一種制備高純金屬的電解槽的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種制備高純金屬的電解槽，包括一電解槽本體，電解槽的上部設(shè)有一個(gè)進(jìn)料管，該進(jìn)料管的入口端外接電解液儲(chǔ)液槽，電解槽槽體上部設(shè)有溢流區(qū)，溢流區(qū)的底部開(kāi)有一個(gè)溢流孔，該溢流孔與外接的再生槽連通；電解槽內(nèi)裝有縱直向的擋流板，由該擋流板將電解槽隔離為擋流區(qū)和電解區(qū)；在電解槽的電解區(qū)內(nèi)安裝有用于置放若干電極的成對(duì)組卡槽板；進(jìn)料管的出口端設(shè)在擋流區(qū)內(nèi)或朝向擋流區(qū)；在電解槽的外部加設(shè)一個(gè)可加熱的水浴槽，該電解槽坐落于水浴槽中且與水浴槽隔開(kāi)，該水浴槽底部設(shè)有進(jìn)水孔和出水孔。電解液的單循環(huán)有效地防止了電解槽中的電解液的相互污染，減少了雜質(zhì)金屬的積累析出，提高了電流效率、降低了槽電壓、節(jié)省能耗。
【專利說(shuō)明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于高純金屬制備的相關(guān)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種制備高純金屬用電 解槽。 -種制備高純金屬的電解槽

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著高新技術(shù)的不斷發(fā)展，高純金屬由于其獨(dú)特的性能在現(xiàn)代材料科學(xué)和工程領(lǐng) 域中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，市場(chǎng)需求量不斷增長(zhǎng)。
[0003] 高純金屬的制備需要火法、濕法等方法相結(jié)合的工藝方可制備出品質(zhì)優(yōu)良的高純 金屬。目前高純金屬的制備方法有萃取法、離子交換法、電解法和真空熔煉法等。
[0004] 電解中的水溶液電解在高純金屬制備工藝中占有主要地位，凈化后的料液再進(jìn)行 電解沉積，可進(jìn)一步除去電勢(shì)比提純金屬更負(fù)的金屬雜質(zhì)。
[0005] 現(xiàn)代水溶液電解的電解槽一般多用隔膜電解槽。通過(guò)采用擴(kuò)散陽(yáng)極、改性隔膜等 技術(shù)來(lái)減少隔膜的使用所造成的單位體積內(nèi)的電極表面積的減少、隔膜穿透、隔膜粘袋、極 間距增加和槽電壓升高等問(wèn)題，以提高電解槽的生產(chǎn)強(qiáng)度，提高電流效率。
[0006] -些金屬在電解時(shí)，電解液需要保持一定的溫度。常用的方法是采用向電解槽中 加入一定溫度的電解液來(lái)實(shí)現(xiàn)。但這樣一來(lái)，隨著電解過(guò)程的進(jìn)行，電解液溫度變化較大， 降低了電流效率。電解舊液不經(jīng)處理循環(huán)回到原液中一起循環(huán)使用，容易造成電解液濃度 的差異以及一些雜質(zhì)離子的累計(jì)析出，降低電流效率，影響產(chǎn)品的純度。
[0007] 目前，國(guó)外對(duì)于高純金屬鈷的制備主要采用離子交換法除去溶液中大部分雜質(zhì)， 然后通過(guò)電解得到金屬鈷，再通過(guò)區(qū)域熔煉、電子束熔煉等方法進(jìn)一步提純。國(guó)內(nèi)主要在 離子交換和電解精煉上。其中電解采用水溶液電解，因此，對(duì)電解槽結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)是提 高電流效率、降低槽電壓和節(jié)省能耗的關(guān)鍵。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本實(shí)用新型的目的是提供一種制備高純金屬用電解槽，其是針對(duì)目前采用的制備 高純金屬電解設(shè)備的不足做出的改進(jìn)。
[0009] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下設(shè)計(jì)方案：
[0010] 一種制備高純金屬用電解槽，包括一電解槽本體，電解槽的上部設(shè)有一個(gè)進(jìn)料管， 該進(jìn)料管的入口端外接電解液儲(chǔ)液槽，電解槽上部一側(cè)面開(kāi)有與溢流區(qū)相通的溢流口，在 溢流區(qū)的底部開(kāi)有一溢流孔，該溢流孔與外接的再生槽連通；
