节能电解精炼铜装置的制作方法

本实用新型涉及一种火法炼铜技术领域，特别涉及一种节能电解精炼铜装置。

背景技术：

目前国内外的铜冶炼技术的发展主要还是以火法冶炼为主，湿法为辅。铜的火法生产量占总产量的80％左右。目前的火法冶炼铜工艺中，在制得粗铜后需要进一步精炼才能获得精炼铜。而目前的火法冶炼铜工艺的电解精炼环节的电极通常需要提前制备，而且依靠单一阴极来沉积析出的铜不仅耗时长而且耗能多，并且单一槽腔使得粗铜中析出的杂质比较容易沉积在阴极，使得精炼铜的质量下降。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型目的在于提供一种可以提高精炼铜质量且制备精炼铜单位质量上的耗能少的节能电解精炼铜装置，不仅节约精炼时间，而且阴极制备简单，无需采用特殊的制备，减少制备阴极带来的麻烦。

为解决上述问题，本实用新型采用如下技术方案：节能电解精炼铜装置，包括电解槽、阳极和阴极，所述电解槽包括内槽和外槽，所述内槽槽壁上设置有导液槽；所述阴极包括主阴极和副阴极，所述主阴极和所述副阴极均包括铜制沉积构件、密封绝缘胶塞、导线和导电柱，所述导线的一端穿过所述密封绝缘胶塞与所述导电柱电连接，所述导电柱设在所述铜制沉积构件上的安装用盲孔内且与所述铜制沉积构件电连接，所述密封绝缘胶塞的下端设置在所述安装用盲孔内且与所述安装用盲孔内壁密封配合；所述阳极设置在所述内槽内，所述主阴极和所述副阴极分别设置在所述外槽内，所述内槽设置在所述外槽内且通过所述导液槽流体导通连接。

上述节能电解槽精炼铜装置，所述内槽的槽底上设置有与所述内槽同轴的锥形槽。

上述节能电解槽精炼铜装置，所述密封绝缘胶塞的上端设置在所述安装用盲孔外侧。

上述节能电解槽精炼铜装置，所述安装用盲孔包括上孔和下孔，所述上孔为通孔，所述下孔为盲孔，且所述上孔的直径大于所述下孔的直径；所述密封绝缘胶塞下端设置在所述上孔内且与所述上孔内壁密封配合，所述导电柱设置在所述下孔内。

上述节能电解槽精炼铜装置，所述密封绝缘胶塞上端侧壁上设置有限位构件。

上述节能电解槽精炼铜装置，所述内槽上设置有耐酸泵，所述耐酸泵进液端设置在所述外槽内，所述耐酸泵出液端设置在所述内槽内壁上。

上述节能电解槽精炼铜装置，所述主阴极邻近所述导液槽出液口设置，所述副阴极邻近所述耐酸泵进液端设置。

上述节能电解槽精炼铜装置，所述耐酸泵出液端包括主出液端和副出液端，所述主出液端设置在位于所述导液槽下方所述内槽内侧壁上，所述副出液端设置在所述内槽槽底上。

上述节能电解槽精炼铜装置，位于所述导液槽下方的所述内槽内侧壁上设置有螺旋凹槽，所述主出液端设置所述螺旋凹槽内且出液方向沿所述螺旋凹槽向下。

上述节能电解槽精炼铜装置，所述副出液端的出液口设置有单向止流盖板，所述单向止流盖板的一侧与所述福出液端铰接；在所述副出液端内流体的的推动下所述单向止流盖板向上打开。

本实用新型的有益效果是：

1.利用主阴极和副阴极的分散设置，可以使电解液中的铜离子更快地沉积析出，并且还可以进一步降低阴极附近铜离子的浓度，进而加快阳极附近铜离子向阴极进行扩散运动，从而加快电解精炼速度。

2.利用锥形槽有利于粗铜中析出的其他金属杂质回收。

3.利用螺旋凹槽和耐酸泵有利于内槽溶液形成扰动，在电解精炼前期和中期有利于粗铜中析出的杂质内所吸附的铜离子的脱吸附，提高粗铜的出铜率。

附图说明

图1为本实用新型节能电解精炼铜装置的结构示意图；

图2为本实用新型节能电解精炼铜装置的主阴极的结构示意图；

图3为本实用新型节能电解精炼铜装置的电解槽的结构示意图。

图中：4-1-外槽；4-2-内槽；4-3-主阴极；4-4-导液槽；4-5-副阴极；4-6-导线；4-7-阳极；4-8-铜制沉积构件；4-9-导电柱；4-10-密封绝缘胶塞；4-11-限位构件；4-12-耐酸泵；4-13-出液端；4-14-副出液端；4-15-螺旋凹槽。

具体实施方式

为清楚说明本实用新型中的方案，下面给出优选的实施例并结合附图详细说明。

如图1～3所示，本实用新型节能电解精炼铜装置，包括电解槽、阳极4-7和阴极，所述电解槽包括内槽4-2和外槽4-1，所述内槽4-2槽壁上设置有导液槽4-4；所述阴极包括主阴极4-3和副阴极4-5，所述主阴极4-3和所述副阴极4-5均包括铜制沉积构件4-8、密封绝缘胶塞4-10、导线4-6和导电柱4-9，所述导线4-6的一端穿过所述密封绝缘胶塞4-10与所述导电柱4-9电连接，所述导电柱4-9设在所述铜制沉积构件4-8上的安装用盲孔内且与所述铜制沉积构件4-8电连接，所述密封绝缘胶塞4-10的下端设置在所述安装用盲孔内且与所述安装用盲孔内壁密封配合；所述阳极4-7设置在所述内槽4-2内，所述主阴极4-3和所述副阴极4-5分别设置在所述外槽4-1内，所述内槽4-2设置在所述外槽4-1内且通过所述导液槽4-4流体导通连接。为了便于人们将所述密封绝缘胶塞4-10、所述导线4-6和所述导电柱4-9从所述安装用盲孔中取出，本实施例中，将所述密封绝缘胶塞4-10的上端设置在所述安装用盲孔外侧。

