金属溶液提纯用循环净化除杂釜及除杂方法技术

本发明专利技术公开了一种金属溶液提纯用循环净化除杂釜及除杂方法，釜包括釜体，由阳极板和阴极板构成的环形电解区，阳极板的顶端高于阴极板顶端5‑8cm；阳极板和阴极板的底部均与支架相连接，支架固定在釜体的内壁上；釜体下部通过进液管与原液储罐相连通；阴极板顶部的釜体侧壁上开设有溢流口，溢流口通过出液管与净化液储罐相连通；釜体的底部通过排液管与颗粒物收集槽相连通，颗粒物收集槽的底部通过循环管道与原液储罐相连通。本发明专利技术通过控制阳极板和阴极板上的电流量，将杂质和部分金属离子电解沉积至阴极板，并定期进行沉积物的清除，使金属溶液循环净化，保证了净化除杂后金属溶液的品质。

【技术实现步骤摘要】
金属溶液提纯用循环净化除杂釜及除杂方法
本专利技术涉及冶金
，具体的说是一种金属溶液提纯用循环净化除杂釜及除杂方法。
技术介绍
高纯铜电解金属提纯时所用的金属溶液原料在溶液净化方法主要有离子交换法、萃取法及电解法等。离子交换是溶液中的离子与某种离子交换剂上的离子进行交换的作用或现象，是借助于固体离子交换剂中的离子与稀溶液中的离子进行交换，以达到提取或去除溶液中某些离子的目的，是一种属于传质分离过程的单元操作。萃取法是利用溶质在互不相溶的溶剂里溶解度的不同，用一种溶剂把溶质从另一溶剂所组成的溶液里提取出来的操作方法。离子交换法和萃取法除杂均对杂质的针对性比较强，费用高，效率相对低。电解法制取金属粉末的原理是：在电解质溶液中通以直流电流，产生正负离子的迁移，正离子移向阴极，负离子移向阳极，在阳极上发生氧化反应，在阴极上发生还原反应，电解质溶液中的金属正离子在阴极被还原并沉积在阴极板上。金属溶液动态电解时，对阳极泥的搅动较大，提纯后的金属纯度很难保障在6N5以上；金属溶液处于静态电解时，电解处理量小，周期长，工作量大，溶液浓度难均匀化，且溶液出现容差极化概率大，产品稳定性难易控制。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种金属溶液提纯用循环净化除杂釜及除杂方法，能够快速、大批量的进行金属溶液的循环净化除杂。为解决达到上述目的，本专利技术所采取的技术方案为：一种金属溶液提纯用循环净化除杂釜，包括上部为圆柱状、下部为漏斗状的釜体，所述釜体中自内向外依次设置有同中心轴的圆台状的阳极板和阴极板，阳极板的顶端高于阴极板顶端5-8cm，阳极板通过阳极接线柱与电源相连接，阴极板通过阴极接线柱与电源相连接，阳极板和阴极板之间的空隙构成环形电解区；阳极板和阴极板的底部均与支架相连接，支架固定在釜体的内壁上；阴极板的外壁与釜体的内壁之间填充有密封物；阳极板的内壁和阴极板的外壁上均涂覆有绝缘材料；釜体通过进液管与原液储罐相连接，进液管上安装有计量泵，进液管与釜体的下部相连通；阴极板顶部的釜体侧壁上开设有溢流口，溢流口与出液管的一端相连通，出液管的另一端与净化液储罐相连通；釜体的底部通过排液管与颗粒物收集槽相连通，颗粒物收集槽中安装有滤网，颗粒物收集槽的底部通过循环管道与原液储罐相连通。所述阳极接线柱贯穿绝缘卡套后与阳极板相连接，绝缘卡套位于阳极板和阴极板之间的空隙中。所述进液管与惰性气体发生装置相连接，进液管与釜体的连接处设置有500目过滤筛。所述釜体的顶部设置有盖板，盖板的中部安装有下部位于釜体内腔的搅拌轴，搅拌轴的底部安装有搅拌桨，搅拌轴与伺服电机电连接。所述搅拌桨的中部安装有刮料板，刮料板包括两根对称设置的水平支杆，水平支杆的一端通过连接轴承安装在搅拌桨上，水平支杆的另一端与刮刀的顶端活动连接，刮刀位于阳极板和阴极板的间隙中。所述刮刀顶端开设有安装孔，通过安装孔挂接在水平支杆上。所述阳极板为表面镀有钌涂层的钛网制备而成，阴极板为钛材料制备而成。一种金属溶液循环净化除杂方法，该方法利用上述的金属溶液提纯用循环净化除杂釜实现，包括以下步骤：步骤一、配制金属溶液存储至原液储罐中，金属溶液的质量体积浓度为130-200g/L，其中主要杂质含量：Na＜0.001g/L，K＜0.001g/L，Pb＜0.001g/L，As＜0.001g/L，Ag＜0.001g/L，Fe＜0.001g/L，Ni≤0.0001g/L，Co≤0.0001g/L；步骤二、启动流量泵，使金属溶液从原液储罐通过进液管流入釜体中，流量为500-2000L/h，金属溶液的液面从釜体底部逐渐向阳极板和阴极板构成的环形电解区上升；启动电源，控制电流为2000-3500A；步骤三、搅拌轴上不安装刮料板，启动搅拌轴，采用搅拌1min，停留0.5min的间歇式