本發(fā)明涉及一種密閉冶金電解槽，在冶金及環(huán)保領(lǐng)域，替代傳統(tǒng)敞開式電解槽使用，可解決電解過程中電極上析出的氣體在逸出時產(chǎn)生的酸堿霧污染現(xiàn)場環(huán)境；電極變形造成極距不均甚至短路；實現(xiàn)電極帶電裝槽；對陰陽極析出氣體進(jìn)行分別收集并解決析出氫氣遇電火花放炮等問題。

背景技術(shù)：

電解技術(shù)在金屬冶煉尤其是金屬精煉中被廣泛應(yīng)用，為了出裝槽方便，通常采用敞開式電解槽。

敞開式電解槽在冶金系統(tǒng)應(yīng)用范圍很廣，可溶陽極電解精煉、電沉積、電鍍、電鑄、礦漿電解、固相電解等技術(shù)都在使用，由于受電解溫度條件及電解槽結(jié)構(gòu)限制，往往存在電解液蒸發(fā)嚴(yán)重，造成電解質(zhì)損失，現(xiàn)場濕度大且能耗增加；電極上析出的氣體逸出產(chǎn)生酸堿霧污染現(xiàn)場環(huán)境，危害操作人員和設(shè)備；電極容易變形造成電流密度不均甚至短路，降低電流效率，生產(chǎn)中只能適當(dāng)提高同極距。

隨著人們環(huán)保意識的提高，環(huán)境保護(hù)的加強，對生產(chǎn)作業(yè)現(xiàn)場環(huán)境的要求也在提高，電解現(xiàn)場操作環(huán)境的改善問題急需解決，其重點為敞開式電解槽電解液裸露面積大，電解液異味及電極析出的氣體直接釋放到操作現(xiàn)場，很難收集處理，不利于節(jié)能減排。

公開號CN 1038505A和公開號CN 101748277A均提出了采用壓濾式電解堆結(jié)構(gòu)，是將陰陽極緊裝配在一起，然后放在敞開式電解槽中進(jìn)行電解，該裝置操作繁瑣，且未解決敞開式電解槽的弊端。

公開號CN 102437397A的發(fā)明專利中提供了一種封閉電解裝置，電解池內(nèi)設(shè)置有電極隔板，把電解池分隔成相互獨立的區(qū)域，電解液上進(jìn)下出，該裝置操作麻煩，且只能用于產(chǎn)出物為粉狀的電沉積工藝。

公開號CN 101250726A提出一種密閉式電解槽，利用陰陽極組件間加設(shè)絕緣密封件形成極室，以提高電解液循環(huán)速度，便于電解時電極析氣的收集，主要用于電沉積工藝，局限性較大，電極一般只能選擇平板電極。

公布號CN 106430435A發(fā)明專利中提出一種密閉電解槽，主要用于收集電解時電極上產(chǎn)生的氣體，在大型生產(chǎn)中無法使用。

總之，目前大型冶金工業(yè)生產(chǎn)中，仍普遍采用敞開式電解槽，個別為電解槽加排風(fēng)罩也只是權(quán)宜之計，且影響生產(chǎn)操作，不能從根本上解決問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是：提供一種密閉式冶金電解裝置，具有如下優(yōu)點：解決電解過程中電極上析出的氣體在逸出時產(chǎn)生的酸堿霧污染現(xiàn)場環(huán)境；電極變形造成極距不均甚至短路；實現(xiàn)電極帶電裝槽；對陰陽極析出氣體進(jìn)行分別收集并解決析出氫氣遇電火花放炮問題。

本發(fā)明通過如下方法實現(xiàn)：一種密閉式冶金電解裝置，包括電極架，固定在電極架一側(cè)的固定緊固板和在壓緊裝置作用下可在電極架內(nèi)往復(fù)移動的活動緊固板，在固定緊固板和活動緊固板之間交替設(shè)有若干絕緣的電極框，電極框內(nèi)交替設(shè)有陰陽電極，電極框上有與電極相連的導(dǎo)電頭；電極框上部和下部分別開有用于電解液循環(huán)的預(yù)留孔。

進(jìn)一步的：在相鄰電極框中間設(shè)有隔膜。

進(jìn)一步的：在電極框上固定有極板連接鏈。

進(jìn)一步的：所述隔膜為各種薄片狀液體和/或離子可穿透性材料。

本發(fā)明的有益效果是：電極框被活動緊固板壓緊后形成密閉電解槽，可縮小并固定同極距，可降低槽電壓，節(jié)省電耗；密閉電解，無水蒸汽、析出氣體和酸堿霧，減少導(dǎo)電部分的腐蝕與污染，確保導(dǎo)電良好，不產(chǎn)生電火花；活動緊固板打開后，電解液放空的同時，可清理掉落或殘留的異物，實現(xiàn)出槽即清槽，打開后電極等距排列，可與敞開式電解槽一樣出裝槽；電極置于電極框內(nèi)，只留導(dǎo)電頭，減少陰陽極短路風(fēng)險；密閉電解槽容積遠(yuǎn)低于敞開式電解槽，可減少電解液用量且電解液循環(huán)效果更好。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的主視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的左視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明的電極剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中序號說明：

