[發明專利]一種用于圓筒狀射流態直接電沉積設備的陽極

無效

• 申請號: 201210129092.4
• 申請日: 2012-04-27
• 公開（公告）號: CN102634822A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發明（設計）人: 邱建寧;徐純理;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: C25C7/02
• 分類號: C25C7/02
• 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，尤其涉及一種用于圓筒狀射流態直接電沉積設備的陽極，是能夠環保、節能、低碳排放的圓筒狀射流態電沉積新設備的核心部件之一。

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（Electrol?ysis)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、過氧化氯、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。

目前世界上成熟的直接電積技術是澳大利亞Electrometals公司直接生產的電沉積設備，在美國德克薩斯州、澳洲、澳洲布里斯班、悉尼、堪培拉、加拿大、智利圣地亞哥、比利時、巴西、英國等，廣泛應用于金、銀、銅、鈷及鎳礦的精煉提取，最大規模的是在智利的圣地亞哥，共計1320組電積電池。但我國至今未見到在冶金上的使用。

在電積方面，我國大多采用電解工藝，要求浸出液金屬要達到45g/1～50g/1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用于圓筒狀射流態直接電沉積設備的陽極，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：

一種用于圓筒狀射流態直接電沉積設備的陽極，包括陽極管、上同軸定位柱和下同軸定位柱；所述陽極管為中空的圓筒，所述陽極管的外緣面上均布射流孔，所述下同軸定位柱為中空管；所述陽極管的一端連接所述上同軸定位柱，另一端連接所述下同軸定位柱；所述陽極管、所述上同軸定位柱和所述下同軸定位柱同軸設置，并且所述陽極管的筒內空腔與所述下同軸定位柱中的中空管連通。

所述下同軸定位柱的外圓面一端為光軸，另一端為外螺紋，光軸的一端連接到所述陽極管。

所述光軸的外圓面能夠與接觸防水O型圈作為密封面，所述外螺紋與外界正極接頭螺母上的內螺紋相配合。

所述陽極管為鈦合金管。

所述射流孔的直徑為1mm-4mm。

最上排所述射流孔和最下排所述射流孔之間的長度為0.8m-1.2m。

所述射流孔的尺寸、數量和位置都需要根據電沉積系統的規模、電沉積對象、原料溶液的濃度成分以及溶液流體壓力經試驗而確定。

1，主體材料：本發明陽極管的材料采用鈦合金管為原料，鈦是一種貴重的有色金屬。鈦及鈦合金管是一種新型管材，它具有質量輕，純度高，耐腐蝕性好，耐低溫性能好等特點，因而在石油，化工，儀表，航空等工業得到廣泛的應用。

鈦能耐各種濃度的硝酸，鉻酸，醋酸，王水，氫氧化鈉，氨水，碳酸鈉，硫酸鈉，硫酸銨以及常溫下的稀硫酸，稀鹽酸等介質的腐蝕。鈦和鈦合金管可用于石油，化工，航空，核能等行業輸送腐蝕性介質，一般用于工作溫度為-60-250℃，工作壓力不超過10MPa的管路上。特別適合本設備的工作環境。

2，主要特征：

(1)同軸定位柱：電沉積設備中，陽極和陰極的同軸度關系到射流的距離是否均一，進而影響到電沉積后產品質量。由于電沉積筒長度直徑比大，故同軸度保證要求陽極零件的上下端面都需要有兩定位柱以控制陽極外壁到陰極的徑向距離誤差。