搅拌方法，搅拌速度为30-45r/min；同时启动惰性气体发生装置，向金属溶液中鼓入微量气泡，使金属溶液中的金属离子和杂质分布更加均匀，有利于在沉积在阴极板上的金属容易刮落；步骤四、金属溶液进入环形电解区后，金属溶液中的杂质及部分金属离子电解沉积至阴极板的内壁上，形成颗粒状的沉积物；电解后的金属溶液从阴极板顶部的溢流口流出釜体，通过出液管进入净化液储罐；步骤五、金属溶液电解一定时间后，阴极板上的沉积物达到一定厚度，关闭流量泵和电源，停止搅拌，在搅拌轴上安装刮料板，调整刮刀与阴极板之间的距离，启动搅拌轴，刮除阴极板上的沉积物，沉积物在重力作用下落入釜体的底部，打开排液管上的阀门，釜体内金属溶液连通沉积物一同流到颗粒物收集槽中，沉积物被滤网收集，金属溶液通过循环管道流入原液储罐中；步骤六、待釜体中的金属溶液排放结束后，关闭排液管上的阀门，再次启动流量泵、电源，按照步骤一至步骤五继续进行金属溶液循环除杂作业，直至原液储罐中的金属液体全部电解除杂完毕。优选的，所述金属溶液由硫酸铜溶液、硝酸铜溶液、氯化铜溶液中的一种或两种进行组合。优选的，所述金属溶液由A级铜板溶解于硝酸溶液制备而成。本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术采用相互套接的圆台状的阴极板和阳极板构成环形电解区，通过控制电流量，将杂质和部分金属离子电解沉积至阴极板，并定期进行沉积物的清除，使金属溶液循环净化，保证了净化除杂后金属溶液的品质；（2）本专利技术采用流量泵将金属原液抽吸至釜体内，在电解的同时对金属溶液进行搅拌，搅拌方式采用间歇式，并且在金属溶液中充入微量的惰性气体气泡，有助于溶液中的金属离子和杂质均匀分布，提高了电解除杂的效果；（3）本专利技术中阳极板高于阴极板，并且在阴极板与釜体内壁之间填充密封物，阴极板底端的釜体侧壁上开设溢流口，保证了只有经过电解净化后的金属溶液才能够从溢流口流出，收集至净化液储罐中，未经净化的金属溶液会被回收进入原液储罐；（4）本专利技术在搅拌轴的中部通过连接轴承安装水平支杆和刮刀，刮刀的位置可根据沉积物的厚度进行调解，在需要刮除阴极板上的沉积物时才安装使用，结构简洁。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是图1中釜体的结构示意图；图中：1、支架，2、绝缘卡套，3、阳极板，4、阴极板，5、阳极接线柱，6、阴极接线柱，7、刮料板，701、水平支杆，702、刮刀，703、连接轴承，8、釜体，9、出液管，10、净化液储罐，11、排液管，12、滤网，13、颗粒物收集槽，14、循环管道，15、原液储罐，16、流量泵，17、进液管，18、搅拌轴，19、伺服电机，20、溢流口，21、盖板，22、惰性气体发生装置。具体实施方式以下结合实施例和对比例对本专利技术做进一步详细的说明。一种金属溶液提纯用循环净化除杂釜，包括上部为圆柱状、下部为漏斗状的釜体8，釜体8中自内向外依次设置有同中心轴的圆台状的阳极板3和阴极板4，阳极板3的顶端高于阴极板4顶端5-8cm，阳极板3通过阳极接线柱5与电源相连接，阴极板4通过阴极接线柱6与电源相连接，阳极板3和阴极板4之本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属溶液提纯用循环净化除杂釜，包括上部为圆柱状、下部为漏斗状的釜体（8），其特征在于：所述釜体（8）中自内向外依次设置有同中心轴的圆台状的阳极板（3）和阴极板（4），阳极板（3）的顶端高于阴极板（4）顶端5-8cm，阳极板（3）通过阳极接线柱（5）与电源相连接，阴极板（4）通过阴极接线柱（6）与电源相连接，阳极板（3）和阴极板（4）之间的空隙构成环形电解区；阳极板（3）和阴极板（4）的底部均与支架（1）相连接，支架（1）固定在釜体（8）的内壁上；阴极板（4）的外壁与釜体（8）的内壁之间填充有密封物；阳极板（3）的内壁和阴极板（4）的外壁上均涂覆有绝缘材料；/n釜体（8）通过进液管（17）与原液储罐（15）相连接，进液管（17）上安装有计量泵（16），进液管（17）与釜体（8）的下部相连通；阴极板（4）顶部的釜体（8）侧壁上开设有溢流口（20），溢流口（20）与出液管（9）的一端相连通，出液管（9）的另一端与净化液储罐（10）相连通；釜体（8）的底部通过排液管（11）与颗粒物收集槽（13）相连通，颗粒物收集槽（13）中安装有滤网（12），颗粒物收集槽（13）的底部通过循环管道（14）与原液储罐（15）相连通。/n...

