一種分離回收金屬復(fù)合廢料的旋流電解裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種分離回收金屬復(fù)合廢料的旋流電解裝置，包括：陽極筐、進液通道、電源、陽極泥通道、陽極泥收集槽、陰極，陰極內(nèi)設(shè)置陽極筐且兩者之間有間隙，陽極筐中裝入金屬復(fù)合廢料且整體作為陽極，陽極筐中設(shè)有進液通道；電解液經(jīng)進液通道流向通道外的金屬復(fù)合廢料中，與金屬復(fù)合廢料充分接觸并反應(yīng)，然后進一步透過陽極筐進入陽極、陰極之間間隙后流出，金屬復(fù)合廢料中的所需電解提純金屬在其特定的電極電勢下以離子形式溶解并在陰極析出，低電極電勢的金屬雖然在陽極溶解，但在陰極不能析出，而高電極電勢的金屬在陽極被保留下來作為陽極泥，經(jīng)陽極泥通道流入陽極泥收集槽。本發(fā)明能實現(xiàn)金屬的高效率、零污染、低成本分離和回收。
【專利說明】一種分離回收金屬復(fù)合廢料的旋流電解裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬復(fù)合廢料分離回收技術(shù)，具體地說，涉及的是一種分離回收金屬復(fù)合廢料的旋流電解裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]目前金屬廢料回收已成為人們的共識，國內(nèi)現(xiàn)有的金屬廢料回收方法主要有火法冶金法、機械浮選法、溶解法、電積法和傳統(tǒng)電解法等。火法冶金法二次污染嚴重、回收率低、處理設(shè)備昂貴；機械浮選法設(shè)備昂貴、工藝流程繁瑣、回收率低；溶解法成本高，酸耗大，環(huán)境污染嚴重，某些金屬再生困難；傳統(tǒng)電解法雖然對環(huán)境無污染，但能耗大、成本高、生產(chǎn)周期長，且會出現(xiàn)濃差極化和陽極鈍化等現(xiàn)象，嚴重影響電解效率。
[0003]有些技術(shù)通過采用大溶液循環(huán)量，設(shè)置噴嘴使溶液產(chǎn)生以對流傳質(zhì)為主的流動，快速補充陰極附近的金屬離子，減少濃差極化現(xiàn)象，缺點是電余液中金屬離子如銅離子濃度仍較高。
[0004]專利W092/14865和美國專利US5849172A最先報道了旋流電積技術(shù)。旋流電積技術(shù)通過高速溶液流動消除了濃差極化等對電積不利的因素，避免了傳統(tǒng)電積過程受多種因素(離子濃度、析出電位、濃差極化、超電位、pH值等)影響的限制。但是旋流電積技術(shù)在電積分離純金屬之前，仍需對金屬廢料進行酸溶制備金屬的鹽溶液，酸耗較大，并造成一定的環(huán)境污染。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出了一種分離回收金屬復(fù)合廢料的旋流電解裝置，利用陽極筐實現(xiàn)對金屬復(fù)合廢料的直接電解分離提純，降低能耗和酸耗；利用高速流動的電解液和陽極泥收集槽消除濃差極化和陽極鈍化，提高電解效率，實現(xiàn)金屬的高效率、零污染、低成本分離和回收。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所述分離回收金屬復(fù)合廢料的旋流電解裝置，包括:陽極筐、進液通道、電源、陽極泥通道、陽極泥收集槽、陰極，其中:陰極內(nèi)設(shè)置陽極筐且兩者之間有間隙，陽極筐中裝入金屬復(fù)合廢料且整體作為陽極，陽極筐中設(shè)有一電解液的進液通道，陽極筐下方設(shè)有陽極泥通道，陽極泥通道下接陽極泥收集槽，電源為整個裝置供電。電解液經(jīng)進液通道流向通道外的金屬復(fù)合廢料中，與金屬復(fù)合廢料充分接觸并反應(yīng)，然后進一步透過陽極筐進入陽極、陰極之間間隙后流出，金屬復(fù)合廢料中的所需電解提純金屬在其特定的電極電勢下以離子形式溶解并在陰極析出，低電極電勢的金屬雖然在陽極溶解，但在陰極不能析出，而高電極電勢的金屬在陽極被保留下來作為陽極泥，經(jīng)陽極泥通道流入陽極泥收集槽。
