一種制備高純金屬的電解槽的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種制備高純金屬的電解槽，包括一電解槽本體，電解槽的上部設有一個進料管，該進料管的入口端外接電解液儲液槽，電解槽槽體上部設有溢流區(qū)，溢流區(qū)的底部開有一個溢流孔，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組卡槽板；進料管的出口端設在擋流區(qū)內(nèi)或朝向擋流區(qū)；在電解槽的外部加設一個可加熱的水浴槽，該電解槽坐落于水浴槽中且與水浴槽隔開，該水浴槽底部設有進水孔和出水孔。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。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于高純金屬制備的相關【技術領域】，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】
[0002] 隨著高新技術的不斷發(fā)展，高純金屬由于其獨特的性能在現(xiàn)代材料科學和工程領 域中的應用越來越廣泛，市場需求量不斷增長。
[0003] 高純金屬的制備需要火法、濕法等方法相結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，凈化后的料液再進行 電解沉積，可進一步除去電勢比提純金屬更負的金屬雜質(zhì)。
[0005] 現(xiàn)代水溶液電解的電解槽一般多用隔膜電解槽。通過采用擴散陽極、改性隔膜等 技術來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題，以提高電解槽的生產(chǎn)強度，提高電流效率。
[0006] -些金屬在電解時，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實現(xiàn)。但這樣一來，隨著電解過程的進行，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)離子的累計析出，降低電流效率，影響產(chǎn)品的純度。
[0007] 目前，國外對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)， 然后通過電解得到金屬鈷，再通過區(qū)域熔煉、電子束熔煉等方法進一步提純。國內(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，對電解槽結構進行優(yōu)化設計是提 高電流效率、降低槽電壓和節(jié)省能耗的關鍵。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本實用新型的目的是提供一種制備高純金屬用電解槽，其是針對目前采用的制備 高純金屬電解設備的不足做出的改進。
[0009] 為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取以下設計方案：
[0010] 一種制備高純金屬用電解槽，包括一電解槽本體，電解槽的上部設有一個進料管， 該進料管的入口端外接電解液儲液槽，電解槽上部一側面開有與溢流區(qū)相通的溢流口，在 溢流區(qū)的底部開有一溢流孔，該溢流孔與外接的再生槽連通；
[0011] 所述的電解槽內(nèi)側、距離側板l-3cm處裝有一塊與側板平行的擋流板，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 組卡槽板；
[0012] 所述進料管的出口端設在擋流區(qū)內(nèi)或朝向擋流區(qū)；
[0013] 在電解槽的外部加設一個可加熱的水浴槽，該電解槽坐落于水浴槽中且與水浴槽 隔開，該水浴槽底部設有進水孔和出水孔。
[0014] 所述制備高純金屬用電解槽中，所述的電解槽是通過底部的支撐板與水浴槽隔 開。
[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，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，所述成對組卡槽板包括分別安裝在電解槽內(nèi)壁兩 側上部及下部的兩側壁上的兩對上、下卡槽板，各上、下卡槽板上均開有同數(shù)量和同方位的 卡槽；且優(yōu)選方案是：所述下卡槽板上開設的槽深為卡槽板的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] 利用本實用新型制備高純金屬用電解槽，通過對電解液流動、加熱及電解液更換 方式等的改進，提高了電解液的溫度，保持了電解液濃度的一致性，可以進一步制備得到更 高純度的金屬產(chǎn)品，屬于高純金屬材料制備領域。
[0022] 本實用新型的優(yōu)點是：
[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，對提高電流效率 起到很好的促進作用；
[0024] 2.內(nèi)槽電解槽中的卡槽板利于電極板簡單、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帶來 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的 要求，有效地阻止了電解槽中陰陽區(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】

【附圖說明】
[0027] 圖1為本實用新型電解槽一實施例主體結構示意圖（局部剖視，A-A向）。
[0028] 圖2為實用新型電解槽總裝配主視圖。
[0029] 圖3為實用新型電解槽總裝配俯視圖。
[0030] 圖4為實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-水浴槽的進水管；6-溢 流區(qū)；7-支撐板；8-清洗孔；9-溢流孔；10-進料管；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] 下面結合附圖及具體實施例對本實用新型做進一步詳細說明。

【具體實施方式】
