一种金属材料制备用连续电级电解槽的制作方法

文档序号:15127082发布日期:2018-08-08 08:51阅读:225来源:国知局

本实用新型涉及金属材料制备技术领域,具体为一种金属材料制备用连续电级电解槽。



背景技术:

随着高新技术的不断发展,金属由于其独特的性能在现代材料科学和工程领域中的应用越来越广泛,市场需求量不断增长,金属的制备需要火法、湿法等方法相结合的工艺方可制备出品质优良的高纯金属,目前高纯金属的制备方法有萃取法、离子交换法、电解法和真空熔炼法等,电解中的水溶液电解在高纯金属制备工艺中占有主要地位,净化后的料液再进行电解沉积,可进一步除去电势比提纯金属更负的金属杂质,现代水溶液电解的电解槽多用隔膜电解槽,通过采用扩散阳极、改性隔膜等技术来减少隔膜的使用所造成的单位体积内的电极表面积的减少、隔膜穿透、隔膜粘袋、极间距增加和槽电压升高等问题,以提高电解槽的生产强度,提高电流效率。

但是现有技术的电解槽放置在一定环境内,由于保温措施的不当,往往存在电解温度不定的问题,导致电解速率减慢,电解效果不佳,并且能耗较多,另外阳极和阴极的控制替换工艺复杂,导致后期清理和操作不便。



技术实现要素:

为了克服现有技术方案的不足,本实用新型提供一种金属材料制备用连续电级电解槽,本实用新型通过增加电解槽的角部保温和合理控制阳极上不同部分的保温料的厚度,从而一方面减少外部散热,增加在阴阳极上的电流强度,达到电解槽安全稳定和高效低耗的目的,同时也适用于不同类型的电解液,具有一定的耐蚀性,另一方面还具有制造价格低廉的优点,并且电级的单耗低,延长阳极和阴极使用寿命长,并且生产的产品质量均衡稳定,有效提高了金属材料的制备效率,而且阴阳极上插式的布置以及插入深度和极距的连续可调,使得极距能够随着阳极的消耗而保持不变,加速了金属从金属溶液中析出的效率,对电解槽内部的电解环境起到恒定的效果。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:包括电解槽槽体,所述电解槽槽体内部设有隔膜框架,所述隔膜框架下设有隔膜框架座,所述隔膜框架座安装在电解槽槽体底部,所述隔膜框架内设有离子交换膜和钛-钢复合隔板,并且所述隔膜框架将电解槽槽体分为电解室和阳极液室,所述电解室内设有阳极棒和阴极棒,所述阳极棒和阴极棒均设有若干个,并且阳极棒和阴极棒间隔均匀的交替排列,所述阴极棒上端连接有绝缘壳体,所述绝缘壳体也是穿过电解室的上表面,所述绝缘壳体与电解室的上表面之间设有密封圈,所述电解室的上表面设有电解补充液入口,所述阳极液室的一侧设有阳极液排出口。

作为本实用新型一种优选的技术方案,所述电解槽槽体从内到外依次是由合成树胶衬里、粘土砖非工作层、保温绝缘层和钢体槽壳组成的。

作为本实用新型一种优选的技术方案,所述电解槽槽体为长方体型,所述电解槽槽体的外侧绕其表面,从上到下设还有若干水平隔板,所述水平隔板的数量为三块或四块,所述水平隔板之间填充有保温材料。

作为本实用新型一种优选的技术方案,所述隔膜框架为立体框架结构,并且嵌套在隔膜框架座上,所述隔膜框架的上端设有提手,所述提手穿过电解室的上表面,并且所述提手与电解室的上表面之间通过密封圈固定连接。

作为本实用新型一种优选的技术方案,所述阳极棒的材料是预赔碳,所述阴极棒的材料是刚棒导体。

作为本实用新型一种优选的技术方案,所述阳极棒和阴极棒均采用上插式布置,所述阳极棒和阴极棒的插入深度在100mm-1200mm范围内连续可调,所述阳极棒和阴极棒之间的极距在40mm-420mm范围内调节。

作为本实用新型一种优选的技术方案,所述电解室的上表面设有若干集气管,所述集气管在电解室上表面间隔均匀的分布,所述集气管连接到其他废气处理装置,并且所述电解室的底部还设有收集池,所述收集池的大小和电解室的大小相同。

作为本实用新型一种优选的技术方案,所述阳极液排出口位于阳极液室中心靠上的位置,并且与阳极液室之间通过密封圈固定。

与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:本实用新型通过增加电解槽的外部保温和合理控制阳极上不同部分的保温料的厚度,从而一方面减少外部散热,增加了在阴阳极上的电流强度,达到电解槽安全稳定和高效低耗的目的,同时也适用于不同类型的电解液,具有一定的耐蚀性,另一方面还具有制造价格低廉的优点,并且电级的单耗低,延长阳极和阴极使用寿命长,并且生产的产品质量均衡稳定,有效提高了金属材料的制备效率,而且阴阳极上插式的布置以及插入深度和极距的连续可调,使得极距能够随着阳极的消耗而保持不变,加速了金属从金属溶液中析出的效率,对电解槽内部的电解环境起到恒定的效果。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图;