[0011] 所述的電解槽內(nèi)側(cè)、距離側(cè)板l-3cm處裝有一塊與側(cè)板平行的擋流板，由該擋流 板將電解槽隔離為擋流區(qū)和電解區(qū)；在電解槽的電解區(qū)內(nèi)安裝有用于置放若干電極的成對(duì) 組卡槽板；
[0012] 所述進(jìn)料管的出口端設(shè)在擋流區(qū)內(nèi)或朝向擋流區(qū)；
[0013] 在電解槽的外部加設(shè)一個(gè)可加熱的水浴槽，該電解槽坐落于水浴槽中且與水浴槽 隔開(kāi)，該水浴槽底部設(shè)有進(jìn)水孔和出水孔。
[0014] 所述制備高純金屬用電解槽中，所述的電解槽是通過(guò)底部的支撐板與水浴槽隔 開(kāi)。
[0015] 所述制備高純金屬用電解槽中，在電解槽與水浴槽間形成的水浴夾層中裝有加熱 器以構(gòu)成可加熱的水浴槽。
[0016] 所述制備高純金屬用電解槽中，所述擋流板的上沿與電解槽平齊，擋流板的左、右 端與電解槽相連，下端與電解槽底部留有縫隙；檔流板下端與電解槽底部留有的縫隙不大 于 lcm。
[0017] 所述制備高純金屬用電解槽中，在擋流區(qū)側(cè)，檔流板距電解槽內(nèi)壁的距離為 l_3cm〇
[0018] 所述制備高純金屬用電解槽中，所述成對(duì)組卡槽板包括分別安裝在電解槽內(nèi)壁兩 側(cè)上部及下部的兩側(cè)壁上的兩對(duì)上、下卡槽板，各上、下卡槽板上均開(kāi)有同數(shù)量和同方位的 卡槽；且優(yōu)選方案是：所述下卡槽板上開(kāi)設(shè)的槽深為卡槽板的1/3?2/3。
[0019] 所述制備高純金屬用電解槽中，所述安裝在電解槽內(nèi)上部的上卡槽板位置不低于 溢流口，底部卡槽板底端與檔流板底端距電解槽底部的距離保持一致。
[0020] 所述制備高純金屬用電解槽中，所述的電解液采用單循環(huán)。
[0021] 利用本實(shí)用新型制備高純金屬用電解槽，通過(guò)對(duì)電解液流動(dòng)、加熱及電解液更換 方式等的改進(jìn)，提高了電解液的溫度，保持了電解液濃度的一致性，可以進(jìn)一步制備得到更 高純度的金屬產(chǎn)品，屬于高純金屬材料制備領(lǐng)域。
[0022] 本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：
[0023] 1.外部水浴槽加熱可以提高電解液的溫度，有利于離子的傳輸，對(duì)提高電流效率 起到很好的促進(jìn)作用；
[0024] 2.內(nèi)槽電解槽中的卡槽板利于電極板簡(jiǎn)單、便捷和緊湊地安裝，并能根據(jù)需要方 便地調(diào)整極間距；
[0025] 3.電解槽中的擋流板可以克服傳統(tǒng)使用隔膜及隔膜袋造成的電解液的傳輸不暢、 濃度不均衡及粘袋等問(wèn)題，檔流板的存在使電解液內(nèi)部穩(wěn)定，有效地避免了溶液波動(dòng)帶來(lái) 的電解液濃度的差異；
[0026] 4.電解液的單循環(huán)系統(tǒng)使電解液使電解液濃度始終維持平衡以符合電解技術(shù)的 要求，有效地阻止了電解槽中陰陽(yáng)區(qū)的電解液相互污染、雜質(zhì)金屬的積累析出，提高了電流 效率、降低了槽電壓、節(jié)省能耗并獲得更高純度的產(chǎn)品。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027] 圖1為本實(shí)用新型電解槽一實(shí)施例主體結(jié)構(gòu)示意圖（局部剖視，A-A向）。
[0028] 圖2為實(shí)用新型電解槽總裝配主視圖。
[0029] 圖3為實(shí)用新型電解槽總裝配俯視圖。
[0030] 圖4為實(shí)用新型電解槽電極板在卡槽中的安裝示意圖。
[0031] 圖中：1-水浴槽；2-電解槽；3-上卡槽板；4-下卡槽板；5-水浴槽的進(jìn)水管；6-溢 流區(qū)；7-支撐板；8-清洗孔；9-溢流孔；10-進(jìn)料管；11-排水管；12-上卡槽板；13-下卡槽 板；14-擋流板；15-電極板；16-加 熱器；17-溫度傳 感器；18-溢流板。
[0032] 下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

【具體實(shí)施方式】