1為電極架、2為活動緊固板、3為隔膜、5為導(dǎo)電頭、6為固定緊固板、7為極板連接鏈、8為預(yù)留孔、9為電極、10為絕緣電極框、11為壓緊裝置。

具體實施方式

如圖1－4所示為本發(fā)明一種密閉式冶金電解裝置，包括電極架1，固定在電極架一側(cè)的固定緊固板6和在壓緊裝置11作用下可在電極架內(nèi)往復(fù)移動的活動緊固板2，在固定緊固板和活動緊固板之間交替設(shè)有若干絕緣的電極框10，陰陽電極9交替設(shè)于電極框內(nèi)，電極框上有與電極相連的導(dǎo)電頭5，用于與電源連接；電極框上部和下部分別開有用于電解液循環(huán)的預(yù)留孔8，視循環(huán)方式?jīng)Q定開孔位置、孔的數(shù)量以及是否與電極室連通，無隔膜時電極室與上下預(yù)留孔全部連通，可實現(xiàn)電解液上進(jìn)下出（封閉下進(jìn)液口和上出液口）或下進(jìn)上出（封閉上進(jìn)液口和下出液口）循環(huán)，有隔膜時形成陰陽極室，四個預(yù)留孔分成兩對進(jìn)出液口分配給陰陽極室，實現(xiàn)電解液獨立循環(huán)；電極架兩端緊固板上與電極框?qū)?yīng)開孔作為電解液循環(huán)進(jìn)出口及電極析出氣體的導(dǎo)出口。

優(yōu)選的：在相鄰電極框中間設(shè)有隔膜3，形成陰陽極室；電極框開孔、隔膜、與電極室連通的組合可實現(xiàn)陰陽極電解液以不同方式獨立循環(huán)。

優(yōu)選的：在電極框外固定有極板連接鏈7，連接鏈在每個電極框之間的長度相等，使電極打開時使陰極或陽極等距排列。

優(yōu)選的：所述隔膜為各種薄片狀液體和/或離子可穿透性材料。

優(yōu)選的：可以使用多個密閉式冶金電解槽進(jìn)行電解，多個同時使用時，槽內(nèi)同極并聯(lián)，槽間串聯(lián)。

優(yōu)選的：在相鄰電極框之間設(shè)有密封墊。

所述的壓緊裝置可以是油缸、氣缸、蝸桿等可以伸縮的裝置；壓緊裝置的活動端與活動緊固板絞接或銷接或螺接。電極框內(nèi)壓鑄或卡接或按其他現(xiàn)有方式安裝有電極，每個電極框內(nèi)設(shè)有一個電極，多個電極框內(nèi)陰陽電極交替設(shè)置。

具體在使用過程中如下：實施例一 以100目硅銅渣為原料，采用密閉式冶金電解槽進(jìn)行硅、銅分離實驗。電解槽設(shè)計為:2個電解槽，槽內(nèi)同極并聯(lián)，槽間串聯(lián)；每槽3片陰極2片陽極，兩極間放過濾布；陰陽極框均為500mm×500mm×50mm，陽極采用石墨薄板，陰極采用薄銅片分別交替固定于各個陰陽極框內(nèi)，四個預(yù)留孔封閉一個，留下電極框下部一孔，上部二孔，陽極下部和上部一側(cè)預(yù)留孔與陽極室連通；陰極僅上部對應(yīng)陽極另一側(cè)預(yù)留孔與陰極室連通，過濾布對應(yīng)電極框預(yù)留孔位開孔，陰陽極導(dǎo)電頭分別在電極框兩側(cè)布置；上述電極和過濾布放在電極架上，以螺桿緊固。該裝置充分利用陰陽極室，礦漿在陽極室內(nèi)獨立循環(huán)，利用礦漿輸送入陽極室內(nèi)的較低水壓，將陽極液壓濾進(jìn)入陰極室形成陰極液的循環(huán)，并將陽極區(qū)溶解的金屬離子帶入陰極區(qū)析出，固體物料被濾布阻隔留在陽極室，硅銅渣放入容器內(nèi)，按固液比1：5加入5%硫酸并攪拌成漿狀，用泥漿泵送入電解槽下口，與陽極室連通的開孔流出礦漿和與陰極室連通開孔流出的稀酸同時返回容器；礦漿循環(huán)的同時通以直流電形成礦漿電解裝置。

實施例二 將實施例一中電解槽陰陽極間的過濾布去掉，將下部進(jìn)液口和上部出液口封閉，形成電解液上進(jìn)下出循環(huán)方式，將硅銅渣礦漿更換為含銅40g/l，硫酸5%的溶液作為電解液進(jìn)行電解，則該裝置成為銅的電沉積裝置。