一种电化学分离装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了电化学技术领域的一种电化学分离装置，包括第一电解槽和第二电解槽，第一电解槽包括RuO2/Ti网状电极和不锈钢板，第一电解槽上可拆卸连接有第一集气罩，第一集气罩位于阳极一侧侧壁顶部设有出气口，出气口连通有连接管；第二电解槽包括镀钌铱钛网和钛网，第二电解槽底部装填有离子交换树脂，第二电解槽上可拆卸连接有第二集气罩，第二集气罩顶壁开设有进气口，进气口与连接管远离出气口一端连通。本发明专利技术可以高效地降解含有机杂质的电镀废水中的镍和多种小分子微生物，在污染物不同组成、浓度以及水质变化等多种情况下，可以通过调节操作参数来实现稳定、高效地处理水体，从而提高装置的稳定性，减轻了对环境的影响，达到了环保的目的。达到了环保的目的。达到了环保的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种电化学分离装置


[0001]本专利技术属于电化学
，具体是一种电化学分离装置。

技术介绍

[0002]电化学分离装置(Electrochemical Separation System)利用电化学原理，通过电解液中的离子迁移和在电极上还原、氧化，实现物质的分离纯化。该装置可以用于水处理、金属提取等领域。
[0003]目前：镍作为一种重要的战略金属，具有良好的机械强度、延展性和化学稳定性。世界上可开采的镍资源有两类，一类是硫化矿床，另一类是红土镍矿。由于硫化矿提取工艺成熟，60％的镍产量来源于硫化矿。而世界近期可供开发的硫化矿资源已经不多，加之硫化矿资源勘探周期和建设周期均较长，开发和利用相对比较困难，而红土镍矿资源丰富，采矿成本低，选冶工艺趋于成熟，可生产氧化镍、硫镍、镍铁等多种中间产品，矿源靠海，便于运输，因此开发利用红土镍矿具有重要的现实意义。现有技术存在的问题及缺陷为：对镍矿的固液分离较不全面，使其冶金效率得到降低。
[0004]为了解决上述问题，例如中国专利，公告号为：CN214830574U，公开了一种红土镍矿电化学固液分离装置，电化学反应池左端通过输入管道与浸出液沉淀池连通，浸出液沉淀池右侧上端开设有与输入管道连通的溢流口；电化学反应池里侧通过固定支架固定有电化学反应器，电化学反应器通过连接线路与外部供电电源连接；电化学反应池底部通过螺栓固定有加热器和曝气器。本技术通过设置与浸出液沉淀池连通的电化学反应池，可以对浸出液进行进一步的电化学固液分离，可以有效提高固液分离的全面性，保证分离效果，而且在电化学反应池底部设置有加热器和曝气器，可以对电化学反应提供温度和曝气条件，提高固液分离效率，从而提高冶金效率整体效率。
[0005]但是在实际使用时，电化学分离装置难以实现对多种成分的高效分离，在一些情况下，由于小分子物质通常具有较低的择优导电性，如：Ni离子，在电极表面上的电流密度相对较小或甚至为零，因此不易进行电化学反应；许多小分子物质在电化学反应时需要高电位才能启动反应，这使得实现高效分离变得困难；对于小分子物质，电化学反应活性较弱，吸附到表面上的速度比较慢，使得分离效率下降。所以本专利技术提出一种电化学分离装置，以解决上述问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术提出了一种电化学分离装置，通过本装置的运行，可以高效地降解含有机杂质的电镀废水中的镍和多种小分子微生物，在污染物不同组成、浓度以及水质变化等多种情况下，可以通过调节操作参数来实现稳定、高效地处理水体，从而提高装置的稳定性，减轻了对环境的影响，达到了环保的目的。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种电化学分离装置，包括第一电解槽和第二电解槽，第一电解槽包括RuO2/Ti网状电极和不锈钢板，RuO2/Ti网状电极作为第一
电解槽的阳极，不锈钢板作为第一电解槽的阴极，RuO2/Ti网阳极和不锈钢板阴极分别与直流电源正极和负极连接，第一电解槽上可拆卸连接有第一集气罩，第一集气罩内部固定连接有隔板，将第一电解槽的阳极与阴极分开，第一集气罩位于阳极一侧侧壁顶部设有出气口，出气口连通有连接管。
[0008]第二电解槽包括镀钌铱钛网和钛网，镀钌铱钛网作为第二电解槽的阳极，钛网作为第二电解槽的阴极，镀钌铱钛网和钛网分别与直流电源系统的正极和负极连接，第二电解槽底部装填有离子交换树脂，第二电解槽上可拆卸连接有第二集气罩，第二集气罩顶壁开设有进气口，进气口与连接管远离出气口一端连通，连接管中固定连接有抽气泵，抽气泵的输入端与第一集气罩的出气口连通，抽气泵的输出端与第二集气罩的进气口连通。
[0009]采用上述方案后实现了以下有益效果：这是一种联合电化学和化学分离技术处理电镀废水的装置，主要包括第一和第二电解槽。在第一电解槽中，利用RuO2/Ti网状电极和不锈钢板作为阳、阴极对，通过电解氧化反应将废水中有机物质或杂质分解为水和CO2等无害物质，并通过连接管排出气体。而第二电解槽则使用镀钌铱钛网和钛网作为阳、阴极对，进一步处理残留的污染物，提高处理效果。通过本装置的运行，可以高效地降解含有机杂质的电镀废水，减少环境污染，符合环保要求，具有良好的治理效果。
