CN202430302U

CN202430302U - 一种桶形选择性电解装置

Info

Publication number: CN202430302U
Application number: CN2012200096034U
Authority: CN
Inventors: 魏海军; 刘晓鹏; 石文堂; 薛小军
Original assignee: Xi'an Rui Kai Power Tech Corp Inc
Current assignee: SHAANXI RUIKAI ENVIRONMENTAL PROTECTION & TECHNOLOGY CO., LTD.
Priority date: 2012-01-10
Filing date: 2012-01-10
Publication date: 2012-09-12
Anticipated expiration: 2022-01-10

Abstract

本实用新型公开了一种桶形选择性电解装置，包括上盖和下盖，阴极和阳极，上部连接器和下部连接器，上部隔离环和下部隔离环，上法兰面密封件和下法兰密封件，其中，所述上盖和下盖的形状是相同形状，在下盖处设有开口，并且，所述上盖和下盖的插入部分为楔形形状，上部连接器和下部连接器为圆锥形。本实用新型采取了上述方案以后，能够很好的解决和避免国外电解装置设计加工精度高、安装不方便的情况，更符合国内的加工制造技术和精度，制造成本低、电能消耗更低。

Description

一种桶形选择性电解装置

技术领域

本实用新型涉及一种新电解装置设备领域，具体涉及一种圆桶形状的选择性电解装置，其用于在在各类酸性体系中进行铜、钴、镍、锌、金、银、铂及其它有价金属的生产和回收，混合金属溶液的分离及含重金属离子废水的处理等。

背景技术

目前，国内电解设备主要采用平板(框)式电解技术(装置)，电解溶液在阴极和阳极间缓慢流动，为防止浓差极化保证产品质量，工艺过程要求严格，其中主要的要求如下：

电解液中被电解金属的浓度要保持在很高的水平；

电解液要非常纯净，其中的杂质成份要保持在极低的水平，要对电解液进行不间断的净化处理；

对阴极套隔膜袋；

采用被电解金属作为阴极进行电解；

采用较低的电流密度。

国外最早的圆桶形电解装置，是意大利迪若拉集团公司于20世纪80年代末研发的“EMEW”电解装置，国内于2009年有公司开始原样仿制这种电解装置，叫做“旋流电解装置”，如图1所示，其主要包括：1-上盖，2-上部连接器，3-上部隔离环，4-上盖密封“O”型圈，5-上下部连接器密封环，6-阴极，7-阳极，8-下部隔离环，9-下部连接器，10-下盖密封“O”型圈，11-下盖。

但是，由于常规传统平板(框)式电解技术(装置)在电解过程中存在，电解电流密度小、电流分布不均匀、溶液除杂难度大、工艺流程长、生产成本高、总体效率低等问题。

并且，现有圆桶形电解装置中的“EMEW”电解装置，由于国外进口设备价格昂贵，且只能成套提供，并附带苛刻的其它条件，一直没有成功引进。国内原样仿制的“旋流电解装置”，由于国内材料制作水平不高，加工精度不足等原因，造成仿制的产品在安装和使用过程中，存在如下问题：

塑料件数量多，加工精度要求高，仿制、加工和安装困难、安装工劳动强度高，安装难度大，不易操作，塑料件易破损；

密封面多，加工精密难以保证，造成密封不严、生产过程中极易造成电解液的跑冒滴漏，对外围设备、建筑物易造成腐蚀，同时造成有价金属的流失；

在金属产品的采集过程中，密封位置易发生磕碰，造成密封面损坏，进一步增加跑冒滴漏的危险性；

上下盖咬合过紧，开启困难，生产人员劳动强度大；

下盖密封不能自锁固定，安装困难，后续拆装、维护、维修困难；

阴极桶圆度、法兰焊接垂直度要求高，加工困难。

实用新型内容

本发明的目的是针对上述已有技术存在的不足，提供了一种新型设计的桶形选择性电解装置，该设计结构具有结构简单、密封严密、工作压力高、制造成本低、安装方便、实用性强、操作方便、电能消耗低的特点。

本实用新型解决上述技术问题所采取的技术方案如下：

一种桶形选择性电解装置，包括上盖和下盖，阴极和阳极，上部连接器和下部连接器，上部隔离环和下部隔离环，上法兰面密封件和下法兰密封件，其中，所述上盖和下盖的形状是相同形状，在下盖处设有开口，并且，所述上盖和下盖的插入部分为楔形形状。