【技术特征摘要】
1.一种金属溶液提纯用循环净化除杂釜，包括上部为圆柱状、下部为漏斗状的釜体（8），其特征在于：所述釜体（8）中自内向外依次设置有同中心轴的圆台状的阳极板（3）和阴极板（4），阳极板（3）的顶端高于阴极板（4）顶端5-8cm，阳极板（3）通过阳极接线柱（5）与电源相连接，阴极板（4）通过阴极接线柱（6）与电源相连接，阳极板（3）和阴极板（4）之间的空隙构成环形电解区；阳极板（3）和阴极板（4）的底部均与支架（1）相连接，支架（1）固定在釜体（8）的内壁上；阴极板（4）的外壁与釜体（8）的内壁之间填充有密封物；阳极板（3）的内壁和阴极板（4）的外壁上均涂覆有绝缘材料；
釜体（8）通过进液管（17）与原液储罐（15）相连接，进液管（17）上安装有计量泵（16），进液管（17）与釜体（8）的下部相连通；阴极板（4）顶部的釜体（8）侧壁上开设有溢流口（20），溢流口（20）与出液管（9）的一端相连通，出液管（9）的另一端与净化液储罐（10）相连通；釜体（8）的底部通过排液管（11）与颗粒物收集槽（13）相连通，颗粒物收集槽（13）中安装有滤网（12），颗粒物收集槽（13）的底部通过循环管道（14）与原液储罐（15）相连通。


2.根据权利要求1所述的金属溶液提纯用循环净化除杂釜，其特征在于：所述阳极接线柱（5）贯穿绝缘卡套（2）后与阳极板（3）相连接，绝缘卡套（2）位于阳极板（3）和阴极板（4）之间的空隙中。


3.根据权利要求1或2所述的金属溶液提纯用循环净化除杂釜，其特征在于：所述进液管（17）与惰性气体发生装置（22）相连接，进液管（17）与釜体（8）的连接处设置有500目过滤筛。


4.根据权利要求3所述的金属溶液提纯用循环净化除杂釜，其特征在于：所述釜体（8）的顶部设置有盖板（21），盖板（21）的中部安装有下部位于釜体（8）内腔的搅拌轴（18），搅拌轴（18）的底部安装有搅拌桨，搅拌轴（18）与伺服电机（19）电连接。


5.根据权利要求4所述的金属溶液提纯用循环净化除杂釜，其特征在于：所述搅拌桨（18）的中部安装有刮料板（7），刮料板（7）包括两根对称设置的水平支杆（701），水平支杆（701）的一端通过连接轴承（703）安装在搅拌桨（18）上，水平支杆（701）的另一端与刮刀（702）的顶端活动连接，刮刀（702）位于阳极板（3）和阴极板（4）的间隙中。


6.根据权利要求5所述的金属溶液提纯用循环净化除杂釜，其特征在于：所述刮刀（702）顶端开设有安装孔，通过安装孔挂接在水平支杆（701）上。


7.根据权利要求6所述的金...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴明强，杨晓艳，张亚东，孙成成，陆世海，李伟，张成，
申请(专利权)人：金川集团股份有限公司，兰州金川科技园有限公司，
类型：发明
国别省市：甘肃;62