專利名稱：無銅管鉛電解精煉節(jié)能高效環(huán)保新技術(shù)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有色金屬濕法鉛電解精煉技術(shù)工藝中的一種無銅管鉛電解 精煉節(jié)能髙效環(huán)保新技術(shù)工藝。
背景技術(shù)：
一. 傳統(tǒng)技術(shù)工藝簡述用粗鉛(Pb含量9(m以上)融化制成陽極板之后:再用國標1號鉛融化制 成陰極片，必須把陰極片的上端面部分將銅管包住，作為陰極。把陽極板和 陰極片按間距4cm (同極中心距8cm)分別掛在電解槽內(nèi)，槽內(nèi)裝滿循環(huán)電解 液。陽極板掛耳和陰極銅管分別連接在正負分流銅排上，分流銅排再和匯流 銅排連接到整流器。正電流在陽極板與電解液界面發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，使得金 屬態(tài)鉛氧化轉(zhuǎn)化為離子態(tài)的鉛離子，分布在電解液里，在電流的作用下，鉛 離子往負極轉(zhuǎn)移，在電解液與負極的陰極片界面上和電子結(jié)合還原為純金屬 鉛。對每個電解槽來說分流銅排與電解槽內(nèi)的陽極板和陰極片，是并聯(lián)電 路。通過的直流電流是以電解槽內(nèi)陰極片總片數(shù)浸入電解液里的表面積乘以 200A/m2來計算的。以沈冶年產(chǎn)6萬噸為例共250個電解槽?？傠妷?50V。 每個電解槽長3. 2m,裝入陽極板36塊，陰極片37片，每片陰極面積0. 67rn2， 通過的電流兩面是268A,槽電流是12000A,正負極間電壓(槽電壓)在0. 45V 至0.6V之間。參見《有色金屬設(shè)計手冊-鉛鋅鉍巻》中(鉛冶煉)第5章 鉛電解精煉部分。(P. 119頁-P141頁。)二. 傳統(tǒng)鉛電解生產(chǎn)中存在的5個問題1. 傳統(tǒng)鉛電解生產(chǎn)中要配備大量的檢查人員，隨時檢査分流銅排與陽極 板和銅管的接觸必須良好。對接觸不好的銅排銅管部位隨時打磨除銅銹。(這時難免銅元素進入電解液而造成產(chǎn)品中銅含量的增高)。如果接觸不良， 在不良部位就會發(fā)熱氧化，增加電耗，造成電流不均勻，產(chǎn)生燒板碰極，不 但影響而且不能保證產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量的穩(wěn)定性。2. 出槽后又必須對大量銅排進行全面的除銹，涂防銹油工藝。(以沈冶 為例銅排，總計8.3噸，銅管，總計28.1噸)。3. 為了保證上萬安培的電流損耗減少，就得盡量加大銅排的截面積(以 沈冶為例12000A需要導(dǎo)電截面積大于13200ram2)。4. 由于是小電壓大電流，必須配套笨重的降壓整流變壓器和配套的配 電設(shè)備。以沈冶為例容量達3000KVA,(增加了生產(chǎn)建設(shè)投資成本。)5. 電解液由電解槽一端進入槽內(nèi)，另一端流出，流動過程受到極板正 面阻擋，只能從電解槽底部及幾cm寬的兩則流過，不能充分消除電解液的 濃差。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明主要解，的是把傳統(tǒng)鉛電解精煉工藝中的銅管取消，創(chuàng)新為無銅管鉛電解精煉節(jié)能髙效環(huán)保新技術(shù)工藝。為了解決上述問題，依據(jù)電工學(xué)原理及電化學(xué)反應(yīng)原理，大膽改變工藝構(gòu)成模式，變雙面電解為單面電解.實現(xiàn)了無銅管鉛電解精煉節(jié) 能高效環(huán)保新技術(shù)工藝。