专利名称：平流式电解槽的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及到金属的水溶液电解法生产设备，尤其是电解槽的结构设计。
金属、如铜的电解精炼，是将经过火法提炼的铜铸成阳极板，用纯铜薄片作为阴极板，二者相间地装入电解槽中，用硫酸铜和硫酸水溶液作电解液，在直流电的作用下，分别在阳极和阴极发生电化学反应，达到使铜纯化的效果。阳极上的铜和电位较负的贱金属溶解进入溶液，而贵金属和硒、碲等不溶，成为阳极泥沉积于电解槽底(可收集作为提炼贵金属等的原料)。溶液中的铜在阴极优先析出，而其它电位较负的贱金属不能在阴极上析出，留于电解液中，待电解液定期净化时除去。这样，阴极上析出的金属铜纯度很高(可达99.95％)以上，称为电解铜或简称电铜。
电解槽是电铜生产的基本设备，铜电解精炼过程中的上述电化学反应都是在电解槽内完成的。
电解过程中，电极表面的离子浓度，常常和溶液中的浓度有所差别阳极上发生铜的溶解(其电极反应为cu－2e－→cu2＋)，假如阳极附近溶液中的铜离子cu2＋不能及时扩散出去，则该处溶液中的cu2＋浓度将高于本体溶液中的浓度，使阳极的电极电位更正于按本体溶液的浓度所计算的电极电位；同时，在阴极上发生金属铜的析出(cu2＋＋2e－→cu)，如果溶液中的cu2＋来不及补充上去，则阴极附近的cu2＋将小于本体溶液的浓度所计算的电极电位，这种由于电极附近离子浓度的变化而引起的电极电位发生变化的现象，称为浓差极化。浓差极化对电解精炼具有重大影响，如不及时采取一定的技术措施来减小浓差极化现象，就将发生阳极附近的cu2＋浓度达到饱和甚至过饱和状态，使阳极的继续溶解发生困难，造成“阳极钝化”，使槽电压明显升高，引起不需要的其它阳极反应(如析出氧气)，导致电解精炼过程无法进行；同时，在阴极附近，由于cu2＋浓度的贫化，将导致杂质元素在阴极上放电析出，严重降低电铜的质量。浓差极化可以用搅拌溶液或提高溶液的温度，以增加离子的扩散速度的方法来使它减小。为此，铜电解精炼过程必须在使电解液不断循环流通(起搅拌作用)和具有一定温度的条件下进行。此外，为了获得致密、平滑的阴极铜，还需向电解液中加入胶体物质和其它表面活性物质，为了使这些添加剂在溶液中充分混匀，也要求电解液不断循环流通，这是至关重要的工艺技术条件之一。
迄今使用的电解槽，由于其结构的局限，槽内电解液循环流通的路线和方式是加温后的电解液从槽子一端引入而由另一端导出，有“上进下出”和“下进上出”两种方式。由于其基本流动方向是垂直于极板表面的，电解液被极板层层阻隔，因此，电极之间的电解液成份及温度很难均匀。为了改善其均匀性，只有增大循环流通的速度，这样一来，又容易弄巧成拙，使应该沉降于电解槽底的富含贵金属的阳极泥重新泛起，使之沾附于电铜的电结晶界面上，不但增加贵金属的损失，而且会影响铜的化学纯度和结晶质量。
1973年，日本小名滨焙炼精炼铜厂新投产的第三号电解车间采用特大型组合电解槽(即将一个像游泳池式的大容器用包裹铜皮的T型铝皮横梁分隔成多个小电解槽，整个大容器的电解液是连通的)，较好的解决了电解液平行于电极的渠道式流动。但这种特大型组合电解槽至今没有获得推广，目前最普遍使用的还是单个电解槽，因为相对来说，单个电解槽具有安装基建费用低廉、易于搬运更换、作业率高；杂散电流损失小、电流效率高等组合电解槽不具备的突出优点。
本实用新型的目的就是改变电解槽的结构设计，使电解槽在不改变电解液传统供给方式的前提下，在单个电解槽内实现电解液平行于极板流动。
本实用新型是通过这样的方式实现的在电解槽平行于极板的一侧设置供液口，而在另一侧设置排液口，使电解液进入电解槽后，呈平行于极板的方式流动，然后从极板的另一端导出。
本实用新型所述的电解槽可以有效地改善单个电解槽内电解液成份及温度的均匀性，从而最大限度地减小浓差极化的现象，提高电铜的纯度和结晶质量，降低槽电压，减少电能消耗，同时也是防止“阳极钝化”的有效手段之一；本装置可避免阳极泥泛起，减少贵金属的损失。由于本装置是在不改变电解槽以及供回液管道原有配置方式的前提下实现的，使用这种电解槽无需对厂方设施作任何变动，所以无论对于新厂、老厂都极易推广应用。由于浓差极化现象对于各种金属的水溶液电解精炼(或电解沉积)都具有重大的影响，所以本装置不仅适用于铜的电解精炼，也适用于其它金属的电解精炼或电解沉积，具有广泛的适应性和应用范围。
以下结合附图对本实用新型做进一步的说明。
图1为本实用新型主、后视剖视图。
图2为
图1中A－A剖面图。
图中1－供液口；2－供液孔；3－供液暗槽；4－铜阴极；5－液面；6－铜阳极；7－电解槽清洗口；8－排液暗槽；9－排液孔；10－排液连通槽；11－溢流口；12－放液口。
本实施例中所述电解槽，其供液位置设置在电解槽平行于极板一侧的中部，而排液位置设置在另一侧的上部和下部，使电解液的流动方式为平行于极板的对角流动，如图2中短箭头所示，并且供液槽与排液槽采用暗槽形式。
权利要求1.一种平流式电解槽，属于金属的水溶液电解法生产设备，包括槽体和极板，其特征在于电解液的供液位置设置在电解槽平行于极板的一侧，排液位置设置在电解槽平行于极板的另一侧。
2.按照权利要求1所述的电解槽，其特征在于供液位置设置在电解槽平行于极板一侧的中部，而排液位置设置在电解槽平行于极板另一侧的上部与下部。
专利摘要本实用新型涉及到金属的水溶液电解法生产设备，尤其是电解槽的结构设计。其特征是电解液的供液位置设置在电解槽平行于极板的一侧，排液位置在电解槽平行于极板的另一侧。其目的是使电解槽在不改变电解液传统供给方式的前提下，在单个电解槽内实现电解液平行于极板流动。本实用新型所述的电解槽可以有效地改善单个电解槽内电解液成分及温度的均匀性，从而最大限度地减小浓差极化的现象，提高电解金属的质量，降低槽电压，减少电能消耗。
文档编号C25C7/00GK2068512SQ9020406
公开日1991年1月2日 申请日期1990年3月31日 优先权日1990年3月31日
发明者黄生明, 丁昆 申请人:云南专利技术开发转让公司