进一步地，优选的结构是，所述上部连接器和下部连接器和对应的上法兰面密封件和下法兰密封件之间分别设有用于连接器与阴极密封的密封沟槽。

进一步地，优选的结构是，所述密封沟槽使用“X”型密封或者“O”型密封或者平垫密封。

进一步地，优选的结构是，所述上部连接器和下部连接器的整体内部结构为圆锥形，并且，所述上、下盖与连接器的密封为轴向密封。

进一步地，优选的结构是，所述阳极采用全钛或者钛铜复合棒或者钛铝复合棒进行制作，并且，其与导电母线的接触为圆弧面接触。

本实用新型采取了上述方案以后，能够很好的解决和避免国外电解装置设计加工精度高、安装不方便的情况，更符合国内的加工制造技术和精度，制造成本低、电能消耗更低。

附图说明

下面结合附图对本实用新型进行详细的描述，以使得本实用新型的上述优点更加明确。

图1是现有技术中的桶形选择性电解装置的示意图；

图2是本发明桶形选择性电解装置的结构示意图；

附图标记：1-上盖，2-上部连接器，3-上部隔离环，4-上盖密封“O”型圈，5-上下部连接器密封环，6-阴极，7-阳极，8-下部隔离环，9-下部连接器，10-下盖密封“O”型圈，11-下盖，12-上法兰面“X”型密封件，13-下法兰面“X”型密封件。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例进行详细的说明。

具体来说，本实用新型选择性电解装置不同于平板(框)式电解技术(装置)，采用圆桶结构，电解液快速流过阴阳极间隙，电解过程主要基于各金属离子理论析出电位(

)的差异，即欲被提取的金属只要与溶液体系中其他金属离子有较大的电位差，则电位较正的金属易于在阴极优先析出，其关键是通过高速流动的液流，消除了对电解的不利因素，避免了传统电解(电积)方式在电解过程中受多种因素(离子浓度、离子基本电位、阴阳极电位、浓差极化、pH值、超电位等)影响的不利情况，可以通过简单的技术条件生产出高质量的金属产品，同时本装置可完成传统电解技术(装置)不能完成的宽浓度范围(从零点零几克/升到几百克/升)、高电流密度(400A/m2以上)情况下的金属电解。可有效解决传统工艺电解过程中电解电流密度小、溶液除杂难度大、工艺流程长、生产成本高、总体效率低等的问题。

具体来说，图2是本发明桶形选择性电解装置的结构示意图；

如图2所示，所述桶形选择性电解装置，包括上盖1和下盖11，阴极6和阳极7，上部连接器2和下部连接器9，上部隔离环3和下部隔离环8，上法兰面密封件12和下法兰密封件13，在实施例中，其为X型密封件，其中，所述上盖和下盖的形状是相同形状，在下盖处设有开口，并且，所述上盖和下盖的插入部分为楔形形状。

并且，所述上部连接器和下部连接器和对应的上法兰面密封件和下法兰密封件之间分别设有用于连接器与阴极密封的密封沟槽。

其中，所述密封沟槽使用“X”型密封或者“O”型密封或者平垫密封。

并且，所述上部连接器和下部连接器的整体内部结构为圆锥形，并且，所述上、下盖与连接器的密封为轴向密封。

其中，所述阳极采用全钛或者钛铜复合棒或者钛铝复合棒进行制作，并且，其与导电母线的接触为圆弧面接触。

进一步地参照图1和图2进行说明，以使得本实用新型相对于现有技术的改进更加明确，具体如下：

1、上、下盖：原方案中上、下盖采用不同的结构，需要制作两套不同的注塑模具，新方案中重新进行了上下盖的设计，采用一套模具同时注塑，下盖开孔只需要简单的机加工即可，大大节省了模具和注塑费用。同时为配合连接器和专用密封圈，插入部分由圆桶形状改为楔形形状。

2、连接器：重新设计了连接器的高度、外形结构和密封结构，新方案中连接座的高度减少为原来的一半，大大降低了模具和注塑成本。

取消原设计中顶端的“O”型圈沟槽，因国内注塑模具的加工精度不够，密封面尺寸及平整度均无法很好的保证，造成此“O”型圈的密封效果较差，很难满足密封的原始设计要求，实际工作压力远远小于设计压力，生产中极易产生跑冒滴漏现象，同时在产品出槽过程中此沟槽易被提出的产品和采集装置磕砸，造成密封面损坏，进一步增加电解液泄露的风险。

本实用新型，按国标要求改变连接器法兰面的尺寸和配孔位置，增设一道密封沟槽，用于连接器与阴极的密封，此处密封可使用“X”型密封、“O”型密封及平垫密封，因“X”型密封有更优良的密封效果，且便于安装，此处优选“X”型密封。连接座的整体内部结构由直桶形改为圆锥形，更便于上部隔离环的安装，采集装置的插入和产品的出槽。上、下盖与连接器的密封由径向密封改为轴向密封，密封效果好，工作压力高，便于上、下盖开启和关闭。

