硫酸镍电解装置的制作方法

本实用新型涉及电解装置，尤其涉及从从硫酸镍溶液中电解镍的电解装置。

背景技术：

电子电镀厂产生的含镍废水是一种严控的危险废物，同时镍也是一种重要的战略资源。含镍废水经过离子交换富集、反洗、再经过萃取除杂，就得到纯度较高的硫酸镍溶液。硫酸镍制备金属镍一般采用电解法。

常规电解硫酸镍时，会产生大量的氢离子，从而导致电解液pH降低，因镍和氢的标准电极电位比较接近，电解副反应急剧增大，电流效率急剧降低，电解镍无法正常进行。一般平行板式电解槽电解硫酸镍溶液，会配制一定量的pH缓冲溶液加入到体系中，比如硼酸缓冲溶液，从而让电解过程的pH值保持在一定的范围，一般在4.5～6.0之间。

但是以这种方式电解镍，一是需要添加大量的化学药剂，电解成本较高，容易产生二次污染；二是电解液含有剩余的化学药剂不利于电解液的进一步处理。

为解决这个问题，近些年来隔膜电解法得到的广泛的研究及应用。膜电解法是具有分离、浓缩、精制等功能的一种水处理技术，具有绿色、清洁、高效等优点。膜电解法根据组合方式不同，可分为单阳膜法、单阴膜法、双极膜法等，所用的隔膜主要是具有选择透过性的离子交换膜。一般来讲，选择性能较好的离子交换膜价格较为昂贵，机械强度一般较低，长期使用的稳定性和可靠性仍有待检验。

技术实现要素：

本实用新型提供一种不需添加pH缓冲剂，可选择及间接调节电解液pH值的硫酸镍电解装置。

一种硫酸镍电解装置，其包括电解槽，设置在电解槽内的阳极板和阴极板，其中，还包括陶瓷隔膜筒和pH调节系统，所述陶瓷隔膜筒设置在所述电解槽内，所述pH调节系统设置在所述电解槽外，所述阳极板置于所述陶瓷隔膜筒内，所述陶瓷隔膜筒的个数大于2个，所述电解槽内可盛装电解液，所述电解液可在所述陶瓷隔膜筒之间循环流动，所述陶瓷隔膜筒的底部相连通，且其中一个所述陶瓷隔膜筒与所述pH调节系统相连通。

其中，所述阴极板置于所述陶瓷隔膜筒外。

进一步地，所述电解槽的电解液经过一循环泵或搅拌装置循环。

进一步地，所述硫酸镍电解装置还包括氢氧化钠储罐设置在所述电解槽外，并与所述pH调节系统连通。

其中，所述陶瓷隔膜筒和pH调节系统初始盛装自来水、硫酸溶液或氢氧化钠溶液。

其中，所述硫酸镍电解装置还包括盐度检测及排出系统与所述陶瓷隔膜筒连通，并与所述pH调节系统连通。

优选地，至少其中一个所述陶瓷隔膜筒上部敞口用于与所述盐度检测及排出系统连通，另一个所述陶瓷隔膜筒通过其上部侧壁设有开口与所述pH调节系统相连通。

一般地，所述阳极板使用不溶性极板作阳极板，如钛基镀钌铱阳极、二氧化锡复合阳极、亚氧化钛阳极。

相较于现有技术，上述硫酸镍电解装置的设置不需添加缓冲剂，通过陶瓷隔膜的间隔、选择及间接调节筒体pH值，即可让电解液的pH值保持在合适范围，减少了副反应产生，电解过程可平稳连续运行，电流效率及电积率较高。

附图说明

图1是本实用新型的硫酸镍电解装置的模块示意图。

主要元件符号说明

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。

具体实施方式

请参阅图1，是本实用新型一实施例提供的硫酸镍电解装置100的模块示意图。该硫酸镍电解装置100包括电解槽10，阳极板20、阴极板30，陶瓷隔膜筒40和pH调节系统50。

