电解槽本体1的上面两端均分别固定设置有一阳极板导电装置12和一阴极板导电装置13。阳极板导电装置12与电源正极连接，阴极板导电装置13与电源负极连接。电解槽本体1的上面两侧都分别设置阳极板导电装置12和阴极板导电装置13，能够同时两路供电，可以增大极板和导电装置的接触面积从而降低电阻提高电流，避免极板接触不良。
56.更具体地，阳极板导电装置12包括阳极板第一导电铜排120和阳极板第二导电铜排121，阴极板导电装置13包括阴极板第一导电铜排130和阴极板第二导电铜排131，阳极板第一导电铜排120和阴极板第一导电铜排130固定设置在电解槽本体1上面的一侧，二者相互绝缘平行设置。阳极板第二导电铜排121和阴极板第二导电铜排131固定设置在电解槽本体1上面的另一侧，二者相互绝缘平行设置。阳极板第一导电铜排120和阳极板第二导电铜排121通过阳极板连接铜排122相互连接。阳极板第一导电铜排120、阳极板第二导电铜排121及阳极板连接铜排122共同构成侧视图为u形结构的形状平行设置在电解槽本体1边框上。
57.阴极板第一导电铜排130和阴极板第二导电铜排131通过阴极板连接铜排132相互连接，阴极板第一导电铜排130、阴极板第二导电铜排131及阴极板连接铜排132共同构成侧视图为u形结构的形状平行设置在电解槽本体1边框上，且该u形结构将上述阳极板第一导电铜排120、阳极板第二导电铜排121及阳极板连接铜排122共同构成侧视图为u形结构的形状包含在其中，二者呈一大一小的u形结构，并且不相互接触或者通过绝缘方式间隔开。这样就便于集中供电了。
58.阳极板连接铜排122的一端固定设置有阳极电源接入铜排123，阴极板连接铜排132的一端固定设置有阴极电源接入铜排133。阳极电源接入铜排123、阴极电源接入铜排133分别与电缆连接，电缆另一端和电源连接。
59.在一实施例中，阳极板第一导电铜排120的顶面呈圆弧状结构，阳极板第二导电铜排121的横截面为方形结构，阴极板第一导电铜排130的顶面呈圆弧状结构，阴极板第二导电铜排131的横截面为方形结构。顶面呈圆弧状结构的阳极板第一导电铜排120、阴极板第一导电铜排130与开设有对应弧形槽的阳极板第一导电铜排120、阴极板第一导电铜排130能够根据极板重力作用自动校对，使得所有的极板不会发生倾斜，而且，由于采用弧形的面接触，接触面增大，接触电阻更新，更有利于电流的传导。
60.此外，电解槽本体1内放置有隔膜框3，电解槽本体1的内腔底面固定设置有隔膜框底部定位块16，电解槽本体1的内腔上面四周可拆卸设置有隔膜框顶部定位块17。隔膜框3包括隔膜框底座30，隔膜框底座30为四面封闭顶部敞口的方形容器，该隔膜框底座30的上面固定设置有极板框底板31。极板框底板31为板材结构，其上平行开设有多个极板通槽310，极板框底板31的四周竖直固定设置有支撑杆32，支撑杆32的顶部固定设置有极板框顶框33，极板框顶框33呈口字形结构，其内可活动平行设置有多根布袋支撑杆330，布袋支撑杆330与极板通槽310相互平行对应设置。极板框顶框33的上面四角还固定设置有吊环34。吊环34用于吊起整个隔膜框3以便于安装以及清洗电解槽本体1内部。布袋支撑杆330用于
将布袋卡设在极板框顶框33上，布袋支撑杆330间隔设置，布袋内插入阳极板，没有布袋的插入阴极板。该布袋是四周封闭底部和顶部敞口的结构，底部穿过极板通槽310并固定连接，布袋的底部敞口直接和隔膜框底座30连通，阳极板产生的阳极泥等随着布袋下落进入到隔膜框底座30内。设置这样的结构，可以将阳极泥方便地收集并清理。
