一种制备高纯金属的电解槽及使用方法技术

一种制备高纯金属用电解槽及使用方法，是在电解槽的上部设进料管，该进料管入口外接储液槽，电解槽上部侧面开有溢流口与溢流区相通，该区底部开溢流孔，溢流孔外接再生槽，电解槽内装有挡流板，该挡流板将电解槽隔离为挡流区和电解区；在电解区内安装成对组卡槽板；进料管出口端设在或朝向挡流区；在电解槽外部加设可加热的水浴槽，该电解槽坐落于水浴槽中且与水浴槽隔开，水浴槽底部设有进和出水孔。使用时水浴槽由加热器加热；电解液由通过挡流区底部的缺口进入并由下至上逐步充满电解槽，当液面达溢流板界面时流入溢流区并通过溢流孔流进外接的再生槽；其可克服传统技术的电解液的传输不畅、浓度不均衡及粘袋等问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高纯金属制备的相关
，特别涉及一种制备高纯金属用电解槽。
技术介绍
随着高新技术的不断发展，高纯金属由于其独特的性能在现代材料科学和工程领域中的应用越来越广泛，市场需求量不断增长。高纯金属的制备需要火法、湿法等方法相结合的工艺方可制备出品质优良的高纯金属。目前高纯金属的制备方法有萃取法、离子交换法、电解法和真空熔炼法等。电解中的水溶液电解在高纯金属制备工艺中占有主要地位。净化后的料液再进行电解沉积，可进一步除去电势比提纯金属更负的金属杂质。现代水溶液电解的电解槽多用隔膜电解槽。通过采用扩散阳极、改性隔膜等技术来减少隔膜的使用所造成的单位体积内的电极表面积的减少、隔膜穿透、隔膜粘袋、极间距增加和槽电压升高等问题，以提高电解槽的生产强度，提高电流效率。一些金属的电解过程需要控制电解温度。通常通过向电解槽中加入一定温度的电解液来实现(采用一定的方式，将电解液事先加热后再倒入电解槽或者在外置的循环槽中加热电解液)，由于电解槽本身没有加热设计，故而进入电解槽的电解液温度无法保持恒定，这样就会造成电解过程中电解液温度的不稳定。电解旧液不经处理循环回到原液中一起循环使用，容易造成电解液浓度的差异以及一些杂质离子的累计析出，降低电流效率，影响产品的纯度。目前，国外对于高纯金属钴的制备主要采用离子交换法除去溶液中大部分杂质，然后通过电解得到金属钴，再通过区熔熔炼、电子束熔炼等方法进一步提纯。国内主要在离子交换和电解精炼上。其中电解采用水溶液电解。因此，对电解槽结构进行优化设计，合理选择电极、隔膜材料，是提高电流效率、降低槽电压和节省能耗的关键。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种制备高纯金属用电解槽，其是针对目前采用的制备高纯金属电解设备的不足做出的改进。为实现上述目的，本专利技术采取以下设计方案:一种制备高纯金属用电解槽，包括一电解槽本体，电解槽的上部设有一个进料管，该进料管的入口端外接电解液储液槽，电解槽上部侧面开有溢流口与溢流区相通，该区底部开溢流孔，溢流孔外接再生槽，溢流区的底部开有一溢流孔，该溢流孔与外接的再生槽连通；所述的电解槽内装有纵直向的挡流板，由该挡流板将电解槽隔离为挡流区和电解区；在电解槽的电解区内安装有用于置放若干电极的成对组卡槽板；所述进料管的出口端设在挡流区内或朝向挡流区；在电解槽的外部加设一个可加热的水浴槽，该电解槽坐落于水浴槽中且与水浴槽隔开，该水浴槽底部设有进水孔和出水孔。所述制备高纯金属用电解槽中，所述的电解槽是通过底部的支撑板与水浴槽隔开。所述制备高纯金属用电解槽中，在电解槽与水浴槽间形成的水浴夹层中装有加热器以构成可加热的水浴槽。所述制备高纯金属用电解槽中，所述挡流板的上沿与电解槽平齐，挡流板的左、右端与电解槽相连，下端与电解槽底部留有缝隙；档流板下端与电解槽底部留有的缝隙不大于 lcm0所述制备高纯金属用电解槽中，在挡流区侧，档流板距电解槽内壁的距离为l_3cm0所述制备高纯金属用电解槽中，所述成对组卡槽板包括分别安装在电解槽上部及下部的两相对侧壁上的两对上、下卡槽板，各上、下卡槽板上均开有同数量和同方位的卡槽；且优选方案是:所述下卡槽板上开设的槽深为电解槽体高度的1/3。所述制备高纯金属用电解槽中，所述安装在电解槽内上部的上卡槽板位置不低于溢流口，底部下卡槽板底端与档流板底端距电解槽底部的距离保持一致。