本发明专利技术公开了一种金属电解槽包括槽体、阳极板、阴极板及安装在槽体相对两端的弧形导液凸起，阳极板和阴极板交错布置在槽体内，槽体上设有进液口和溢流口，阴极板两侧的进液口位于阴极板同一端，阳极板两侧的进液口分别位于阳极板两端，阴极板两端分别与弧形导液凸起的凸起端抵接，阳极板与弧形导液凸起之间设有液体导流腔体。两相邻阴极板同其中间的阳极板形成一个类似封闭的空间，电解液通过阴极板一端和相邻阴极板另一端的进液口快速喷射进入该空间后，按顺时针或逆时针方向流动，利用电解液自身存在的动能，很好的降低两极板间金属离子的浓度差，有效地减小了浓差极化。本发明专利技术还公开了一种金属电解工艺。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及物料提取
，特别涉及一种金属电解槽。本发明还涉及一种金属电解工艺。
技术介绍
金属电解槽主要用于铜、铅、镍等金属的电解及电解液的净化。例如传统的铜的冶炼是将矿产原料铜精矿经过熔炼、吹炼、火法精练步骤之后得到阳极铜。阳极铜经过金属电解槽的电解精练之后得到电解铜，铜的纯度提高。电解精炼是有色金属冶炼过程中金属精炼的主要手段，也是有色金属冶炼的一个最终环节，其技术及配套设备的先进与否直接影响到金属的质量好坏和产能高低。在有色金属中铜、铅和镍等金属的电解或电解液净化过程均基于电化学原理，将阴极和阳极置于盛有含金属离子的溶液的槽中，通电后在电极上发生电化学反应，阳极上单质金属失去电子变为金属离子，通过扩散向阴极方向运动；阴极上金属离子不断析出、沉积。由于溶液中各种金属离子的电极电位决定了它们在阴极和阳极上反应的顺序，在阴极上优先析出的是电极电位较高的金属，而各金属的电极电位是由标准电极电位和该金属离子的浓度确定的。铜在水溶液电解过程中，其电析出的量遵守法拉第定律，可以用下式(1)表示为：mCu＝1.1852×i×A×t (1)式中：mCu为析出的金属的质量(g)，i为电流密度(A/m2)，t为时间(s)。由(1)式可以看出，在现有工艺设备和技术的前提下，若要提高产能，唯一的途径就是提高电流密度。但在生产实践中，若单纯的只提高电流密度，在阴极上析出金属的速度加快，这往往会造成阴极附近的金属Cu2+浓度降低，即产生了浓差极化，从而引起电极电位的降低，使主要的金属不能在阴极上优先析出，导致杂质金属的析出，影响产品质量。在阳极上电流密度的提高，促使阳极溶解过快，使阳极溶解产生的Cu2+不能迅速离开阳极-溶液界面向阴极区扩散，同样也导致浓差极化，通过阳极区Cu2+浓度到达饱和或过饱和，将产生铜的氧化物或难溶性的盐沉积于阳极表面，就会阻滞阳极反应，阳极电位升高,造成大量杂质离子溶解进入电解液中而污染电解液，严重时甚至造成阳极钝化，增大了能耗。因此，浓差极化是导致铜、铅、镍在电解或电积过程中电流密度提高受到限制的主要原因。实际生产中，可以通过提高电解过程中电解液的循环量来减小两极板间的浓差极化，从而提高电解电流密度，提高产能。但是在近200年的生产实践中，铜电解工艺虽然有了长足的发展，电流密度也由原有的250A/m2提高到了420A/m2，但由于受其电解液循环方式的原因，仍不能很好的解决浓差极化问题带来的影响，电流密度再无更大的突破，与理论电解电流密度1000A/m2相差甚远。如图1和图2所示，现有的金属电解槽包括槽体01、阳极板03、阴极板04和导电排06，其中阳极板03和阴极板04交错布置于槽体01内，且阳极板03和阴极板04两端均放置在导电排06上。