[0033] 參閱圖1、圖2和圖3所示，本實用新型主要創(chuàng)造點在于：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一步提純的電 解槽2。內(nèi)層的電解槽2是通過底部的支撐板7坐落于水浴槽1中且與水浴槽隔開。
[0034] 所述外層的水浴槽1的底部設有進水孔5和出水孔11 ;加熱夾層中裝有加熱器 16,可以由一個溫控裝置實現(xiàn)對加熱器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)時所需的溫度；另可在電解槽及水浴槽中分別置有一個接至顯示 板的溫度傳感器17,以實現(xiàn)對水浴槽中的水溫及電解槽中電解液溫度的實時監(jiān)控；溫度控 制及顯示均為現(xiàn)有技術可實現(xiàn)，此處不贅述。
[0035] 本實用新型另一創(chuàng)造點在于對電解槽內(nèi)部結構的改進：
[0036] 本實用新型的電解槽中電解液采用單向循環(huán)，電解槽的上部設有一個進料管10， 進料管的入口端外接電解液儲液槽，電解槽上還設有清洗孔8以用于將清洗物排出。在電 解槽內(nèi)部設有擋流板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區(qū)域：擋流區(qū)A和電解區(qū)B， 參見圖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。 電解槽進料管10的出口端設在擋流區(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， 兩組卡槽板在相對的兩個面上，參見圖4,各上、下卡槽板上均開有同數(shù)量和同方位的卡槽； 且優(yōu)選方案是：所述下卡槽板4、13上開設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，最初進入擋流區(qū)的電解 液波動相對較大，會短時間內(nèi)影響電解液的穩(wěn)定性）以保證進入電解槽內(nèi)的電解液液面平 穩(wěn)，而不會產(chǎn)生紊流。
[0038] 參見圖2、圖3,為電解槽設立一個溢流區(qū)6,溢流區(qū)下端的溢流14上開設溢流孔 9,該溢流孔9外接一個再生槽，以進行再處理。
[0039] 請參閱圖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穿過上部左、右的兩個卡槽3、12,坐落于底部左、右的兩個卡槽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，且插接方便、容易，根據(jù)對電極板間隔 的要求，選擇是否在每個成對組的槽中插入還是間隔插入，使用更方便，應用范圍更廣。
[0040] 本實用新型的工作原理：
[0041] 將本實用新型制備高純金屬用電解槽按照圖1總體裝配圖所示安裝好，自來水通 過進水管5加入到水浴槽中，待水浴槽中的水位到達溢流區(qū)底部高度時，開啟水浴加熱系 統(tǒng)加熱。凈化后的電解液通過循環(huán)泵由進料管10加入到擋流區(qū)A，電解液通過擋流區(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。當電解液液 面到溢流板18界面（電解槽側面上的溢流口）時，電解液流入溢流區(qū)6,溢流區(qū)的電解液通 過出口溢流孔9流入外接的再生槽中再處理。當電解槽中的電解液溫度到達技術要求溫度 后，將電極板依次插入到卡槽板中，進行電解。電解結束后，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)體系使電解過程中不僅使電解液的溫度可 根據(jù)電解技術要求進行調(diào)整，以保證電解過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] 上述各實施例可在不脫離本實用新型的保護范圍下加以若干變化，故以上的說明 所包含及附圖中所示的結構應視為例示性，而非用以限制本實用新型申請專利的保護范 圍。
【權利要求】
1. 一種制備高純金屬用電解槽，包括一電解槽本體，電解槽的上部設有一個進料管，該 進料管的入口端外接電解液儲液槽，電解槽上部一側面開有與溢流區(qū)相通的溢流口，在溢 流區(qū)的底部開有一溢流孔，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、距離側板l-3cm處裝有一塊與側板平行的擋流板，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組卡 槽板； 所述進料管的出口端設在擋流區(qū)內(nèi)或朝向擋流區(qū)； 在電解槽的外部加設一個可加熱的水浴槽，該電解槽坐落于水浴槽中且與水浴槽隔 開，該水浴槽底部設有進水孔和出水孔。
2. 如權利要求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底 部的支撐板與水浴槽隔開。
3. 如權利要求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 側面外接的凹槽，凹槽的另一邊與水浴槽內(nèi)壁相接使整個區(qū)域橫跨越水浴夾層。
4. 如權利要求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，檔流板距電 解槽內(nèi)側壁的距離為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：所述成對組卡槽板包括 分別安裝在電解槽內(nèi)壁兩側上部及下部的兩對上、下卡槽板，各上、下卡槽板上均開有同數(shù) 量和同方位的卡槽。
7. 如權利要求6所述的制備高純金屬用電解槽，其特征在于：所述下卡槽板上開設的 槽深為電解槽體高度的1/3?2/3。
8. 如權利要求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】C25C1/00GK203904469SQ201420280444
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年5月28日 優(yōu)先權日:2014年5月28日
【發(fā)明者】蔡振平, 陳松, 郎書玲, 吳延科, 王力軍 申請人:北京有色金屬研究總院