一种均匀垂直入流加料的电解槽制造技术

本实用新型专利技术公开了一种均匀垂直入流加料的电解槽，包括槽体，所述槽体沿长度方向交替间隔横跨设置有多块阴极板和阳极板，槽体顶部两侧均设置有溶液通道Ⅰ，两侧的溶液通道Ⅰ之间沿长度方向间隔横跨设置有多根溶液通道Ⅱ，所述溶液通道Ⅱ的两端分别与对应侧的溶液通道Ⅰ连通，溶液通道Ⅱ上沿长度方向均匀间隔设置有多个进液喷嘴，所述槽体底部设置有出液喷嘴。该结构的电解槽，具有能够消除浓差极化、利于高电流密度电解生产、有效降低电解液的循环量、利于阳极泥沉降以及提高阴极质量的优点。

A kind of electrolyzer with uniform vertical feeding

【技术实现步骤摘要】
一种均匀垂直入流加料的电解槽
本技术涉及金属电解
，具体涉及一种均匀垂直入流加料的电解槽。
技术介绍
铜冶炼过程中，经火法精炼获得的铜产品中含有大量的杂质。为了获得高质量的铜产品，需要对火法精炼工序生产出来的铜产品进行电解纯化。传统的铜电解技术是将火法精炼步骤获得的铜铸成阳极板，用纯铜片做阴极板，将二者放置在电解液缓慢流动的电解槽内。通过控制一定的电解工艺参数，目标金属离子不断地从阳极溶解进入电解液，随后扩散至阴极上电解沉积析出，从而达到金属提纯的效果。在传统的铜电解槽中，铜离子不能有效的到达阴极表面，这样由于电极反应速度大于目标金属离子的扩散速度会形成浓差极化。浓差极化的形成会致使某些杂质离子与铜离子一起在阴极上放电析出，这不仅会导致获得的阴极铜产品质量低下，还影响阴极的电流效率。随着金属电解技术的不断发展与改进，针对传统电解槽中存在的浓差极化问题，人们意图通过加大电解液循环量的方式来提高金属离子的扩散速度，消除电解生产过程中的浓差极化现象，从而实现高电流密度的电解生产。但是传统电解槽中的电解液的循环方式为下进上出，进液模式为从电解槽一端集中进液。在这样的电解条件下，增大电解液的循环量会造成阳极泥的搅动，不利于阳极泥的沉降，会增大阳极泥污染阴极的机会。近年来开发应用的单向平行流电解技术则是从电解槽侧面直接进液，这种从侧面直接进液的模式相对于传统进液模式的好处就是提高了铜离子到达阴极表面的效率。单向平行进液的电解技术包括上进下出和下进上出两种进液模式。其中下进上出的进液模式，其电解液的流动方向正好与阳极泥颗粒沉降的方向相反，一定程度上不利于阳极泥颗粒的沉降；另一种上进下出的进液方式，虽然电解液循环方向与阳极泥颗粒的沉降方式一致，但是这种集中一端进液的方式会造成液流分布不均匀，这时倘若要使电解液均匀入槽则需要较大的动力，这样不仅会造成动力消耗过大而且还会引起阳极泥的搅动，影响电解过程中阴极的质量。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的是提供一种均匀垂直入流加料的电解槽，使其具有能够消除浓差极化、利于高电流密度电解生产、有效降低电解液的循环量、利于阳极泥沉降以及提高阴极质量的优点。本技术通过以下技术手段解决上述问题：一种均匀垂直入流加料的电解槽，包括槽体，所述槽体沿长度方向交替间隔横跨设置有多块阴极板和阳极板，槽体顶部两侧均设置有溶液通道Ⅰ，两侧的溶液通道Ⅰ之间沿长度方向间隔横跨设置有多根溶液通道Ⅱ，所述溶液通道Ⅱ的两端分别与对应侧的溶液通道Ⅰ连通，溶液通道Ⅱ上沿长度方向均匀间隔设置有多个进液喷嘴，所述槽体底部设置有出液喷嘴。进一步，所述槽体底部设置有矩形凹槽，在每组阴极板和阳极板之间均设置有一个出液喷嘴，所述出液喷嘴设置在矩形凹槽的底部。进一步，在每组阴极板和阳极板之间的顶部均横跨设置有一根溶液通道Ⅱ。进一步，多个进液喷嘴和多个出液喷嘴均呈线性均匀布置。进一步，多个进液喷嘴均淹没在电解液中。进一步，还包括连通多个出液喷嘴和溶液通道Ⅰ的循环管道，所述循环管道上设置有过滤器和循环泵，每根溶液通道Ⅰ上均设置有阀门。本技术的有益效果：本技术的均匀垂直入流加料的电解槽，包括槽体，所述槽体沿长度方向交替间隔横跨设置有多块阴极板和阳极板，槽体顶部两侧均设置有溶液通道Ⅰ，两侧的溶液通道Ⅰ之间沿长度方向间隔横跨设置有多根溶液通道Ⅱ，所述溶液通道Ⅱ的两端分别与对应侧的溶液通道Ⅰ连通，溶液通道Ⅱ上沿长度方向均匀间隔设置有多个进液喷嘴，所述槽体底部设置有出液喷嘴。在具体电解过程中，电解液均是从槽体顶部两侧首先进入溶液通道Ⅰ，电解液在溶液通道Ⅰ中均匀分配之后经溶液通道Ⅱ上的进液喷嘴以一定的流速流入槽体内部。