[0007]作為一個優(yōu)選方式，所述陽極筐，其材料為絕緣材料，外表面覆有防金屬粉末泄漏但電解液可透過的膜層。
[0008]作為一個優(yōu)選方式，所述進液通道，其材料為絕緣材料，內(nèi)表面覆有防金屬粉末泄漏但電解液可透過的膜層。
[0009]作為一個優(yōu)選方式，所述裝置進一步包括進液口和出液口，所述進液口連接進液通道，出液口位于陽極筐、陰極之間間隙。
[0010]作為一個優(yōu)選方式，所述裝置進一步包括上端蓋，所述上端蓋為實體，在該實體內(nèi)設(shè)置電解液通道，該通道連接進液口和進液通道、出液口。
[0011]作為一個優(yōu)選方式，所述裝置進一步包括外槽體，所述陰極緊密地附在所述外槽體上。
[0012]更好的，所述裝置進一步設(shè)有上部連接器，該上部連接器連接所述外槽體和所述上端蓋，所述上部連接器與所述外槽體間有防止電解液泄漏的密封塊。
[0013]作為一個優(yōu)選方式，所述陰極與所述外槽體上端設(shè)置有起固定作用的陰極固定板。
[0014]更好的，所述裝置進一步設(shè)有下部連接器，下部連接器連接外槽體和電源，同時陽極筐通過上端蓋和下部連接器固定。
[0015]作為一個優(yōu)選方式，所述電源位于陽極筐下方，所述進液通道和電源固定，所述電源內(nèi)設(shè)有陽極泥通道。
[0016]本發(fā)明中:特定的電極電勢是針對各種金屬復(fù)合廢料中的金屬而言，不同的金屬有不同的電極電勢，對應(yīng)于不同的電壓和電流密度。本發(fā)明適用于現(xiàn)在能夠采用電解提純的所有金屬復(fù)合廢料的提純分離回收，具體電解液根據(jù)金屬復(fù)合廢料的類型確定。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果:利用陽極筐實現(xiàn)對金屬復(fù)合廢料的直接電解提純，降低能耗和酸耗；利用高速流動的電解液和陽極泥收集槽消除濃差極化和陽極鈍化，提高電解效率，實現(xiàn)金屬的高效率、零污染、低成本分離和回收。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明一較優(yōu)實施例中的旋流電解裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖中:上端蓋1，進液口 2，陰極固定板3，上部連接器4，密封塊5，外槽體6，陰極7，陽極筐壁8，陽極筐9，進液通道壁10，進液通道11，下部連接器12，密封圈13，陽極泥通道14，接正極銅15(連接電源)，陽極泥收集槽16，出液口 17 ；
[0020]圖2是本發(fā)明另一實施例中的旋流電解裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖中:陰極7、陽極筐9、進液通道11、陽極泥通道14、陽極泥收集槽16、電源20。

【具體實施方式】
[0022]下面對本發(fā)明的實施例作詳細說明，以下實施例給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。
[0023]實施例1
[0024]如圖1所示，為本發(fā)明一較優(yōu)實施例的旋流電解裝置結(jié)構(gòu)示意圖，其包括上端蓋
