一种利用废杂铜料生产铜粉的电解槽及电解系统的制作方法

本发明涉及废杂铜料回收领域，特别是涉及一种利用废杂铜料生产铜粉的电解槽及电解系统。

背景技术：

我国是全球电子电器产品生产大国，每年报废回收的废电子电器数量惊人，据相关单位统计，2017年，我国五种主要废弃电器电子产品的回收量约为16370万台，约合373.5万吨；通过加工分选，每年产出数量庞大的各等级废铜物料。

电解铜粉应用广泛，产品技术要求高，产品附加价值也高。目前电解铜粉生产采用的阴、阳极板面积基本相等，阴阳极的电流密度也基本相等，由于相对于铜的电解精炼过程，铜粉电解生产的电流密度太高，因此电解铜粉生产时槽电压远高于粗铜的电解精炼，因此铜粉生产要保证产品质量，需要阳极的品位要远高于粗铜电解精炼的阳极标准，目前电解铜粉行业采用的阳极材料一般都是电解铜或相当质量的精铜原料，以生产出符合国家标准的高值铜粉产品。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种利用废杂铜料生产铜粉的电解槽及电解系统，能够将较低品位的废杂铜料电解成符合国标的电解铜粉产品。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种利用废杂铜料生产铜粉的电解槽，包括：槽体和位于所述槽体内的圆环阳极夹套和阴极铜柱；所述圆环阳极夹套套在所述阴极铜柱外；所述槽体内填充有电解液；所述圆环阳极夹套用于放置待电解铜料。

可选的，所述圆环阳极夹套包括同心设置的内网筒和外网筒；所述内网筒与所述外网筒的底部通过环形托底连接；所述待电解铜料放置于所述内网筒和所述外网筒之间；所述环形托底防止所述废杂铜料从底部掉落。

可选的，所述内网筒和所述外网筒之间的间距为3cm～12cm。

可选的，所述内网筒和所述外网筒均为钛网。

可选的，在所述圆环阳极夹套外套有滤布，所述滤布用于防止所述待电解铜料溶解形成的阳极泥散入或掉落到所述槽体中。

可选的，所述滤布为涤纶滤布。

可选的，所述阴极铜柱位于所述圆环阳极夹套的中心；所述阴极铜柱与所述圆环阳极夹套的间距为5cm～10cm。

一种利用废杂铜料生产铜粉的电解系统，包括储液槽、泵、冷却器、高位槽和上述的电解槽；

所述电解槽上设置有第一溢流口；所述电解槽通过所述第一溢流口与所述储液槽连通；所述储液槽通过所述泵连通到所述冷却器；所述冷却器与所述高位槽连通；所述高位槽的下部与所述电解槽连通；所述高位槽的高度高于所述电解槽和所述储液槽；

所述第一溢流口位于所述电解槽的上部；

由所述电解槽溢流出的电解液通过所述第一溢流口流入所述储液槽；所述泵将所述储液槽中的电解液泵入所述冷却器中冷却，进而由所述冷却器流入到所述高位槽中；所述高位槽用于为所述电解槽补充冷却后的电解液。

可选的，所述高位槽上设置有第二溢流口，所述高位槽通过所述第二溢流口与所述储液槽连通；所述第二溢流口位于所述高位槽的上部；

当所述高位槽中的液位到达或超过所述第二溢流口时，由所述第二溢流口溢出的电解液流到所述储液槽中。

可选的，电解时，所述电解槽中的圆环阳极夹套连接直流电源的正极，所述电解槽中的阴极铜柱连接直流电源的负极。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的利用废杂铜料生产铜粉的电解槽及电解系统，圆环阳极夹套和位于圆环阳极夹套内的阴极铜柱分别作为阳极和阴极，使阳极电流密度远小于阴极电流密度，显著减少阳极的浓差极化，有利于阳极低品位废铜原料的电化学溶解，从而能够将较低品位的废杂铜料电解成符合国标的电解铜粉产品。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1的利用废杂铜料生产铜粉的电解槽的结构图。

图2为本发明实施例1的利用废杂铜料生产铜粉的电解槽的俯视图。

图3为本发明实施例2的利用废杂铜料生产铜粉的电解系统的结构图。

符号说明：

1-槽体；2-圆环阳极夹套；3-阴极铜柱；4-储液槽；5-泵；6-冷却器；7-高位槽；8-电解槽；9-直流电源。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1：

