一种用于液相电解制备高纯金属的隔膜阴极框制造技术

本实用新型专利技术属于液相电解装置技术领域，特别涉及一种用于液相电解制备高纯金属的隔膜阴极框。该隔膜阴极框由镶嵌着离子膜的膜框板和阴极进液装置组成。经过净化的电解液通过阴极进液管，由分液口流入隔膜阴极框，通过溢流孔流出，维持阴极框内外液位差，离子膜可以防止阳极区溶解的阳离子进入隔膜阴极框中，防止电解液的交叉污染，所述阴极框上的阴极进液管和底部的分液装置，保证阴极框中电解液下进上出的流动方式，可以冲刷带走电解过程中阴极板上的气泡，防止阴极板气孔的生成，保证了阴极产品的质量。上述装置结构简单，可操作性强，保证了电解产品纯度的稳定性，提高了产品的质量，又能实现湿法电解大规模工业化生产。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于液相电解装置
，特别涉及一种用于液相电解制备高纯金属的隔膜阴极框。
技术介绍
目前，我国研制和生产高纯金属材料的生产技术和装备水平不断得到改进和完善，高纯金属材料的提纯方法也不断创新。开展超高纯稀有贵金属的制备技术研究，将有利于国内集成电路互连线用超高纯有色金属材料的产业化发展，推动有色金属超高纯材料的国产化进程以及我国集成电路企业的快速发展。由于我国对高纯金属材料的研究工作起步较晚，很多高纯金属材料的研究尚处于试验阶段，生产能力有限，不能适应各个高新科技行业对高纯金属材料的需求，导致民用及军用集成电路制造用超高纯有色金属互连线材料依赖进口，严重影响了我国集成电路生产的进行。隔膜电解是目前高纯金属生产中普遍使用的电解方法，利用隔膜将电解槽中的阳极区和阴极区分开，阴阳极的电解液不交叉污染。阳极区的电解液在槽外进行交换除杂，通过分液管分别进入阴极区，这样可以保证只有极少量的杂质阳离子在阴极区发生电沉积反应，保证电解金属的纯度。专利号为“ZL200820061058.7”的“一种隔膜电解槽阴极箱”，在阴极箱体内通过凹型网条间隔设置若干阴极网袋组合件，并固定有导电装置在箱体上，此阴极箱没有涉及到进行高纯金属的制备，对产品的纯度要求不高，对高纯材料的制备有一定的局限性；专利号为“CN2054040U”的“银电解造液净液隔膜电解槽”通过在槽中固定法兰夹持阴离子交换膜分离阴极区和阳极区，再通过定期抽走阳极液和补加阴极液的方式进行电解沉积，可以得到高纯银，但是操作的灵活性差，加大了劳动强度；专利号为“CN1121965A”的“改进的离子交换膜法或隔膜法电解槽”针对不可溶阳极产生气体产物的隔膜电解槽，利用隔膜间的压力差形成液体的流动，但是阴阳极没有完全被分隔开，阳极区电解液还是会进入阴极区，影响产品的纯度。申勇峰在“离子交换-电积法制取高纯钴”(湿法冶金3 (1999) 54-58)中，利用分液装置进入阴极隔膜区进行高纯钴的制备，隔膜区没有完全阻止电解液的流通，隔膜装置利用普通的涤纶滤布隔膜袋，维持阴极液面差向阳极区渗透电解液，从而达到高纯金属制备的目的，没有完全防止阳极区杂质离子进入阴极隔膜袋，影响了电沉积产品的纯度。
技术实现思路
针对现有技术不足，本技术提供了一种用于液相电解制备高纯金属的隔膜阴极框。—种用于液相电解制备高纯金属的隔膜阴极框，其特征在于:所述用于液相电解的隔膜阴极框包括2个膜框板、阴极进液管、多个分液口和多个溢流孔；其中离子膜利用膜框板上的凹槽和固定条固定在膜框板上，2个平行设置的膜框板与2个侧板和I个底板构成了槽体型结构的隔膜阴极框；阴极进液管靠近一侧的膜框板并沿侧板外壁竖直向下，其下端穿过侧板下端进样口进入隔膜阴极框内部，固定于底板上；所述2个膜框板上部分别均匀设置一排溢流孔；所述隔膜阴极框内部的阴极进液管上均匀设置一排分液口。