[0033] 參閱圖1、圖2和圖3所示，本實(shí)用新型主要?jiǎng)?chuàng)造點(diǎn)在于：制備高純金屬用電解槽 采用內(nèi)、外的兩層，外層為可加熱的水浴槽1，內(nèi)層為用于制備高純金屬以進(jìn)一步提純的電 解槽2。內(nèi)層的電解槽2是通過(guò)底部的支撐板7坐落于水浴槽1中且與水浴槽隔開(kāi)。
[0034] 所述外層的水浴槽1的底部設(shè)有進(jìn)水孔5和出水孔11 ;加熱夾層中裝有加熱器 16,可以由一個(gè)溫控裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)加熱器16工作狀態(tài)的調(diào)控，以可以維持電解槽中電解液的 溫度保持在較佳工作狀態(tài)時(shí)所需的溫度；另可在電解槽及水浴槽中分別置有一個(gè)接至顯示 板的溫度傳感器17,以實(shí)現(xiàn)對(duì)水浴槽中的水溫及電解槽中電解液溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)控；溫度控 制及顯示均為現(xiàn)有技術(shù)可實(shí)現(xiàn)，此處不贅述。
[0035] 本實(shí)用新型另一創(chuàng)造點(diǎn)在于對(duì)電解槽內(nèi)部結(jié)構(gòu)的改進(jìn)：
[0036] 本實(shí)用新型的電解槽中電解液采用單向循環(huán)，電解槽的上部設(shè)有一個(gè)進(jìn)料管10， 進(jìn)料管的入口端外接電解液儲(chǔ)液槽，電解槽上還設(shè)有清洗孔8以用于將清洗物排出。在電 解槽內(nèi)部設(shè)有擋流板14,所述的擋流板14的上沿與電解槽體上端沿平齊，擋流板14的左、 右端與電解槽壁相連，由此，該擋流板14將電解槽隔離出兩個(gè)區(qū)域：擋流區(qū)A和電解區(qū)B， 參見(jiàn)圖3,擋流板14與槽底不接，其下端要與電解槽底部留有縫隙，該縫隙不能大于lcm。 電解槽進(jìn)料管10的出口端設(shè)在擋流區(qū)內(nèi)或朝向擋流區(qū)；檔流板14距電解槽內(nèi)壁的距離為 l-3cm;在電解區(qū)內(nèi)安裝有用于置放若干電極的成對(duì)組卡槽板，包括兩種卡槽板，一種是卡 槽中通的上卡槽板3、12,安裝在電解槽內(nèi)上部；另一種卡槽板是槽深為不同通透、底部封 閉的下卡槽板4、13,安裝在電解槽內(nèi)下部；這些卡槽板的安裝分兩組，一組（卡槽板3、4) 安裝在電解槽1的邊側(cè)內(nèi)壁上，另一組（卡槽板12、13)安裝在電解槽內(nèi)的檔流板14上， 兩組卡槽板在相對(duì)的兩個(gè)面上，參見(jiàn)圖4,各上、下卡槽板上均開(kāi)有同數(shù)量和同方位的卡槽； 且優(yōu)選方案是：所述下卡槽板4、13上開(kāi)設(shè)的槽深為卡槽板高度的1/3?2/3。
[0037] 優(yōu)選的，電解槽底部的下卡槽板（圖中的下卡槽板4、13)底端不低于檔流板底 端，（如果低于的話，卡槽中電極板的位置有可能比較低，這樣一來(lái)，最初進(jìn)入擋流區(qū)的電解 液波動(dòng)相對(duì)較大，會(huì)短時(shí)間內(nèi)影響電解液的穩(wěn)定性）以保證進(jìn)入電解槽內(nèi)的電解液液面平 穩(wěn)，而不會(huì)產(chǎn)生紊流。
[0038] 參見(jiàn)圖2、圖3,為電解槽設(shè)立一個(gè)溢流區(qū)6,溢流區(qū)下端的溢流14上開(kāi)設(shè)溢流孔 9,該溢流孔9外接一個(gè)再生槽，以進(jìn)行再處理。
[0039] 請(qǐng)參閱圖4,為電極板15在電解槽2中的上、下卡槽板中的安裝示意圖。電極板 15穿過(guò)上部左、右的兩個(gè)卡槽3、12,坐落于底部左、右的兩個(gè)卡槽4、13中。這些卡槽板很 好地固定了電極板15的位置，避免了電極板的晃動(dòng)，且插接方便、容易，根據(jù)對(duì)電極板間隔 的要求，選擇是否在每個(gè)成對(duì)組的槽中插入還是間隔插入，使用更方便，應(yīng)用范圍更廣。
[0040] 本實(shí)用新型的工作原理：