[0010]综上，通过本装置的运行，可以高效地降解含有机杂质的电镀废水中的镍和多种小分子微生物，在污染物不同组成、浓度以及水质变化等多种情况下，可以通过调节操作参数来实现稳定、高效地处理水体，从而提高装置的稳定性，减轻了对环境的影响，达到了环保目的。
[0011]进一步，第一电解槽接通的电流密度为当电流密度为83.3mA/cm2，第二电解槽接通的在电流密度0.40mA/cm2。
[0012]有益效果：第一电解槽接通的电流密度为83.3mA/cm2，第二电解槽接通的电流密度为0.40mA/cm2。这种设置通常是为了实现一个完整的电镀过程。
[0013]第一电解槽经常被称为降垂线，它的作用是在对象上沉积一个薄的金属层。过于高的电流密度会导致所沉积的金属不均匀或形状变形，因此根据金属的类型和几何特性需要确定适当的电流密度。在这里，83.3mA/cm2是一种相对较高的电流密度，可能是根据具体金属种类、大小和形态等多种因素进行优化调整的结果。第二电解槽通常被称为铬酸电解槽，其功能是对排放出来的废水进行处理，将其中的有机物和金属离子降解分离。在此应用中，第二电解槽的电流密度相比第一电解槽明显较低，通常在0.40mA/cm2左右，以达到较好的污水治理效果并尽可能节约电能。
[0014]较低的电流密度可以有效地提高电极反应的选择性和稳定性，减少其他副反应的发生，从而高效地降解废水中的有害物质并达到环保效果。因此，在这种设置下，可以最大程度地实现电镀过程和废水处理的平衡，并同时获得较好的经济和环保效益。
[0015]进一步，RuO2/Ti网状电极采用浸渍法将RuO2薄膜沉积在钛网上制备而成，电极尺寸为10cm
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5cm
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0.2cm,浸没面积为30cm2，极板间距为2.0cm。
[0016]有益效果：电极尺寸为10cm
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5cm
×
0.2cm，并且铂族金属RuO2/Ti作为阳极可大幅增加电极表面可用催化活性位点，提高了废水处理效率。通过实验参数调整和恒流模式下反应180分钟的操作，最终达到将废水中的有机物经过RuO2/Ti网状电极的催化氧化和电沉积反应降解成CO2、H2O等无害物质的目的。
[0017]RuO2/Ti网状阳极具有高催化功率和表面活性，有助于提高废水有效处理比例；通过浸渍法将RuO2薄膜沉积在钛网上可以增加表面可用催化活性位点，提高了反应效率；不锈钢板阴极易于制备，具有良好的耐腐蚀性能，适合电化学反应体系使用；通过磁力搅拌器实现溶液均匀混合，促进氧化一步达到更好地处理效果。
[0018]进一步，镀钌铱钛网和钛网间隔15cm交替放置在第二电解槽中。
[0019]有益效果：将镀钌铱钛网和钛网间隔15cm交替放置在第二电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电化学分离装置，其特征在于：包括第一电解槽和第二电解槽，第一电解槽包括RuO2/Ti网状电极和不锈钢板，RuO2/Ti网状电极作为第一电解槽的阳极，不锈钢板作为第一电解槽的阴极，RuO2/Ti网阳极和不锈钢板阴极分别与直流电源正极和负极连接，第一电解槽上可拆卸连接有第一集气罩，第一集气罩内部固定连接有隔板，将第一电解槽的阳极与阴极分开，第一集气罩位于阳极一侧侧壁顶部设有出气口，出气口连通有连接管；第二电解槽包括镀钌铱钛网和钛网，镀钌铱钛网作为第二电解槽的阳极，钛网作为第二电解槽的阴极，镀钌铱钛网和钛网分别与直流电源系统的正极和负极连接，第二电解槽底部装填有离子交换树脂，第二电解槽上可拆卸连接有第二集气罩，第二集气罩顶壁开设有进气口，进气口与连接管远离出气口一端连通，连接管中固定连接有抽气泵，抽气泵的输入端与第一集气罩的出气口连通，抽气泵的输出端与第二集气罩的进气口连通。2.根据权利要求1所述的电化学分离装置，其特征在于：第一电解槽接通的电流密度为当电流密度为83.3mA/cm2，第二电解槽接通的在电流密度0.40mA/cm2。3.根据权利要求1所述的电化学分离装置，其特征在于：RuO2/Ti网状电极采用浸渍法将RuO2薄膜沉积在钛网上制备而成，电极尺寸为10cm
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5cm
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0.2cm,浸没面积为3...

【专利技术属性】
技术研发人员：王季，习小龙，王涛，徐鸿灿，李文龙，韦悦周，
申请(专利权)人：南华大学，
类型：发明
国别省市：