过低，由于档流板与电解槽底部的距离不大于1cm，卡槽板低预示着卡在其中的电极板低，一方面电极阴极板在电解过程中底部边缘是要长大的，这个长大有可能均匀向下延伸(这个距离不会超过0.5cm)，也有可能长成枝丫状，向下如果没有足够的空间延伸，就会横向发展，很容易连通阴阳极板(阴阳极板之间间隔为l-3cm，一旦枝晶生成，会生长很快，迅速导通阴阳极，发生短路；另一方面，如果低于档流板，则在卡槽中的极板会有一部分，尤其是靠近档流板的部分卡槽中的极板就失去了档流板对电解液的缓冲作用，相当于电解时底部的极板会过多地受到电解液的冲击，极板始终处于波动的电解液中，这样会引起电流的变化，使析出产品表面不均匀；如果卡槽板高于档流板，电解液的液面变高，相对来讲需要更多的电解液才能使极板浸入在电解液中，容易造成电解液的浪费。本专利技术的另一目的是提供一种制备高纯金属用电解槽的使用方法，其方法如下:1)首先制备如上述的任一种制备高纯金属用电解槽；2)通过进水管向水浴槽中加入自来水，待水浴槽中的水位到达溢流区底部高度时，开启加热器加热；3)启动进料工序，电解液由进料管加入到挡流区，让电解液通过挡流区底部的缺口进入电解槽；4)进入电解槽的电解液由下至上逐步充满电解槽，当电解液液面到达溢流板界面时，电解液流入溢流区，溢流区的电解液通过出口溢流孔流入外接的再生槽；此时电解槽中的电解液达到平衡状态，当电解槽中的电解液温度也到达预定的温度后，将电极板依次插入到卡槽板中，进行电解。本专利技术的再一目的是提供一种上述的高纯金属用电解槽的用途，用于实现高纯钴的制备。所述制备高纯金属用电解槽中，所述的电解槽中的电解液采用单向循环。利用本专利技术制备高纯金属用电解槽，通过对电解液流动、加热及电解液更换方式等的改进，提高了电解液的温度，保持了电解液浓度的一致性，可以进一步制备得到更高纯度的金属产品，属于高纯金属材料制备领域。本专利技术的优点是:1.外部水浴槽加热可以提高电解液的温度，有利于离子的传输，对提高电流效率起到很好的促进作用；2.内槽电解槽中的卡槽板利于电极板简单、便捷和紧凑地安装，并能根据需要方便地调整极间距；3.电解槽中的挡流板可以克服传统使用隔膜及隔膜袋造成的电解液的传输不畅、浓度不均衡及粘袋等问题，档流板的存在使电解液内部稳定，有效地避免了溶液波动带来的电解液浓度的差异；4.电解液的单循环系统使电解液浓度始终维持平衡以符合电解技术的要求，有效地阻止了电解槽中阴阳区的电解液相互污染、杂质金属的积累析出，提高了电流效率、降低了槽电压、节省能耗并获得更高纯度的产品。【附图说明】图1为本专利技术电解槽一实施例主体结构示意图(局部剖视,A-A向)。图2为专利技术电解槽总装配主视图。图3为专利技术电解槽总装配俯视图。图4为专利技术电解槽电极板在卡槽中的安装示意图。图中:1_水浴槽；2_电解槽；3_上卡槽板；4_下卡槽板；5_水浴槽的进水管；6-溢流区；7_支撑板；8_清洗孔；9_溢流孔；10-进料管；11-排水管；12_上卡槽板；13_下卡槽板；14_挡流板；15_电极板；16_加热器；17_温度传感器；18_溢流区底部。下面结合附图及具体实施例对本专利技术做进一步详细说明。【具体实施方式】参阅图1、图2和图3所示，本专利技术主要创造点在于:制备高纯金属用电解槽采用内、外的两层，外层为可加热的水浴槽1，内层为用于制备高纯金属以进一步提纯的电解槽2。内层的电解槽2是通过底部的支撑板7坐落于水浴槽1中且与水浴槽隔开。所述外层的水浴槽1的底部设有进水孔5和出水孔11 ;加热夹层中装有加热器16，可以由一个温控装置实现对加热器16工作状态的调控，以可以维持电解槽中电解液的温度保持在较佳工作状态时所需的温度；另在电解槽、水浴槽中还可以置有一个接至显示板的温度传感器17，以实现对温度的实时监控；温度控制及显示均为现有技术可实现，此处不赘述。本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备高纯金属用电解槽，包括一电解槽本体，电解槽的上部设有一个进料管，该进料管的入口端外接电解液储液槽，电解槽上部一侧面开有与溢流区相通的溢流口，在溢流区的底部开有一溢流孔，该溢流孔与外接的再生槽连通；其特征在于：所述的电解槽内侧、距离侧板1‑3cm处装有一块与侧板平行的挡流板，由该挡流板将电解槽隔离为挡流区和电解区；在电解槽的电解区内安装有用于置放若干电极的成对组卡槽板；所述进料管的出口端设在挡流区内或朝向挡流区；在电解槽的外部加设一个可加热的水浴槽，该电解槽坐落于水浴槽中且与水浴槽隔开，该水浴槽底部设有进水孔和出水孔。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡振平，陈松，郎书玲，吴延科，王力军，
申请(专利权)人：北京有色金属研究总院，
类型：发明
国别省市：北京;11