其中，为了避免人们在组装所述主阴极4-3和所述副阴极4-5时将所述密封绝缘胶塞4-10完全压入所述安装用盲孔内，本实施例中，所述安装用盲孔包括上孔和下孔，其中，所述上孔为通孔，所述下孔为盲孔，且所述上孔的直径大于所述下孔的直径；所述密封绝缘胶塞4-10下端设置在所述上孔内且与所述上孔内壁密封配合，所述导电柱4-9设置在所述下孔内。而且，在所述密封绝缘胶塞4-10上端侧壁上设置有限位构件4-11，所述限位构件4-11为环形板，所述环形板与所述密封绝缘胶塞4-10上端侧壁固定连接。

为了便于从粗铜中析出的杂质能够被富集然后一同清理出去，如金、银等金属，本实施例中，在所述内槽4-2的槽底上设置有与所述内槽4-2同轴的锥形槽，这样，在电解精炼铜的过程中，从粗铜中析出的杂质会沉降在所述锥形槽内，待所述锥形槽积满之后，则可利用清水将这些杂质从所述锥形槽底部的出泥口排出。

由于电解精炼过程中，所述阴极周围的铜离子浓度越来越小，而所述阳极4-7周围的铜离子浓度越来越大，在形成浓度梯度之后，所述阳极4-7周围的铜离子会向所述阴极扩散，以使铜离子在电解液中均匀分布，然而仅仅依靠铜离子自行扩散，那么对于大型电解精炼设备而言，铜离子的扩散速度显得很慢，这就会延长了电解精炼的时间，增加了能耗，因此人们采用搅拌装置，加速铜离子的扩散，而本实施例中，则在所述内槽4-2上设置有耐酸泵4-12，并将所述耐酸泵4-12进液端设置在所述外槽4-1内，同时将所述耐酸泵4-12出液端设置在所述内槽4-2内壁上，而且在组装本实用新型时，将所述主阴极4-3邻近所述导液槽4-4出液口设置，以及将所述副阴极4-5邻近所述耐酸泵4-12进液端设置。通过增设所述耐酸泵4-12，并将所述耐酸泵4-12的进液端设置在所述外槽4-1内以及将所述耐酸泵4-12出液端设置内槽4-2内壁上，同时所述主阴极4-3邻近所述导液槽4-4出液口设置以及将所述副阴极4-5邻近所述耐酸泵4-12进液端设置，不仅促进了所述内槽4-2和所述外槽4-1电解液之间的流动，同时还加快了所述主阴极4-3上铜的析出沉积，而且还利用所述副阴极4-5使得电解液中铜离子的进一步析出，加速了所述阳极4-7上粗铜中铜向铜离子的转变。

鉴于在电解精炼初期电解液中铜离子的含量较高，从粗铜中析出的杂质离子在沉积过程中会吸附携带铜离子，这就会使电解液中的铜离子浓度降低，使得人们为了保持电解精炼的效率不得不频繁向所述电解槽内添加硫酸铜溶液，故而，在本实施例中，将所述耐酸泵4-12出液端设置为主出液端4-13和副出液端4-14，并在位于所述导液槽4-4下方的所述内槽4-2内侧壁上设置有螺旋凹槽4-15，所述主出液端4-13设置所述螺旋凹槽4-15内且出液方向沿所述螺旋凹槽4-15向下，且所述副出液端4-14设置在所述内槽4-2槽底上，所述主出液端4-13的设置可以促进所述内槽4-2内电解液的混合，加速铜离子的扩散并被携带出所述内槽4-2，而利用所述副出液端4-14则可以使沉积的杂质在电解液的冲击下发生搅动，并使被杂质吸附的铜离子在铜离子含量较低的电解液的扰动下从杂质上脱吸附重新进入电解液中，避免了随着杂质的析出，铜离子浓度出现较大的降低。经测试，采用本实用新型电解精炼后排出的阳极泥中铜离子的单位含量比现有电解精炼铜装置排出的阳极泥中铜离子的单位含量低30～40％。

为了避免粗铜中析出的杂质落入所述副出液端4-14内，本实施例中，在所述副出液端4-14的出液口设置有单向止流盖板，所述单向止流盖板的一侧与所述福出液端铰接；在所述副出液端4-14内流体的的推动下所述单向止流盖板向上打开。

使用本实用新型电解精炼铜时，无需专门制作所述阴极，仅需要将制作好的所述铜制沉积构件4-8和所述导线4-6、所述密封绝缘胶塞4-10以及所述导电柱4-9组装起来即可，不仅节省了制作所述阴极的时间和成本，也降低了所述阴极制备难度。而利用所述外槽4-1和所述内槽4-2的设置，可以减少粗铜中析出杂质在所述阴极上的沉积，同时利用所述耐酸泵4-12的设置，尤其是所述主出液端4-13和所述副出液端4-14的设置，不仅可以加速电解液中铜离子的扩散，而且还降低了阳极泥中铜离子的含量。

上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型创造所作的举例，而并非对本实用新型创造具体实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所引伸出的任何显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造权利要求的保护范围之中。