1、進液口 2、陰極固定板3、上部連接器4、密封塊5、外槽體6、陰極7、陽極筐9、陽極筐壁8(陽極筐9的壁)、進液通道11、進液通道壁10 (進液通道11的壁)、下部連接器12、密封圈13、陽極泥通道14、接正極銅15、陽極泥收集槽16、出液口 17。陽極筐9中裝入金屬復(fù)合廢料且整體作為陽極；上端蓋1為實體，內(nèi)開通電解液通道分別與進液口 2和出液口 17相連，上端蓋1通過上部連接器4與外槽體6相連，上部連接器4與外槽體6間有防止電解液泄漏的密封塊5，外槽體6內(nèi)覆有陰極7，陰極7與外槽體6上端裝有起固定作用的陰極固定板3 ;陰極7中設(shè)有裝金屬廢料的陽極筐9，且陰極7、陽極(裝金屬廢料的陽極筐9)之間有間隙，陽極筐壁8通過上端蓋1和下部連接器12固定；陽極筐9中心有一進液通道11，進液通道壁10通過上端蓋1和接正極銅15固定；接正極銅15內(nèi)開通有陽極泥通道14，下接陽極泥收集槽16。
[0025]作為一個優(yōu)選方式，所述陽極筐，其材料為絕緣材料，外表面覆有防金屬粉末泄漏(防止從陽極筐中進入陰極和陽極的間隙等)但電解液可透過的膜層。這樣電流才能完全通過金屬廢料，使金屬廢料更好的電解。
[0026]作為一個優(yōu)選方式，所述進液通道，其材料為絕緣材料，內(nèi)表面覆有防金屬粉末泄漏(防止從陽極筐中進入進液通道)但電解液可透過的膜層。這樣電流才能完全通過金屬廢料，使金屬廢料更好的電解。
[0027]所述的膜層可以采用現(xiàn)有技術(shù)實現(xiàn)，比如陽極袋，通常用的是滌綸或丙綸布。該膜層須耐酸堿腐蝕或耐氧化，不易被金屬廢料刺破，可透過溶液，但金屬粉末無法透過。
[0028]作為一個優(yōu)選方式，本實施例中，上端蓋1，其作用是使電解液閉路循環(huán)，可有效防止有害氣體的排放，上端蓋1在與上部連接器接觸部分是實體的，該實體內(nèi)開設(shè)有電解液通道，該通道起到連接進液口和進液通道、出液口和出液通道的作用，同時設(shè)有固定陽極筐壁和進液通道壁的環(huán)形槽。進一步的，所述實體內(nèi)設(shè)有固定陽極筐壁和進液通道壁的環(huán)形槽。
[0029]本實施例中，上部連接器4，起到連接上端蓋和外槽體的作用。
[0030]本實施例中，密封塊5，起到防電解液泄漏的作用。
[0031]本實施例中，外槽體6，起到固定陰極的作用。
[0032]本實施例中，陰極7，所要電解提純的金屬離子會在陰極得電子生成金屬單質(zhì)，并吸附在陰極。
[0033]本實施例中，陽極筐9及其陽極筐壁8是作為一個部件，這里分開是為了將原理表述的更為清楚，它們的作用是裝入金屬廢料，采用孔洞狀，以便電解液可以透過，材料是耐酸堿和電化學(xué)腐蝕的絕緣材料。
[0034]本實施例中，進液通道11及其進液通道壁10實際上是一個部件，作用是使電解液通過，采用孔洞狀，以便電解液可以透過，材料是耐酸堿腐蝕和電化學(xué)腐蝕的絕緣材料。
[0035]本實施例中，下部連接器12，起到連接外槽體和接正極銅的作用，同時下部連接器12上端開有固定陽極筐的環(huán)形槽，材料上要求耐酸堿腐蝕。
[0036]本實施例中，密封圈13，防電解液泄漏，材料上要求耐酸堿腐蝕。
[0037]本實施例中，陽極泥通道14，陽極泥通過該通道漏到陽極泥槽中，材料上要求防酸堿和電化學(xué)腐蝕。
[0038]本實施例中，接正極銅15，連接電源起導(dǎo)電作用。
[0039]本實施例中，陽極泥收集槽16，收集電解產(chǎn)生的陽極泥。
[0040]將金屬廢料每隔一定時間裝入陽極筐9中，電解液自進液口 2經(jīng)進液通道11及進液通道壁10流向通道外的金屬廢料中，與金屬廢料充分接觸并反應(yīng)，并進一步透過陽極筐壁8進入陽極筐9、陰極7之間，最后經(jīng)出液口 17流出，整個過程電解液高速流動。同時金屬廢料中的所需電解提純金屬在其特定的電極電勢(根據(jù)金屬類型具體設(shè)定)下以離子形式溶解，并在陰極7析出，較低電極電勢的金屬(是指相對所需電解提純金屬而言)雖然在陽極溶解，但在陰極7不能析出，而較高電極電勢的金屬(是指相對所需電解提純金屬而言)在陽極被保留下來作為陽極泥，經(jīng)陽極泥通道14流入陽極泥收集槽16。
