电镀溶液主盐离子电解回收装置的制作方法

本实用新型涉及电镀设备技术领域，具体涉及一种用于回收电镀溶液中主盐离子（金属离子）的装置。

背景技术：

在电镀行业，酸性镀铜、镀镍、镀锡、镀锌等镀种是常见的电镀工艺，但由于生产过程中阳极的电流效率高于阴极，同时还存在有化学溶解的现象，所以生产过程中的电镀溶液中金属离子会呈现逐步升高的现象，同时酸性也会逐步降低，需要定期补充。当主盐浓度达到工艺上限时，需要对镀液进行稀释，不但对原材料造成浪费，还会对后期废水处理造成压力，可谓既浪费又不环保；另外在生产过程中，也难免因镀液使用周期过长，出现镀液报废的情况，处理报废的镀液更是困难，不但浪费废水处理材料，还会给环保造成压力，可谓劳民伤财。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是现有技术的缺陷，提供一种结构简单、处理效果好、可直接将主盐金属离子电解回收的装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种电镀溶液主盐离子电解回收装置，其特征在于：包括有储液槽、电源和电解槽，储液槽通过上液管连接电解槽构成上液结构，并在上液管中安装有上液泵，电解槽通过回流管连接储液槽构成溢出溶液的回流结构；电源通过铜排连接电解槽构成供电结构；

所述电解槽包括有槽体，在槽体中设有阴极板和两处阳极结构，阴极板位于槽体的中间，两处阳极结构则分立于槽体内的两边与阴极板形成隔空相对；

所述阳极结构包括有阳极板和纤维膜，纤维膜安装于阳极板与阴极板相对侧面的前面形成对阳极板产生的氧气泡进入电镀溶液阻隔结构，且纤维膜与阳极板的该侧面具有间隙；阳极板连接电源。

进一步地，还包括有空气泵，空气泵通过空气管连接电解槽构成空气搅拌机构。

进一步地，在槽体上安装有若干钛包铜极杆，钛包铜极杆的中间为铜材质构成导电体，外面包裹一层厚度0.3-1mm的钛材质形成防腐蚀结构；阳极板通过钛质螺丝固定于钛包铜极杆上，而钛包铜极杆连接有导电铜排，导电铜排连接铜排构成阳极板的供电结构。

进一步地，所述钛包铜极杆的两端采用绝缘固定块固定于槽体上，绝缘固定块为U型结构，其中间和两侧均设有嵌槽，绝缘固定块通过其两侧的嵌槽固定在槽体上，而钛包铜极杆则嵌固于绝缘固定块中间的嵌槽中。

进一步地，在槽体的中间通过插设的方式安装有阴极定位板，阴极板固定在阴极定位板上。

进一步地，在槽体的上部设有排风管，排风管连接电镀车间排气系统构成氧气泡的排出结构；排风管采用塑胶管或橡胶管制成；在槽体的下部设有回流导管和排液管，回流导管连接回流管构成溢出溶液的回流结构；排液管连接到电镀车间污水管构成电解槽清洗后的排废液结构。

进一步地，所述阳极结构还包括有纤维膜支架和纤维膜压盖，两者均为钛质材料制成；纤维膜支架为框型结构，上面分布若干螺丝孔，其通过氩弧焊固定电解槽槽体上，而纤维膜和纤维膜压盖通过钛基沉头螺丝固定在纤维膜支架上；纤维膜压盖为激光切割成蜂窝孔的1.5-3mm厚钛板，蜂窝孔边距为8-12mm，边墙宽度为2-3mm，蜂窝孔的总面积为纤维膜压盖总面积的60-80%，即空占比为60-80%，保证通电工作后有足够的导电面积。

进一步地，所述阳极板的厚度1.5-2.5mm，其表面涂覆有5-10um的铱钽复合材料构成铱钽涂层不溶性阳极。

进一步地，在电解槽中设有空气搅拌管，空气搅拌管与空气管连接，将空气泵9提供的压缩通气，输送到电解槽底部，对电镀溶液提供搅拌动力。空气搅拌管上分布有气孔，孔径为1-1.5mm、间距为20-30mm；空气搅拌管20固定在电解槽7的底部，并分布在阴极板13的两侧，距离阴极板的距离为10-20mm。

