[發明專利]圓筒狀射流態直接電沉積設備及使用其電積金屬的方法

在審

• 申請號: 201210053893.7
• 申請日: 2012-03-02
• 公開（公告）號: CN102560560A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 徐純理;邱建寧;趙路;李新華;楊斗
• 申請（專利權）人: 工信華鑫科技有限公司
• 主分類號: C25C7/00
• 分類號: C25C7/00;C25C7/02;C25C7/06
• 代理公司: 北京市盛峰律師事務所 11337
• 代理人: 趙建剛

技術領域

本發明涉及濕法冶金重金屬高度精煉電積技術領域，尤其涉及一種能夠環保、節能、低碳排放的圓筒狀射流態直接電沉積設備及使用其電積金屬的方法。?

背景技術

金屬從溶液中直接電沉積，屬于濕法冶金的范圍，從礦石到原料，從原料到材料，涉及十分廣泛的電化學現象和應用，理論與應用互相促進，推動了冶金電化學科技的發展。在濕法冶金過程中，從金屬的浸出、凈化、提取、精煉的目前應用技術來看，周期表中的大部分金屬均可由電解方法制備出來，但目前工業上大規模化電解生產的金屬約有二、三十種。?

電解(Electrolysis)是將電流通過電解質溶液或熔融態物質，(又稱電解液)，在陰極和陽極上引起氧化還原反應的過程。?

電解廣泛應用于冶金工業中，如從礦石或化合物提取金屬(電解冶金)或提純金屬(電解提純)，以及從溶液中沉積出金屬(電鍍)。電解是一種非常強有力的促進氧化還原反應的手段，許多很難進行的氧化還原反應，都可以通過電解來實現。例如：可將熔融的氟化物在陽極上氧化成單質氟，熔融的鋰鹽在陰極上還原成金屬鋰。電解工業在國民經濟中具有重要作用，許多有色金屬(如鈉、鉀、鎂、鋁等)和稀有金屬(如鋯、鉿等)的冶煉及金屬(如銅、鋅、鉛等)的精煉，基本化工產品(如氫、氧、燒堿、氯酸鉀、過氧化氫、乙二腈等)的制備，還有電鍍、電拋光、陽極氧化等，都是通過電解實現的。目前，國內外業界為解決冶金電解過程中所帶來的環境污染、能源消耗大等諸多弊端，正研究開發新的電解電積技術和設備。?

電沉積(electrodeposition)是金屬或合金從其化合物水溶液、非水溶液或熔鹽中電化學沉積的過程，是金屬電解冶煉、電解精煉、電鍍、電鑄過程的基礎。這些過程在一定的電解質和操作條件下進行。?

現有技術中的電沉積大多采用電解工藝，要求浸出液金屬要達到45g/l～50g/l的濃度，而采用圓筒狀射流態直接電積工藝，從連續吸附交換床解吸下來的溶液含金屬量只要求達到5g/L，便可直接生產高純度金屬材料。?

發明內容

本發明的目的在于設計一種新型的圓筒狀射流態直接電沉積設備，解決上述問題。?

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：?

一種圓筒狀射流態直接電沉積設備，包括外層陰極管、內層陽極管、進料液管和出料口，所述外層陰極管套設在所述內層陽極管之外；所述內層陽極管的一端密封，另一端與所述進料液管密封連通；所述外層陰極管靠近所述進料液管的一端與同一端的內層陽極管之間密封連接，所述外層陰極管的另一端連通所述出料口；所述內層陽極管上開設有連通所述外層陰極管和所述內層陽極管的陽極管壁小孔。?

還包括電解液池和液體泵，所述進料液管通過所述液體泵連通到所述電解液池。?

所述液體泵為蠕動泵。?

所述外層陰極管和所述內層陽極管之間同圓心設置，所述外層陰極管的內壁和所述內層陽極管的外壁之間的距離為10mm-30mm，所述陽極管壁小孔的直徑為1mm-3mm；所述外層陰極管為不銹鋼材質，所述內層陽極管為鈦管鍍銠材質。?

所述外層陰極管的內壁和所述內層陽極管的外壁之間的距離為20mm。?

所述內層陽極管的一端由PVC材質密封，另一端與所述進料液管也由PVC材質密封連通；所述外層陰極管靠近所述進料液管的一端與同一端的內層陽極管之間也由PVC材質密封連接。?

最上所述排陽極管壁小孔和最下排所述陽極管壁小孔之間的所述內層陽極管的長度構成電沉積筒有效長度，所述電沉積筒有效長度為0.8m-1.2m。?

一種使用所述圓筒狀射流態直接電沉積設備電沉積金屬的方法，其特征在于，包括如下步驟：?

第一步，將所述外層陰極管和所述內層陽極管分別電連接到電源負極和電源正極，接通電源；?

第二步，含金屬離子溶液在所述液體泵的作用下，從所述內層陽極管的中間自下而上以一定的壓力和流量進入所述內層陽極管內；所述含金屬離子溶液從所述陽極管壁小孔中噴射到所述外層陰極管內壁的表面，破壞了陰極表面的濃差極化使金屬離子順利地沉積在陰極表面，并起到使所述含金屬離子溶液攪拌混合的作用，在所述外層陰極管內壁上形成單質金屬。?

本發明的有益效果可以總結如下：?

1，本發明的設備和方法從連續吸附交換床解吸下來的溶液含金屬量只要求達到5g/L，便可直接電積生產高純度金屬材料。?