61.隔膜框底座30的一侧开设有溢流口300，溢流口300上固定设置有溢流管35，电解槽本体1的前面顶部固定设置有溢流槽15，溢流槽15的底部开设有溢流出口，溢流出口用于引出溢流的容液，方便排出。
62.当隔膜框3装入电解槽本体1内时，溢流管35的顶端与溢流槽15相互对应，溢流管35的顶端位于溢流槽15内，这样就便于接收溢流出的容液和阳极泥。
63.本实施例中，电解槽本体1包括构成电解槽的槽板10和固定围绕在电解槽四周的加强框架11，槽板10共有5块，采用增强聚丙烯材料制成，底板和四周的侧板共同构成顶部敞口的容器。电解槽本体1的前面底部开设有排液口14。排液口14用于排出电解槽本体1内的液体以便于清洗。电解槽本体1的长为1500mm~2500mm，宽为1500mm~2000mm，高为1500mm~2000mm。由于电解槽尺寸增大后，容积增大，单槽产量高，工艺控制能实现自动化操作，工艺稳定性到提高有利增产稳产。
64.如图10~13所示，一种基于上述电解槽的电解装置，包括电解槽、阳极板4、阴极板5。阳极板4的导电部架设在电解槽本体1两侧的阳极板导电装置12上，阳极板导电装置12分别从两端为阳极板4传导电流，阴极板5的导电部架设在电解槽本体1两侧的阴极板导电装置13，阴极板导电装置13分别从两端为阴极板5传导电流。更具体地，如图12和图13所示，阳极板4包括阳极极板40、阳极导电梁41、阳极挂耳42以及阳极导电铜排43，阳极导电梁41的下面固定设置有阳极极板40，阳极导电梁41的上面固定设置有阳极挂耳42，阳极导电梁41内穿设有阳极导电铜排43；阳极导电铜排43的长度大于阳极导电梁41，且阳极导电铜排43的两端凸出于阳极导电梁41。阴极板5包括阴极极板50、阴极导电梁51、阴极挂耳52、以及阴极导电铜排53，阴极导电梁51的下面固定设置有阴极极板50，阴极导电梁51的上面固定设置有阴极挂耳52，阴极导电梁51内穿设有阴极导电铜排53，阴极导电铜排53长度大于阴极导电梁51，且阴极导电铜排53的两端凸出于阴极导电梁51。此外，凸出于阳极导电梁41一端的阳极导电铜排43底面开设有与阳极板第一导电铜排120相对应的阳极板接触槽430； 凸出于阴极导电梁51一端的阴极导电铜排53底面开设有与阴极板第一导电铜排130相对应的阴极板接触槽530。
65.阳极板接触槽430和阴极板接触槽530均为弧形结构，分别和阳极板第一导电铜排120的圆弧状结构、阴极板第一导电铜排130的圆弧状结构相对应。这样的结构，可以使得阳极板4、阴极板5分别可以从两侧对应的阳极板导电装置12和阴极板导电装置13获得电流供给，大大增加了极板和导电装置之间的接触面积，降低了接触电阻，提高了导电的可靠性。接触电阻小了之后，也就降低了极板的不导电故障率，也就提高了生产效率，同时，由于接触电阻小，电流增大，极板也就可以相应地增大，极板增大后，在同等产能的情况下，能够减小电解槽的长度，更便于机械化、自动化升级。工作的时候，阳极板4的阳极极板40和阴极板5阴极极板50浸泡在电解槽本体1内的容液中，阳极板4的两侧阳极导电铜排43架设在电解槽本体1两侧的阳极板导电装置12上，同样的，阴极板5的两侧阴极导电铜排53架设在电解槽本体1两侧的阴极板导电装置13上，通电后，两侧的阳极板导电装置12、阴极板导电装置
13同时为对应的阳极板4和阴极板5从两端提供电流通路，这样就可以减少极板接触不良的问题，并增加电流量。