该实施例提供一种利用废杂铜料生产铜粉的电解槽8。

图1为本发明实施例1的利用废杂铜料生产铜粉的电解槽的结构图。

图2为本发明实施例1的利用废杂铜料生产铜粉的电解槽的俯视图。

参见图1和图2，该利用废杂铜料生产铜粉的电解槽8，包括：槽体1和位于槽体1内的圆环阳极夹套2和阴极铜柱3；圆环阳极夹套2套在阴极铜柱3外；槽体1内填充有电解液；圆环阳极夹套2用于放置待电解铜料，待电解铜料可以为多规格铜料，也可以为废杂铜料。阴极铜柱3位于圆环阳极夹套2的中心；阴极铜柱3与圆环阳极夹套2的间距为5cm～10cm。电解时，圆环阳极夹套2接直流电源的正极，阴极铜柱3接直流电源的负极。在通电后，在直流电场的作用下，圆环阳极夹套2中的铜电化学放电溶解，cu²⁺在直流电场的作用下，向阴极铜柱3方向移动，并在阴极铜柱3上析出。

圆环阳极夹套2包括同心设置的内网筒和外网筒；内网筒与外网筒的底部通过环形托底连接，即环形托底的内圆与内网筒底部吻合连接，环形托底的外圆与外网筒底部吻合连接；待电解铜料放置于内网筒和外网筒之间；环形托底防止废杂铜料从底部掉落，环形托底为钛网或钛板。内网筒和外网筒之间的间距为3cm～12cm。内网筒和外网筒均为钛网。内网筒、环形托底和外网筒之间焊接。

在圆环阳极夹套2外套有滤布，滤布用于防止待电解铜料溶解形成的阳极泥散入或掉落到槽体1中，避免污染阴极铜柱3上铜粉产品质量。滤布为涤纶滤布。

阴极铜柱3可以为棒状结构或管状结构。电解液由硫酸溶液与硫酸铜组成，电解液硫酸浓度在120g/l～200g/l、cu²⁺浓度在3g/l～15g/l。

实施例2：

该实施例2提供一种利用废杂铜料生产铜粉的电解系统。

图3为本发明实施例2的利用废杂铜料生产铜粉的电解系统的结构图。

参见图3，该利用废杂铜料生产铜粉的电解系统，包括储液槽4、泵5、冷却器6、高位槽7和上述的电解槽8；

电解槽8上设置有第一溢流口；电解槽8通过第一溢流口与储液槽4连通；储液槽4通过泵5连通到冷却器6；冷却器6与高位槽7连通；高位槽7的下部与电解槽8连通；高位槽7的高度高于电解槽8和储液槽4；高位槽7上设置有第二溢流口，高位槽7通过第二溢流口与储液槽4连通；

第一溢流口位于电解槽8的上部；第二溢流口位于高位槽7的上部；

由电解槽8溢流出的电解液通过第一溢流口流入储液槽4；泵5将储液槽4中的电解液泵5入冷却器6中冷却，进而由冷却器6流入到高位槽7中；高位槽7用于为电解槽8补充冷却后的电解液。当高位槽7中的液位到达或超过第二溢流口时，由第二溢流口溢出的电解液流到储液槽4中。

电解时，电解槽8中的圆环阳极夹套2连接直流电源9的正极，电解槽8中的阴极铜柱3连接直流电源9的负极。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明的利用废杂铜料生产铜粉的电解槽及电解系统，圆环阳极夹套和位于圆环阳极夹套内的阴极铜柱分别作为阳极和阴极，使阳极电流密度远小于阴极电流密度，显著减少阳极的浓差极化，有利于阳极低品位废铜原料的电化学溶解，从而能够将较低品位(铜含量94％～99％)的废杂铜料电解成符合国标的电解铜粉产品。

2、电解过程中的电动势公式为：e＝φ+-φ-+η++η-+ir，η＝a+blnj，其中φ+、φ-分别为电解槽正负极的可逆电极电势，η+、η-分别为正极和负极的超电势，i为电解槽电流强度，r为电解液电阻，a、b是常数，j为电流密度。由公式可知，阳极电流密度的降低使得η+减小，溶液的浓差极化也减小，使得整体槽压有显著的降低，减少发热，降低电解能耗。

3、圆环阳极夹套可以适应多种规格阳极材料，解决了目前生产工艺中的残极的产生，提高阳极原料的利用率，减少过程积压，降低生产费用。

4、圆形阴、阳极结构相对于目前生产装置的平板阴、阳极，边缘效应大大降低，电场分布、电力线分布更均匀，更易于控制产品粒度分布。

5、圆形阴极更易于实现自动刮粉。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。