[0041]采用上述裝置，以分離回收銀銅復(fù)合廢料為例進行應(yīng)用說明，以上實施例中沒有詳細說明的內(nèi)容可以根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)確定:
[0042]第一步，將銀銅復(fù)合廢料裝入覆有滌綸布的聚四氟乙烯陽極筐9作為陽極，采用不銹鋼板作為陰極7，采用含銅40?55g/L、H2S04100?150g/L的CuS02+H2S04溶液作為電解液(添加鹽酸300?500ml/噸銅，溫度58?65°C )，在陰極電流密度為160?400A/m2，槽電壓為0.7?1.0V的條件下通電電解。
[0043]第二步，電解過程中電解液自上端蓋1中的進液口 2進，并在覆有滌綸布的聚四氟乙烯進液通道11、陽極筐9中的銀銅復(fù)合廢料間和兩極間以流速400?2000L/h流動，最后經(jīng)另一側(cè)的上端出液口 17流出。同時每隔4?16h向陽極筐9中補加8?50kg銀銅復(fù)合廢料，銀銅復(fù)合廢料中的金屬銀被保留下來，其中有極少量銀以離子形式溶解，溶解的銀與電解液中的鹽酸反應(yīng)生成氯化銀沉淀，銀單質(zhì)和氯化銀共同形成陽極泥，而銅則完全以離子形式進入電解液，并在固定在外槽體6的陰極7析出，每隔6?24h取出在陰極7析出的銅板。而電解液通過補加鹽酸可循環(huán)使用。
[0044]第三步，陽極泥通過陽極筐9下端鍍銀的接正極銅15(導(dǎo)電用)中陽極泥通道14流到陽極泥收集槽16中，收集的陽極泥加入足量氨水溶解AgCl，過濾，回收未溶解物銀粉，并向濾液中加水合肼還原銀氨絡(luò)合物得到銀粉，通過水洗獲得純銀粉。
[0045]實施例2
[0046]如圖2所示，為本發(fā)明一分離回收金屬復(fù)合廢料的旋流電解裝置的實施例結(jié)構(gòu)示意圖，該裝置包括:陰極7、陽極筐9、進液通道11、陽極泥通道14、陽極泥收集槽16、電源20，其中:陰極7內(nèi)設(shè)置陽極筐9且兩者之間有間隙，陽極筐9中裝入金屬復(fù)合廢料且整體作為陽極，陽極筐9中設(shè)有一進液通道11，陽極筐9下方設(shè)有陽極泥通道14，陽極泥通道14下接陽極泥收集槽16，電源20為整個裝置供電；陽極泥通道14下接陽極泥收集槽16 ;電解液經(jīng)進液通道11流向通道外的金屬復(fù)合廢料中，與金屬復(fù)合廢料充分接觸并反應(yīng)，然后進一步透過陽極筐9進入陽極、陰極7之間間隙后流出，金屬復(fù)合廢料中的所需電解提純金屬在其特定的電極電勢下以離子形式溶解并在陰極7析出，低電極電勢的金屬雖然在陽極溶解，但在陰極7不能析出，而高電極電勢的金屬在陽極被保留下來作為陽極泥，經(jīng)陽極泥通道14流入陽極泥收集槽16。
[0047]作為一個優(yōu)選方式，所述電源20位于陽極筐9下方，進液通道11通過電源20固定，電源20內(nèi)設(shè)有陽極泥通道14。
[0048]本實施例中電解液在進液通道、陽極筐內(nèi)的金屬復(fù)合廢料間、陽極和陰極間以流速100?3000L/h流動，最后流出。
[0049]本實施例結(jié)構(gòu)更為簡單，各部件的要求以及工作原理等與實施例1中相似，不再贅述。
[0050]本發(fā)明上述裝置提純的金屬純度很高，回收率也相當(dāng)高，電解液經(jīng)處理后可重復(fù)循環(huán)使用。
[0051]盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實施例作了詳細介紹，但應(yīng)當(dāng)認識到上述的描述不應(yīng)被認為是對本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。
【權(quán)利要求】