所述阳极板10和阴极板20设置在所述电解槽10内。所述阳极板使用不溶性极板作阳极板，如钛基镀钌铱阳极、二氧化锡复合阳极、亚氧化钛阳极等，本实施例中所述阳极板20使用两片镀钌铱钛板作阳极板，所述阴极板30使用三片304不锈钢做阴极板。所述陶瓷隔膜筒40设置在所述电解槽10内，所述阳极板30置于所述陶瓷隔膜筒40内，所述阴极板20设置在所述陶瓷隔膜筒40外。所述陶瓷隔膜筒40的个数大于2个，所述陶瓷隔膜筒40的底部相连通。

所述电解槽10内可盛装电解液。阳极电解液在所述陶瓷隔膜筒40之间循环流动。所述电解槽10可为安装有动力系统的、电解液具有一定流速的槽体，动力来源于但不限于循环泵、搅拌装置，以避免在电解的过程中有一部分硫酸镍以氢氧化镍的方式沉积在阴极板30上。

所述陶瓷隔膜筒40和pH调节系统50初始盛装自来水、低浓度的硫酸溶液或氢氧化钠溶液。所述pH调节系统50设置在所述电解槽10外。

所述硫酸镍电解装置100还包括氢氧化钠储罐60设置在所述电解槽10外，并与所述pH调节系统50连通。所述pH调节系统50可根据检测的筒体循环液pH值及电解液pH值调节氢氧化钠溶液的加入量。

所述硫酸镍电解装置100还包括盐度检测及排出系统70与所述陶瓷隔膜筒40连通，并与所述pH调节系统50连通。所述盐度检测及排出系统70可根据检测的盐度(或电导率)将筒体循环液排出。

至少其中一个所述陶瓷隔膜筒40上部敞口用于与所述盐度检测及排出系统70连通，另一个所述陶瓷隔膜筒40通过其上部侧壁设有开口与所述pH调节系统50相连通，电解液通过重力自流作用进入到pH调节系统50。

实施例1：

阳极用两片镀钌铱钛板作极板，阴极用三片304不锈钢做极板，阴极面积有效面积总计为0.3m²。硫酸镍溶液含Ni 53.21g/L，Cu 0.18mg/L，Fe 1.53mg/L，Co 0.39mg/L，pH值6.0。阳极缸内及pH调节系统初始为自来水，氢氧化钠溶液浓度为10％，在电解槽内投加35kg硫酸镍溶液，调节电压为6V，经14h电解，镍降低至23g/L，电解液pH值为6.0。

实施例2：

阳极用两片镀钌铱钛板作极板，阴极用三片304不锈钢做极板，阴极面积有效面积总计为0.3m²。硫酸镍溶液含Ni 53.21g/L，Cu 0.18mg/L，Fe 1.53mg/L，Co 0.39mg/L，pH值6.0。阳极缸内及pH调节系统初始为自来水，氢氧化钠溶液浓度为10％，在电解槽内投加35kg硫酸镍溶液，调节电压为8V，经2h电解，镍降低至22.5g/L，经8h电解，镍降低至10.1g/L，电解液pH值为6.0。

上述硫酸镍电解装置100的设置不需添加缓冲剂，通过陶瓷隔膜的间隔、选择及间接调节筒体pH值，即可让电解液的pH值保持在合适范围，减少了副反应产生，电解过程可平稳连续运行，电流效率及电积率较高，具有一定应用价值。本装置可根据实际需要调节电压、电流、电解时间、电解系统pH值，可根据工艺的要求设定盐度的最高耐受限，可实现电解过程的长期平稳运行。本装置不限于应用到硫酸镍电解领域，亦可用于其它有色金属或贵金属电解回收领域。

前述本实用新型所揭示的硫酸镍电解装置，可于不违本实用新型的精神及范畴下予以修饰应用，本实用新型并不予自限于上述所揭示的实施例。