(以下簡稱創(chuàng)新工藝)一.創(chuàng)新工藝采取亍以下措施l.取消了貴重的銅管和分流銅排(以沈冶為例銅材達36.4噸，(價值240萬元)。2 .把陰極片的整個面直接包貼在陽極板的一個面上，形成一個整體，正面是精鉛陰極面，背面是粗鉛陽極面。消除了槽電壓中的導(dǎo)體電壓 降及各接觸點的電壓降(合計為0. 08V).3. 同極中心距由傳統(tǒng)的8cm縮短為4cm。電流正極從電解槽一端的第一塊陽極板掛耳接入，鉛離子流向第二塊陽極板的正面貼有陰極片的陰 極面。再從第二塊陽極板的背面流向第三塊陽極板的正面貼有陰極片的陰極 面。如此不斷的傳遞，最后傳遞到電解槽另一端的最后一片陰極片與負極連 接形成回路。4. 取消了笨重的大電流及繁雜的電路連接。每個電解槽的總電流只有 134A.5. 取消了髙價，笨重的整流變壓器和配電設(shè)備，采用先進的高皿逆變 技術(shù)與納米材料制造的GGDS型高頻開關(guān)節(jié)能電解電源，(體積只有傳統(tǒng)的1/5-1/10，能耗下降20%_30%)，直接調(diào)壓恒流。6.改變電解液的流動方向不從電解槽兩端而從電解槽一則，和極板的則面空間流向電解槽的另一則。減少了流動阻力，更充分的消除電解 液的濃差。二. 本創(chuàng)新工藝的特征和效果1. 杜絕了銅元素進入電解液，保證質(zhì)量的穩(wěn)定性，提高產(chǎn)品質(zhì)量。2. 杜絕與極板接觸不良而造成斷路，碰極等故障。極片電流均 勻恒定，保證產(chǎn)量的穩(wěn)定性，提高產(chǎn)品產(chǎn)量。3. 電流輸出小(134A )，電解槽長短均可(2-100米)。因而大 大減少設(shè)備的投資。4. 取消了除銹設(shè)備，材料和繁雜的除銹工藝。大大減少管理工作量。5. 縮減了大量的檢査人員，降低生產(chǎn)成本。6. 適合大小規(guī)模建廠，降低建廠投資。三. 本創(chuàng)新工藝最大特點是無三廢排放。避免了鉛火法冶煉中的三廢汚染， 實屬環(huán)保新技術(shù)工藝l.鉛在制板過程中熔點為327攝氏度，工藝要求溫度控制在350-400攝氏度之間。屬固態(tài)轉(zhuǎn)為液態(tài)的物理變化,因此還未達到氧化蒸發(fā) 的程度(鉛的蒸發(fā)溫度在1250-1300攝氏度)，即無廢氣排放。2.電解過程中，粗鉛陽極板于室溫下在電解液中被溶解成鉛離子在陰極板上還原沉積為純鉛。其它金屬雜質(zhì)保留在陽極板上，成為提取稀有金屬和 貴金屬的原料.因此無廢渣排放。53.電解液在室溫下只是水分的蒸發(fā)，需補充水洗液，故也無廢液排放。


下面結(jié)合附圖和具體實施方式
作進一步詳細的說明。 圖1是本次申報的無銅管鉛電解精煉節(jié)能髙效環(huán)保新術(shù)工藝俯視圖。 圖2是本次申報的無銅管鉛電解精煉節(jié)能高效環(huán)保新技術(shù)工藝 A-A'橫剖視圖。圖3是本次申報的無銅管鉛電解精煉節(jié)能髙效環(huán)保新技術(shù)工藝 B-B'縱剖視圖。
具體實施方式
由圖一，圖二和圖三構(gòu)成了本次申報的無銅管鉛電解精煉節(jié)能高效環(huán)保 新技術(shù)工藝的