优选地，所述纤维膜为聚丙纶纤维制成的网布，其与阴极板相对的一面为光滑面，而与阳极板相对的一面为纤维毛状面，目的为增加纤维膜的物理厚度，并保证有良好的透过性，在被溶液浸湿后对气泡的物理性屏障功能更显著。

工作原理：

1）、电镀溶液由上液泵3经过上液管2注入到电解槽7内，随着上液量的增多，液位逐步升高，当达到溢流板的高度后，溶液会溢流到电解槽的溢流室内，并通过回流管回流到储液槽内；

2）、在工作过程中，当电镀溶液浸没纤维膜压盖，电镀溶液通过纤维膜压盖上的蜂窝状孔和纤维膜渗入到纤维膜支架21内部，并逐步浸没铱钽不溶性涂层阳极极19；

3）、打开空气泵9，压缩空气会通过空气搅拌管20对阴极板13附近区域的电镀溶液进行搅拌，使电镀溶液呈现翻滚状；

4）、打开直流电源4，在直流电的作用下，阳极板19表面发生氧化反应，电解水产生氧气和氢离子，氧气在辅助阳极内逐步溢出液面，氢离子在电场作用下向阴极板13方向移动，并穿过纤维膜补充到电镀溶液中，提高电镀溶液的酸度；

5）、纤维膜因被电镀溶液浸湿，形成一个物理屏障，防止产生的氧气泡进入电镀溶液，有效防止了氧气对电镀溶液中添加剂的分解，对正常电镀工艺的稳定没有影响；

6）、在阴极板13上，金属离子得到电子形成原子，并在阴极上结晶，使阴极板的厚度逐步增厚，当达到一定的电解电量后，系统会提示操作人员更换阴极板；阴极板的电流密度为5-15A/dm²为宜，应根据阴极板的实际施镀面积大小，选择相应的铜排和直流电源；

7）、随着电解的进行，电镀溶液中的金属离子会逐步消耗在阴极板13上，金属离子逐步降低，镀液酸度提高，从而实现回收电镀溶液中金属离子的功能；

此设备还可以应用于废旧溶液金属离子的回收，避免二次废水处理带来的材料消耗和环境污染。

本实用新型通过设计特殊结构的电解槽，可实现对电镀溶液主盐金属离子的电解回收，产生电解级的金属块，可以作为生产原材料，形成可再生资源，避免浪费；而电解槽的阳极室采用特殊结构，可以有效防止电解产生的氧气对镀液中的添加剂进行分解。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图；

图2为电解槽立体结构示意图；

图3为电解槽俯视结构示意图；

图4为电解槽分解结构示意图；

图5为阳极结构分解示意图。

图中，1为储液槽，2为上液管，3为上液泵，4为电源，5为空气管，6为铜排，7为电解槽，8为回流管，9为空气泵，10为槽体，11为钛包铜极杆，12为绝缘固定块，13为阴极板，14为导电铜排，15为阴极定位板，16为排风管，17为回流导管，18为排液管，19为阳极，20为空气搅拌管，21为纤维膜支架，22为纤维膜，23为纤维膜压盖。

具体实施方式

本实施例中，参照图1-图5，所述电镀溶液主盐离子电解回收装置，包括有储液槽1、电源4和电解槽7，储液槽1通过上液管2连接电解槽7构成上液结构，并在上液管2中安装有上液泵3，电解槽7通过回流管8连接储液槽1构成溢出溶液的回流结构；电源4通过铜排6连接电解槽7构成供电结构；

所述电解槽7包括有槽体10，在槽体10中设有阴极板13和两处阳极结构，阴极板13位于槽体10的中间，两处阳极结构则分立于槽体10内的两边与阴极板13形成隔空相对；

所述阳极结构包括有阳极板19和纤维膜22，纤维膜22安装于阳极板19与阴极板13相对侧面的前面形成对阳极板19产生的氧气泡进入电镀溶液阻隔结构，且纤维膜22与阳极板19的该侧面具有间隙；阳极板19连接电源4。

还包括有空气泵9，空气泵9通过空气管5连接电解槽7构成空气搅拌机构。

在槽体10上安装有若干钛包铜极杆11，钛包铜极杆11的中间为铜材质构成导电体，外面包裹一层厚度0.3-1mm的钛材质形成防腐蚀结构；阳极板19通过钛质螺丝固定于钛包铜极杆11上，而钛包铜极杆11连接有导电铜排14，导电铜排14连接铜排6构成阳极板19的供电结构。