[0041] 將本實(shí)用新型制備高純金屬用電解槽按照?qǐng)D1總體裝配圖所示安裝好，自來(lái)水通 過(guò)進(jìn)水管5加入到水浴槽中，待水浴槽中的水位到達(dá)溢流區(qū)底部高度時(shí)，開(kāi)啟水浴加熱系 統(tǒng)加熱。凈化后的電解液通過(guò)循環(huán)泵由進(jìn)料管10加入到擋流區(qū)A，電解液通過(guò)擋流區(qū)可使 溶液以較平穩(wěn)的狀態(tài)由檔流板14底部的缺口由下至上充滿電解槽的電解區(qū)B。當(dāng)電解液液 面到溢流板18界面（電解槽側(cè)面上的溢流口）時(shí)，電解液流入溢流區(qū)6,溢流區(qū)的電解液通 過(guò)出口溢流孔9流入外接的再生槽中再處理。當(dāng)電解槽中的電解液溫度到達(dá)技術(shù)要求溫度 后，將電極板依次插入到卡槽板中，進(jìn)行電解。電解結(jié)束后，沿著卡槽的方向可方便的取出 電極板。本電解槽中的水浴槽、電解液的單循環(huán)體系使電解過(guò)程中不僅使電解液的溫度可 根據(jù)電解技術(shù)要求進(jìn)行調(diào)整，以保證電解過(guò)程中電解液溫度的穩(wěn)定性，而且電解液處于單 循環(huán)狀態(tài)，保證了電解液的純度，避免了電解液雜質(zhì)離子的積累而影響產(chǎn)品的純度，有效地 提高了電流效率及產(chǎn)品純度。
[0042] 上述各實(shí)施例可在不脫離本實(shí)用新型的保護(hù)范圍下加以若干變化，故以上的說(shuō)明 所包含及附圖中所示的結(jié)構(gòu)應(yīng)視為例示性，而非用以限制本實(shí)用新型申請(qǐng)專利的保護(hù)范 圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種制備高純金屬用電解槽，包括一電解槽本體，電解槽的上部設(shè)有一個(gè)進(jìn)料管，該 進(jìn)料管的入口端外接電解液儲(chǔ)液槽，電解槽上部一側(cè)面開(kāi)有與溢流區(qū)相通的溢流口，在溢 流區(qū)的底部開(kāi)有一溢流孔，該溢流孔與外接的再生槽連通；其特征在于： 所述的電解槽內(nèi)側(cè)、距離側(cè)板l-3cm處裝有一塊與側(cè)板平行的擋流板，由該擋流板將 電解槽隔離為擋流區(qū)和電解區(qū)；在電解槽的電解區(qū)內(nèi)安裝有用于置放若干電極的成對(duì)組卡 槽板； 所述進(jìn)料管的出口端設(shè)在擋流區(qū)內(nèi)或朝向擋流區(qū)； 在電解槽的外部加設(shè)一個(gè)可加熱的水浴槽，該電解槽坐落于水浴槽中且與水浴槽隔 開(kāi)，該水浴槽底部設(shè)有進(jìn)水孔和出水孔。
2. 如權(quán)利要求1所述的制備高純金屬用電解槽，其特征在于：所述的電解槽是通過(guò)底 部的支撐板與水浴槽隔開(kāi)。
3. 如權(quán)利要求1所述的制備高純金屬用電解槽，其特征在于：所述溢流區(qū)為電解槽一 側(cè)面外接的凹槽，凹槽的另一邊與水浴槽內(nèi)壁相接使整個(gè)區(qū)域橫跨越水浴夾層。
4. 如權(quán)利要求1所述的制備高純金屬用電解槽，其特征在于：所述擋流板的上沿與電 解槽平齊，擋流板的左、右端與電解槽相連，下端與電解槽底部留有縫隙。
5. 如權(quán)利要求4所述的制備高純金屬用電解槽，其特征在于：在擋流區(qū)側(cè)，檔流板距電 解槽內(nèi)側(cè)壁的距離為l-3cm;檔流板下端與電解槽底部留有的縫隙不大于lcm。
6. 如權(quán)利要求1所述的制備高純金屬用電解槽，其特征在于：所述成對(duì)組卡槽板包括 分別安裝在電解槽內(nèi)壁兩側(cè)上部及下部的兩對(duì)上、下卡槽板，各上、下卡槽板上均開(kāi)有同數(shù) 量和同方位的卡槽。
7. 如權(quán)利要求6所述的制備高純金屬用電解槽，其特征在于：所述下卡槽板上開(kāi)設(shè)的 槽深為電解槽體高度的1/3?2/3。
8. 如權(quán)利要求1所述的制備高純金屬用電解槽，其特征在于：所述安裝在電解槽內(nèi)上 部的上卡槽板位置不低于溢流區(qū)的底部，底部卡槽板底端與檔流板底端距電解槽底部的距 離保持一致。
【文檔編號(hào)】C25C1/00GK203904469SQ201420280444
【公開(kāi)日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年5月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月28日
【發(fā)明者】蔡振平, 陳松, 郎書(shū)玲, 吳延科, 王力軍 申請(qǐng)人:北京有色金屬研究總院