具體實施例方式1. 電解過程工作電流由電解電源的正極l,經(jīng)過電解槽A端的第一塊 陽極板掛耳2進入這塊陽極板3,正電流在陽極板3與電解液界面發(fā)生電化 學(xué)反應(yīng)，使金屬態(tài)粗鉛氧化轉(zhuǎn)化為離子態(tài)的鉛離子4，分布在電解液里，在 電流的作用下，鉛離子4往負極轉(zhuǎn)移，流向第二塊陽極板的正面貼有陰極片 的陰極面5，在電解液與陰極片界面上和電子結(jié)合還原為純金屬鉛。電流再從 第二塊陽極板的背面6，流向第三塊陽極板的正面貼有陰極片的陰極面。通 過這樣不斷的傳遞，最后傳遞到電解槽A'端的最后一片陰極片7，與電解電 源的負極8連接形成回路。2. 電解液循環(huán)過程電解液9，從高位槽進入進液總管10,經(jīng)電解槽B 則，分別流過進液分液管11，進入槽內(nèi)，從極板的則面空間流向溢流扁槽 12的底部入口處，由溢流扁槽12的槽內(nèi)上升流入電解槽B'則的出液分液 管13,然后匯集流入回液總管14，最后由回液總管14流進地下槽，再經(jīng)循 環(huán)泵提升到高位槽。形成整個循環(huán)過程。
權(quán)利要求
1. 一種無銅管鉛電解精煉節(jié)能高效環(huán)保新技術(shù)工藝的電解特征是把原來包在銅管上的陰極片去掉銅管，將陰極片的整個面直接包貼在陽極板的一個面上，形成一塊整體，正面是精鉛陰極面，背面是粗鉛陽極面。即工作電流由電解電源的正極1，經(jīng)過電解槽A端的第一塊陽極板掛耳2進入這塊陽極板3，正電流在陽極板3與電解液界面發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，使金屬態(tài)粗鉛氧化轉(zhuǎn)化為離子態(tài)的鉛離子4，分布在電解液里，在電流的作用下，鉛離子4往負極轉(zhuǎn)移，流向第二塊陽極板的正面貼有陰極片的陰極面5，在電解液與陰極片界面上和電子結(jié)合還原為純金屬鉛。電流再從第二塊陽極板的背面6，流向第三塊陽極板的正面貼有陰極片的陰極面。通過這樣不斷的傳遞，最后傳遞到電解槽A′端的最后一片陰極片7，與電解電源的負極8連接形成回路。
2.按照權(quán)利要求1 一種無銅管鉛電解精煉節(jié)能髙效環(huán)保新技術(shù)工藝，同時得改變電解液的流動方向，它的特征是不從電解槽兩端而從電解槽一則，和極板的則面空間流向電解槽的另一則；減少了流動阻力，更充分的消除電解液的濃差即電解液9，從高位槽進入進液總管10,經(jīng)電解槽B則分別流過進液分液管11，進入槽內(nèi)，從極板的則面空間流向溢流槽12的底部入口處，由溢流扁槽12的槽內(nèi)上升流入電解槽B'則 的出液分液管13,然后匯集流入回液總管14,最后由回液總管 14流進地下槽，再經(jīng)循環(huán)泵提升到高位槽；形成整個循環(huán)過程。
全文摘要
本發(fā)明涉及濕法鉛電解的一種無銅管鉛電解精煉節(jié)能高效環(huán)保新技術(shù)工藝。主要特點是1.取消傳統(tǒng)笨重的整流電源，采用納米材料制造的高頻開關(guān)電源，節(jié)能20％-30％。2.不用銅管導(dǎo)電。3.改變電解液流動方向。電源正極1經(jīng)過第一塊陽極板掛耳2進入這塊陽極板3與電解液反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為鉛離子4，流向第二塊陽極板正面貼有陰極片的陰極面5，還原為純金屬鉛。電流再從第二塊陽極板背面6，流向第三塊陽極板陰極面。通過這樣不斷的傳遞到最后一片陰極片7，與電源負極8連接形成回路；電解液9，從高位槽流入進液管10，分別流過分液管11，流向溢流扁槽12底部入口，再上升流入分液管13，經(jīng)回液管14進地下槽，由泵提升到高位槽；電解中無廢氣廢渣廢水排放。
文檔編號C25C1/18GK101250721SQ20081010304
公開日2008年8月27日 申請日期2008年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月31日
發(fā)明者涂德友 申請人:涂德友;劉 冰