3、上下密封环：

原方案中上下连接器与阴极的密封由两个密封环来完成，新方案中完全取消了以上装置，由连接器来完成。因国内不锈钢管的圆度和注塑加工精密的不足，国内仿制电解装置在此处泄露最为严重，甚至造成电解装置漏电，使整个电解装置的烧毁。取消这两个密封隔离环，相当于减少了两个模具、相应的注塑件和8道密封圈，大大降低电解装置的总体成本。因为此处的密封圈均安装在内部，安装过程不直观，需要较大的外力才能将隔离环敲打进入，安装中用力不均易造成“O”形圈扭转，增加电解液泄露的风险。配合新型连接座，取消些密封环，不但降低了成本，同时极大的方便了相关人员的安装、操作和维护。

4、阴极：原设计的阴极，安装法兰的位置位于电解装置阴极的中间部位，为保证密封效果，在此位置安装和焊接法兰，对阴极管的圆度，法兰焊接的垂直度要求高，采购和加工困难。

新方案中将法兰的位置变更到阴极管的两端，密封面由阴极管的外壁改变为法兰面，采用以上方案对阴极管的圆度要求大大降低，国内采购的不锈钢管都可以满足要求，将法兰位置移至两端对焊接垂直度的控制也变得容易，且对安装垂直度的要求，相比原方案也大大降低，采购和加工都更加易与实现。

5、下隔离环：原设计方案中下部隔离环采用卡接的方式进行安装，因隔离环与阴极桶之间没有密封，电力线可能通过导通的电解液，造成金属在隔离环下部电解析出，影响阴极产品的出槽，当大量金属堆积后，如果不及时清理，甚至可能造成阴阳极的短路，严重损坏电解装置。新方案中下隔离环采用整体法兰上下密封安装的方式进行设计。

6、阳极：原设计方案中电解装置的阳极采用全钛制作，阳极底端与导电母线平面接触，因接触面积较小，阳极和导电母线容易发热，电解装置的最大设计电解密度为600A/m²。新方案中阳极导电部分根据电解工况，可采用全钛、钛铜复合棒、钛铝复合棒进行制作，同时增加导电棒的长度，与导电母线的接触由平面接触改为圆弧面接触，导电面积比原设计增加5倍以上，极大的提高了阳极的导电能力，最大设计电流密度由600A/m2提高到1200A/m2，发热现象也得到了极大的改善，单个电解装置的产能大大提升，投资成本明显降低。同时增加阳极的外径尺寸，减小阴阳极的极间距，电解能耗相应降低。

7、密封件：原设计中电解装置的所有密封圈都采用“O”圈进行密封，因“X”型密封相比“O”形密封有多项优势，新方案中所有密封面的密封圈都改为“X”型密封。

与以上技术相比，本申请提案有以下优点：

1、塑料件数量少：注塑件数量由原设计的七件，减少为四件，极大降低模具和注塑成本；

2、加工精度要求低，加工和安装容易；

3、安装件少，安装工劳动强度低，易于安装和操作，安装过程不需要敲打，塑料件不会破损；

4、密封面少，密封面由原来的十处减少为五处。密封采购更换成本降低，泄露点减少，降低对外围设备、建筑物腐蚀，造成有价金属流失的风险；

5、密封强度高，安装简便。“X”型圈和异型轴向密封的使用，让密封圈的安装更加简单和密封强度极大提高；

6、加工精密要求低，国内的材料和加工精度完全可以满足电解装置的制作；

7、密封面与易发生磕碰的部位分离，不会因磕碰造成密封面损坏，进一步降低泄露风险；

8、上下盖咬合轻松，开启简单省力，生产人员劳动强度低；

9、下隔离环与阴极和连接器同时密封，没有串液和短路风险；

10、密封圈可以自锁固定，安装简便，后续拆装、维护、维修方便。

需要注意的是，上述具体实施例仅仅是示例性的，在本实用新型的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形落在本实用新型的保护范围内。

本领域技术人员应该明白，上面的具体描述只是为了解释本实用新型的目的，并非用于限制本实用新型。本实用新型的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种桶形选择性电解装置，包括上盖和下盖，阴极和阳极，上部连接器和下部连接器，上部隔离环和下部隔离环，上法兰面密封件和下法兰密封件，其特征在于，所述上盖和下盖的形状是相同形状，在下盖处设有开口，并且，所述上盖和下盖的插入部分为楔形形状。

2.根据权利要求1所述的桶形选择性电解装置，其特征在于，所述上下法兰位于阴极桶的上下端头，上部连接器和下部连接器和对应的上法兰面密封件和下法兰密封件之间分别设有用于连接器与阴极密封的密封沟槽，。

3.根据权利要求2所述的桶形选择性电解装置，其特征在于，所述密封沟槽使用“X”型密封或者“O”型密封或者平垫密封。

4.根据权利要求3所述的桶形选择性电解装置，其特征在于，所述上部连接器和下部连接器的整体内部结构为圆锥形，并且，所述上、下盖与连接器的密封为轴向密封。

5.根据权利要求3所述的桶形选择性电解装置，其特征在于，所述阳极采用全钛或者钛铜复合棒或者钛铝复合棒进行制作，并且，其与导电母线的接触为圆弧面接触。