1.一種分離回收金屬復(fù)合廢料的旋流電解裝置，其特征在于，包括:陽極筐、進液通道、電源、陽極泥通道、陽極泥收集槽、陰極，其中:陰極內(nèi)設(shè)置陽極筐且兩者之間有間隙，陽極筐中裝入金屬復(fù)合廢料且整體作為陽極，陽極筐中設(shè)有一電解液的進液通道，陽極筐下方設(shè)有陽極泥通道，陽極泥通道下接陽極泥收集槽，電源為整個裝置供電；電解液經(jīng)進液通道流向通道外的金屬復(fù)合廢料中，與金屬復(fù)合廢料充分接觸并反應(yīng)，然后進一步透過陽極筐進入陽極、陰極之間間隙后流出，金屬復(fù)合廢料中的所需電解提純金屬在其特定的電極電勢下以離子形式溶解并在陰極析出，低電極電勢的金屬雖然在陽極溶解，但在陰極不能析出，而高電極電勢的金屬在陽極被保留下來作為陽極泥，經(jīng)陽極泥通道流入陽極泥收集槽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分離回收金屬復(fù)合廢料的旋流電解裝置，其特征在于:所述陽極筐，其材料為絕緣材料，外表面覆有防金屬粉末泄漏但電解液可透過的膜層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分離回收金屬復(fù)合廢料的旋流電解裝置，其特征在于:所述進液通道，其材料為絕緣材料，內(nèi)表面覆有防金屬粉末泄漏但電解液可透過的膜層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的分離回收金屬復(fù)合廢料的旋流電解裝置，其特征在于:所述裝置進一步包括進液口和出液口，所述進液口連接進液通道，出液口位于陽極筐、陰極之間間隙。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的分離回收金屬復(fù)合廢料的旋流電解裝置，其特征在于:所述裝置進一步包括上端蓋，所述上端蓋與上部連接器接觸部分是實體的，在該實體內(nèi)設(shè)置電解液通道，該通道連接進液口和進液通道、出液口。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的分離回收金屬復(fù)合廢料的旋流電解裝置，其特征在于:所述上端蓋與上部連接器接觸部分是實體的，在該實體內(nèi)設(shè)有固定陽極筐壁和進液通道壁的環(huán)形槽。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的分離回收金屬復(fù)合廢料的旋流電解裝置，其特征在于:所述裝置進一步包括外槽體，所述陰極緊密地附在所述外槽體上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的分離回收金屬復(fù)合廢料的旋流電解裝置，其特征在于:所述裝置進一步設(shè)有上部連接器，該上部連接器連接所述外槽體和所述上端蓋，所述上部連接器與所述外槽體間有防止電解液泄漏的密封塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的分離回收金屬復(fù)合廢料的旋流電解裝置，其特征在于:所述陰極與所述外槽體上端設(shè)置有起固定作用的陰極固定板。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的分離回收金屬復(fù)合廢料的旋流電解裝置，其特征在于:所述裝置進一步設(shè)有下部連接器，下部連接器連接外槽體和電源，所述電源位于陽極筐下方，所述進液通道和電源固定，所述電源內(nèi)設(shè)有陽極泥通道。
【文檔編號】C25C7/00GK104451784SQ201410734005
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月5日
【發(fā)明者】陳林馳 申請人:溫州新科先進粉體材料有限公司