所述隔膜阴极框及其进液管的材料为硬质PP、PPH或PVC塑料。所述离子膜的材料为阴离子交换膜或阴离子交换纤维材料。本技术的有益效果为:本技术中隔膜阴极框上的离子膜完全防止了传统隔膜电解中的电解液交叉污染的情况，保证了阴极产品的纯度，结构简单，能进行高纯金属制备的工业化生产。附图说明图1为技术隔膜阴极框的立体图。图2为技术隔膜阴极框的前视图。图3为技术隔膜阴极框的俯视图。图中标号:1_膜框板；2_阴极进液管；3_分液口 ；4_凹槽；5_固定条；6_溢流孔。具体实施方式本技术提供了一种用于液相电解制备高纯金属的隔膜阴极框，以下结合附图和具体实施方式对本技术做进一步说明。一种用于液相电解制备高纯金属的隔膜阴极框，其特征在于:所述用于液相电解的隔膜阴极框包括2个膜框板1、阴极进液管2、多个分液口 3和多个溢流孔6 ；其中离子膜利用膜框板I上的凹槽4和固定条5固定在膜框板I上，2个平行设置的膜框板I与2个侧板和I个底板构成了槽体型结构的隔膜阴极框；阴极进液管2靠近一侧的膜框板I并沿侧板外壁竖直向下，其下端穿过侧板下端进样口进入隔膜阴极框内部，固定于底板上；所述2个膜框板I上部分别均匀设置一排溢流孔6 ;所述隔膜阴极框内部的阴极进液管2上均匀设置一排分液口 3。所述隔膜阴极框及其进液管2的材料为硬质PP、PPH或PVC塑料。所述离子膜的材料为阴离子交换膜或阴离子交换纤维材料。如图所示:经过净化的电解液通过阴极进液管2，经分液口 3均匀进液进入所述隔膜阴极框中。离子膜采用阴离子交换膜，通过凹槽4和固定条5固定在膜框板I上，可以有效阻止可溶阳极板溶解的杂质阳离子(如Fe2+、Ni2+、Cu2+等)迁移到阴极区，维持阴极框内外的液位差2 cm 3 cm。电解液通过溢流孔6进入阳极区，防止电解液的交叉污染，可以得到99.9995%的高纯金属，同时阴极框中电解液下进上出的流动方式，得到表面光亮、平整、无气孔的阴极板。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于液相电解制备高纯金属的隔膜阴极框，其特征在于：所述用于液相电解的隔膜阴极框包括2个膜框板（1）、阴极进液管（2）、多个分液口（3）和多个溢流孔（6）；其中离子膜利用膜框板（1）上的凹槽（4）和固定条（5）固定在膜框板（1）上，2个平行设置的膜框板（1）与2个侧板和1个底板构成了槽体型结构的隔膜阴极框；阴极进液管（2）靠近一侧的膜框板（1）并沿侧板外壁竖直向下，其下端穿过侧板下端进样口进入隔膜阴极框内部，固定于底板上；所述2个膜框板（1）上部分别均匀设置一排溢流孔（6）；所述隔膜阴极框内部的阴极进液管（2）上均匀设置一排分液口（3）。

【技术特征摘要】
1.一种用于液相电解制备高纯金属的隔膜阴极框，其特征在于:所述用于液相电解的隔膜阴极框包括2个膜框板(I)、阴极进液管(2)、多个分液口(3)和多个溢流孔(6)； 其中离子膜利用膜框板(I)上的凹槽(4 )和固定条(5 )固定在膜框板(I)上，2个平行设置的膜框板(I)与2个侧板和I个底板构成了槽体型结构的隔膜阴极框；阴极进液管(2)靠近一侧的膜框板(I)并沿侧板外壁竖直向下，其下端穿过侧板下端进样口进入隔膜阴极...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺昕，刘丹，熊晓东，李轶轁，滕海涛，陈斐，吴聪，吴松，
申请(专利权)人：北京有色金属研究总院，有研亿金新材料股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：