所述钛包铜极杆11的两端采用绝缘固定块12固定于槽体10上，绝缘固定块12为U型结构，其中间和两侧均设有嵌槽，绝缘固定块12通过其两侧的嵌槽固定在槽体10上，而钛包铜极杆11则嵌固于绝缘固定块12中间的嵌槽中。

在槽体10的中间通过插设的方式安装有阴极定位板15，阴极板13固定在阴极定位板15上。

在槽体10的上部设有排风管16，排风管16连接电镀车间排气系统构成氧气泡的排出结构；排风管16采用塑胶管或橡胶管制成；在槽体10的下部设有回流导管17和排液管18，回流导管17连接回流管8构成溢出溶液的回流结构；排液管18连接到电镀车间污水管构成电解槽清洗后的排废液结构。

所述阳极结构还包括有纤维膜支架21和纤维膜压盖23，两者均为钛质材料制成；纤维膜支架21为框型结构，上面分布若干螺丝孔，其通过氩弧焊固定到电解槽的槽体10上，而纤维膜22和纤维膜压盖23通过钛基沉头螺丝固定在纤维膜支架21上；纤维膜压盖23为激光切割成蜂窝孔的1.5-3mm厚钛板，蜂窝孔边距为8-12mm，边墙宽度为2-3mm，蜂窝孔的总面积为纤维膜压盖23总面积的60-80%，即空占比为60-80%，保证通电工作后有足够的导电面积。

所述阳极板19的厚度1.5-2.5mm，其表面涂覆有5-10um的铱钽复合材料构成铱钽涂层不溶性阳极。

在电解槽7中设有空气搅拌管20，空气搅拌管20与空气管5连接，将空气泵9提供的压缩通气，输送到电解槽7底部，对电镀溶液提供搅拌动力。空气搅拌管20上分布有气孔，孔径为1-1.5mm、间距为20-30mm；空气搅拌管20固定在电解槽7的底部，并分布在阴极板13的两侧，距离阴极板13的距离为10-20mm。

所述纤维膜22为聚丙纶纤维制成的网布，其与阴极板13相对的一面为光滑面，而与阳极板19相对的一面为纤维毛状面，目的为增加纤维膜的物理厚度，并保证有良好的透过性，在被溶液浸湿后对气泡的物理性屏障功能更显著。

工作原理：

1）、电镀溶液由上液泵3经过上液管2注入到电解槽7内，随着上液量的增多，液位逐步升高，当达到溢流板的高度后，溶液会溢流到电解槽7的溢流室内，并通过回流管8回流到储液槽1内；

2）、在工作过程中，当电镀溶液浸没纤维膜压盖23，电镀溶液通过纤维膜压盖23上的蜂窝状孔和纤维膜渗入到纤维膜支架21内部，并逐步浸没铱钽不溶性涂层阳极极19；

3）、打开空气泵9，压缩空气会通过空气搅拌管20对阴极板13附近区域的电镀溶液进行搅拌，使电镀溶液呈现翻滚状；

4）、打开直流电源4，在直流电的作用下，阳极板19表面发生氧化反应，电解水产生氧气和氢离子，氧气在辅助阳极内逐步溢出液面，氢离子在电场作用下向阴极板13方向移动，并穿过纤维膜22补充到电镀溶液中，提高电镀溶液的酸度；

5）、纤维膜22因被电镀溶液浸湿，形成一个物理屏障，防止产生的氧气泡进入电镀溶液，有效防止了氧气对电镀溶液中添加剂的分解，对正常电镀工艺的稳定没有影响；

6）、在阴极板13上，金属离子得到电子形成原子，并在阴极上结晶，使阴极板13的厚度逐步增厚，当达到一定的电解电量后，系统会提示操作人员更换阴极板；阴极板的电流密度为5-15A/dm²为宜，应根据阴极板的实际施镀面积大小，选择相应的铜排和直流电源；

7）、随着电解的进行，电镀溶液中的金属离子会逐步消耗在阴极板13上，金属离子逐步降低，镀液酸度提高，从而实现回收电镀溶液中金属离子的功能；

此设备还可以应用于废旧溶液金属离子的回收，避免二次废水处理带来的材料消耗和环境污染。

以上已将本实用新型做一详细说明，以上所述，仅为本实用新型之较佳实施例而已，当不能限定本实用新型实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本实用新型涵盖范围内。