这种从顶部加料的方式缩短了溶液到达阴极板的路程，提高了目标金属离子到达阴极的效率，强化了电解液的对流效果，有效地消除了浓差极化现象并且减小了电解液的循环量；另外，该技术中采用的是上进下出的电解液循环方式在一定程度上有利于阳极泥的沉降。综上所述，该结构的电解槽，具有能够消除浓差极化、利于高电流密度电解生产、有效降低电解液的循环量、利于阳极泥沉降以及提高阴极质量的优点。附图说明下面结合附图和实施例对本技术作进一步描述。图1为本技术的俯视图；图2为图1的A-A向视图；图3为图1的B-B向视图。具体实施方式以下将结合附图对本技术进行详细说明，如图1-3所示：本技术提供了一种均匀垂直入流加料的电解槽，包括槽体1，所述槽体沿长度方向交替间隔横跨设置有多块阴极板2和阳极板3，槽体顶部两侧均设置有溶液通道Ⅰ4，两侧的溶液通道Ⅰ之间沿长度方向间隔横跨设置有多根溶液通道Ⅱ5，所述溶液通道Ⅱ的两端分别与对应侧的溶液通道Ⅰ连通，溶液通道Ⅱ上沿长度方向均匀间隔设置有多个进液喷嘴6，所述槽体底部设置有多个出液喷嘴7。具体来说，在每组阴极板和阳极板之间的顶部均横跨设置有一根溶液通道Ⅱ，多个进液喷嘴和多个出液喷嘴均呈线性均匀布置，多个进液喷嘴均淹没在电解液中。在具体电解过程中，电解液均是从槽体顶部两侧首先进入溶液通道Ⅰ，电解液在溶液通道Ⅰ中均匀分配之后经溶液通道Ⅱ上的进液喷嘴以一定的流速流入槽体内部。这种从顶部加料的方式缩短了溶液到达阴极板的路程，提高了目标金属离子到达阴极的效率，强化了电解液的对流效果，有效地消除了浓差极化现象并且减小了电解液的循环量；另外，该技术中采用的是上进下出的电解液循环方式在一定程度上有利于阳极泥的沉降。综上所述，该结构的电解槽，具有能够消除浓差极化、利于高电流密度电解生产、有效降低电解液的循环量、利于阳极泥沉降以及提高阴极质量的优点。作为对上述技术方案的进一步改进，所述槽体底部设置有矩形凹槽8，在每组阴极板和阳极板之间均设置有一个出液喷嘴7，所述出液喷嘴设置在矩形凹槽的底部。还包括连通多个出液喷嘴6和溶液通道Ⅰ4的循环管道，所述循环管道上设置有过滤器和循环泵，每根溶液通道Ⅰ上均设置有阀门。在上述的电解系统中，矩形凹槽用于沉积阳极泥，电解槽槽底的矩形凹槽8底部设置有多个出液喷嘴作为电解液的循环出口和阳极泥排出口。在电解过程中，漂浮阳极泥和因尺寸太小而不能沉降在槽底的悬浮阳极泥会被留在电解液中，并伴随着溶液循环，随着电解时间的延长，这部分随着电解液循环的阳极泥会在槽内累积得越来越多，这会增大杂质对阴极污染的机会，不利于电解生产过程中的阴极产品的质量。因此，在该电解液循环系统中，须在外端设置一个过滤器，当电解液经过槽体内部由设置在矩形凹槽上的出液喷嘴排出的时候，经过外端设置的过滤器可实时除去随电解液循环的这一部分阳极泥，过滤后的电解液继续用于溶液的循环。这样，电解过程中产生的部分阳极泥可以直接快速地从设置在矩形凹槽上的出液喷嘴排除，减少阳极泥在电解液中的累积，避免其对阴极产品造成危害。下面用具体实施方式来说明本申请的有益效果：实施例一一种均匀垂直入流加料的电解槽，如图1，图2，图3所示，包括电解槽槽体1，多个阴极板2，多个阳极板3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种均匀垂直入流加料的电解槽，其特征在于：包括槽体，所述槽体沿长度方向交替间隔横跨设置有多块阴极板和阳极板，槽体顶部两侧均设置有溶液通道Ⅰ，两侧的溶液通道Ⅰ之间沿长度方向间隔横跨设置有多根溶液通道Ⅱ，所述溶液通道Ⅱ的两端分别与对应侧的溶液通道Ⅰ连通，溶液通道Ⅱ上沿长度方向均匀间隔设置有多个进液喷嘴，所述槽体底部设置有出液喷嘴。/n

【技术特征摘要】
1.一种均匀垂直入流加料的电解槽，其特征在于：包括槽体，所述槽体沿长度方向交替间隔横跨设置有多块阴极板和阳极板，槽体顶部两侧均设置有溶液通道Ⅰ，两侧的溶液通道Ⅰ之间沿长度方向间隔横跨设置有多根溶液通道Ⅱ，所述溶液通道Ⅱ的两端分别与对应侧的溶液通道Ⅰ连通，溶液通道Ⅱ上沿长度方向均匀间隔设置有多个进液喷嘴，所述槽体底部设置有出液喷嘴。


2.根据权利要求1所述的均匀垂直入流加料的电解槽，其特征在于：所述槽体底部设置有矩形凹槽，在每组阴极板和阳极板之间均设置有一个出液喷嘴，所述出液喷嘴设置在矩形凹槽的底部。


3.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾伟志，刘山，杨建广，胡辉，李垦，李博，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：新型
国别省市：湖南;43