[發(fā)明專利]一種工業(yè)化實(shí)施磁化銅電解的裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910453350.6
• 申請(qǐng)日: 2019-05-28
• 公開（公告）號(hào): CN110219018B
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚夏妍;王軍輝;牛永勝;魯興武;程亮;李俞良
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西北礦冶研究院
• 主分類號(hào): C25C1/12
• 分類號(hào): C25C1/12;C25C7/06
• 代理公司: 甘肅省知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)中心代理有限公司 62100
• 代理人: 李琪

本發(fā)明屬于銅電解冶煉技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種工業(yè)化實(shí)施磁化銅電解的裝置及方法，包括包括永磁裝置、過渡槽、電解槽、低位槽、高位槽和蒸汽加熱裝置，本發(fā)明通過將磁處理裝置的旁路循環(huán)實(shí)現(xiàn)銅的磁電解工藝的大規(guī)模高效率的利用，并且可通過電解液高速通過永磁裝置提高磁處理效率；本發(fā)明可增強(qiáng)當(dāng)電解液通過磁場(chǎng)時(shí)所受到的洛倫磁力，極大地活化電解液，強(qiáng)化雜質(zhì)絮凝沉降，提高電解液的清晰度，細(xì)化陰極銅晶粒，降低電解液中的氣泡數(shù)量，解決了電解液中空氣氣泡容易在陽極表面反應(yīng)生成氧化膜出現(xiàn)陽極鈍化而影響陰極銅質(zhì)量的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于銅電解冶煉技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種工業(yè)化實(shí)施磁化銅電解的裝置及方法。

背景技術(shù)

電解精煉是銅冶煉企業(yè)加工生產(chǎn)中的重要步驟，也是陰極銅生產(chǎn)制造的基本程序。近年來，有關(guān)銅的磁電解工藝進(jìn)行了大量研究，但主要集中在通過將磁場(chǎng)施加在陰陽極兩側(cè)，雖然效果顯著，但很難實(shí)施工業(yè)化生產(chǎn)，以至于磁電解工藝主要集中在實(shí)驗(yàn)室，極大地限制了磁電解工藝的進(jìn)一步發(fā)展，例如，文獻(xiàn)[V.C. Noninski. Magnetic field effecton copper electrodeposition in the Tafel potential region[J]. ElectrochimicaActa，1997，42(2).]發(fā)現(xiàn)磁場(chǎng)可提高銅的沉積速率，文獻(xiàn)[溫艷玲，鐘云波，任忠鳴，等 .強(qiáng)磁場(chǎng)對(duì)電沉積鎳鐵合金膜顯微組織的影響[J]．中國有色金屬學(xué)報(bào)，2006 ，16(４)：715-721.]發(fā)現(xiàn)磁場(chǎng)可提高傳質(zhì)速率，具有細(xì)化鍍層晶粒的作用，文獻(xiàn)[車駕才.探討電解液純凈度對(duì)陰極銅質(zhì)量的影響[J].山西冶金，2015，38(06):42-44+51.]指出電解液攜帶的氣體在循環(huán)過程中不能得到排出，在電解過程中，一方面容易攪渾電解液，延長(zhǎng)陽極泥的沉降時(shí)間，使部分陽極泥在沉降的過程中吸附到陰極銅表面，增加陰極銅表面的黏附性陽極泥粒子。另一方面，電解液中空氣氣泡容易在陽極表面反應(yīng)生成氧化膜出現(xiàn)陽極鈍化現(xiàn)象，導(dǎo)致單槽槽壓升高。槽壓高，加快電解液中銅離子的運(yùn)動(dòng)速率，改變銅離子的運(yùn)動(dòng)軌跡，改變陰極銅的晶格狀態(tài)，增加其它雜質(zhì)吸附到陰極銅表面的機(jī)率。此外，電解液含氣嚴(yán)重的情況下直接在陰極銅表面生成氣孔，影響陰極銅質(zhì)量。而文獻(xiàn)[張舍. 流體中氣泡的磁場(chǎng)效應(yīng)[D].陜西師范大學(xué)，2017.]發(fā)現(xiàn)在強(qiáng)磁場(chǎng)下，磁場(chǎng)對(duì)氣泡的抑制作用明顯。基于此，本發(fā)明通過在原銅電解的循環(huán)系統(tǒng)另施加帶有磁處理裝置的旁路循環(huán)系統(tǒng)，以提高洛倫磁力的作用，強(qiáng)化傳質(zhì)，減少電解液的氣泡數(shù)量，改善陰極銅質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題及不足，本發(fā)明提供一種工業(yè)化實(shí)施磁化銅電解的裝置。

本發(fā)明的另一目的是提供一種利用工業(yè)化實(shí)施磁化銅電解的裝置進(jìn)行磁電解精練銅的方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種工業(yè)化實(shí)施磁化銅電解的裝置，包括永磁裝置、過渡槽、電解槽、低位槽、高位槽和蒸汽加熱裝置，所述的永磁裝置、過渡槽和第一循環(huán)泵串聯(lián)起來并通過旁路循環(huán)系統(tǒng)管道連接于電解槽的進(jìn)液口處形成旁路循環(huán)系統(tǒng)，所述電解槽依次通過管道與低位槽、高位槽和蒸汽加熱裝置連接形成主路循環(huán)系統(tǒng)，電解槽和低位槽之間的管道上設(shè)有流量計(jì)和閥門，低位槽和高位槽之間的管道上設(shè)有第二循環(huán)泵。

進(jìn)一步的，所述的旁路循環(huán)系統(tǒng)的循環(huán)管道平行穿設(shè)于永磁裝置的磁極中間位置，永磁裝置的磁場(chǎng)強(qiáng)度為4-6T，永磁裝置的磁感線方向與電解液流動(dòng)方向垂直，旁路循環(huán)系統(tǒng)的流速為0.5 m/s-1.2 m/s。

進(jìn)一步的，所述的過渡槽的體積為電解槽的1/4。

進(jìn)一步的，所述的永磁裝置內(nèi)的循環(huán)管道呈扁平狀，循環(huán)管道內(nèi)寬度為1cm,高為20cm,長(zhǎng)為15cm。

一種利用工業(yè)化實(shí)施磁化銅電解的裝置進(jìn)行磁電解精練銅的方法，該方法按照下述步驟進(jìn)行：