图2为本实用新型的电解槽槽体结构示意图。

图中:1-电解槽槽体;101-树胶衬里;102-粘土砖非工作层;103-保温绝缘层;104-钢体槽壳;105-水平隔板;2-隔膜框架;3-隔膜框架座;4-离子交换膜;5-钛-钢复合隔板;6-电解室;7-阳极液室;8-阳极棒;9-阴极棒; 10-绝缘壳体;11-密封圈;12-阳极液排出口;13-提手;14-集气管;15-收集池。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。

以下各实施例的说明是参考附图,用以示例本实用新型可以用以实施的特定实施例。本实用新型所提到的方向和位置用语,例如「上」、「中」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等,仅是参考附加图式的方向和位置。因此,使用的方向和位置用语是用以说明及理解本实用新型,而非用以限制本实用新型。

实施例:

如图1和图2所示,本实用新型提供了一种金属材料制备用连续电级电解槽,包括电解槽槽体1,所述电解槽槽体1为长方体型,所述电解槽槽体1 的外侧绕其表面,从上到下设还有若干水平隔板105,所述水平隔板105的数量为三块或四块,所述水平隔板105之间填充有保温材料,并且所述电解槽槽体1从内到外依次是由合成树胶衬里101、粘土砖非工作层102、保温绝缘层103和钢体槽壳104组成的,在电解槽槽体1外围增设的保温材料,是为了增加电解槽槽体1的角部保温,并且合理控制阳极棒8和阴极棒9上不同部分的保温料的厚度,从而减少角部散热,增加角部电流强度,加速金属从金属溶液中析出的效率,另外电解槽槽体1的内部构造,对于有腐蚀性的溶液可以起到良好的保护作用,延长电解槽槽体1的使用寿命,并且也起到了保温的效果,可以有效对电解槽内部的电解环境起到恒定的效果。

所述电解槽槽体1内部设有隔膜框架2,所述隔膜框架2下设有隔膜框架座3,所述隔膜框架座3安装在电解槽槽体1底部,所述隔膜框架2内设有离子交换膜4和钛-钢复合隔板5,并且所述隔膜框架2将电解槽槽体1分为电解室6和阳极液室7,隔膜框架的作用是为了存放隔板和交换膜,并且离子交换膜4可以对溶液中的离子具有选择性透过的功能,钛-钢复合隔板5具有良好的耐蚀性,成本较低,对电解室起到了隔离作用,促使溶解完全电解,减少溶液原料的浪费,起到节约电解成本的作用。

所述电解室6内设有阳极棒8和阴极棒9,所述阳极棒8的材料是预赔碳,所述阴极棒9的材料是刚棒导体,所述阳极棒8和阴极棒9均设有若干个,并且阳极棒8和阴极棒9间隔均匀的交替排列,即阳极棒8和阴极棒9交替的放置,并且间隔均匀的分布是为了使电解的过程中减少阳极和阴极的作用压力,所述阳极棒8和阴极棒9均采用上插式布置,所述阳极棒8和阴极棒9 的插入深度在100mm-1200mm范围内连续可调,所述阳极棒8和阴极棒9之间的极距在40mm-420mm范围内调节,所述阴极棒9和阳极棒8上端连接有绝缘壳体10,所述绝缘壳体10也是穿过电解室6的上表面,所述绝缘壳体10与电解室6的上表面之间设有密封圈11,可以对阴极棒9和阳极棒8进行更换,并且操作方便,同时增设的密封圈11是为了防止电解液的泄漏。

所述电解室6的上表面设有电解补充液入口,所述阳极液室7的一侧设有阳极液排出口12,所述阳极液排出口12位于阳极液室7中心靠上的位置,并且与阳极液室7之间通过密封圈固定。

优选的是,所述隔膜框架2为立体框架结构,并且嵌套在隔膜框架座3 上,所述隔膜框架2的上端设有提手13,所述提手13穿过电解室6的上表面,并且所述提手13与电解室6的上表面之间通过密封圈固定连接,用以方便后期的维护保养和清理,同时有效防止电解液的泄漏。

优选的是,所述电解室6的上表面设有若干集气管14,所述集气管14在电解室6上表面间隔均匀的分布,所述集气管14连接到其他废气处理装置,并且所述电解室6的底部还设有收集池15,所述收集池15的大小和电解室6 的大小相同,集气管14的作用是为了防止有害气体的排放,有效的避免了空气污染以及对工作人员的人体伤害,收集池15的作用是收集析出的金属材料。

综上所述,本实用新型的主要特点在于:本实用新型通过增加电解槽的外部保温和合理控制阳极上不同部分的保温料的厚度,从而一方面减少外部散热,增加在阴阳极上的电流强度,达到实现电解槽安全稳定和高效低耗的目的,同时也适用于不同类型的电解液,具有一定的耐蚀性,另一方面还具有制造价格低廉的优点,并且电级的单耗低,延长阳极和阴极使用寿命长,并且生产的产品质量均衡稳定,有效提高了金属材料的制备效率,而且阴阳极上插式的布置以及插入深度和极距的连续可调,使得极距能够随着阳极的消耗而保持不变,加速了金属从金属溶液中析出的效率,对电解槽内部的电解环境起到恒定的效果。

对于本领域技术人员而言,显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

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