槽体01顶部侧面设有溢流口05，槽体01底端设有进液口02，其中进液口02位于槽体01同一侧。金属电解槽在工作时，电解液由进液口02进入槽体01内部，电解液通过靠近阴极板04两侧的进液口沿平行于阴极板04方向喷出，然后，喷出的电解液通过极板与对侧槽体01壁之间的缝隙向槽体两端运动，之后通过槽体两端的溢流口返回到电解液循环系统。电解液由下至上运动，最终通过溢流口05排出，其中电解液在向上运动过程中，阴极和阳极置于盛有含金属离子的溶液的槽中，通电后在电极上发生电化学反应，阴极上有金属不断析出、沉积。然而，由于进液口02位于槽体的同一侧，即金属电解槽为单侧进液，电解液由槽体01一侧向另一侧运动时，与进液口02相对一侧及电解槽上部的电解液流动速度较慢。当电流密度升高时，阳极上金属离子溶解速度加快，阴极上金属离子析出速度加快，由于电解液循环速度过慢，不能及时降低两极板间金属离子的浓度差，造成阴极板质量下降、槽电压升高，严重会造成阳极钝化等一系列问题，不仅影响了正常生产，槽电压的升高也大大提高了生产能耗。同时，现有技术采用下进上出循环方式，使得电解液循环方向同阳极泥沉降方向相反，若提高电解液循环量，势必会影响阳极泥沉降，严重时会造成电解液浑浊，使得大量阳极泥机械的附着于阴极板上，造成产品质量下降。因此，如何降低浓差极化，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种金属电解槽，该金属电解槽内的浓差极化降低。本专利技术的另一目的是提供一种金属电解工艺。为实现上述目的，本专利技术提供一种金属电解槽，包括槽体、阳极板及阴极板，所述阳极板和所述阴极板交错布置在所述槽体内，所述槽体上设有进液口和溢流口，还包括安装在所述槽体相对两端的弧形导液凸起，所述阴极板两侧的所述进液口位于所述阴极板同一端，所述阳极板两侧的所述进液口分别位于所述阳极板两端，所述阴极板两端分别与所述弧形导液凸起的凸起端抵接，所述阳极板与所述弧形导液凸起之间设有液体导流腔体。优选地，所述进液口位于所述槽体上部。优选地，所述弧形导液凸起的弧度为60°至180°。优选地，所述进液口向下倾斜的角度为0°至20°。优选地，还包括安装在所述槽体上的液体导流板，所述液体导流板与所述槽体侧面密封，所述液体导流板与所述槽体侧面形成溢流通道，所述溢流通道两端分别与所述槽体内部腔体和所述溢流口连通。优选地，所述槽体底端为倾斜导向面，所述槽体的底端设有排液口和清淤口，所述清淤口的高度低于所述排液口的高度。一种金属电解工艺，包括步骤：1)电解液由槽体上部的进液口进入阴极板与阳极板之间，其中，所述阴极板两侧的所述进液口位于所述阴极板同一端，所述阳极板两侧的所述进液口分别位于所述阳极板两端；2)在所述槽体相对两端设置弧形导液凸起，所述阴极板两端分别与所述弧形导液凸起的凸起端抵接，所述阳极板与所述弧形导液凸起之间设有液体导流腔体，电解液围绕阳极板顺时针或逆时针旋转；3)电解液由所述槽体底部流动至由设置在槽体内的导流板与所述槽体侧壁形成的溢流通道内，再由所述槽体上的溢流口排出。优选地，所述阴极板单侧电解液流量为1.0L/min-3.0L/min，电解液压力在0.2MPa-0.5MPa。优选地，电流密度为500A/m2～700A/m2。在上述技术方案中，本专利技术提供的金属电解槽包括槽体、阳极板、阴极板及安装在槽体相对两端的弧形导液凸起，阳极板和阴极板交错布置在槽体内，槽体上设有进液口和溢流口，阴极板两本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种金属电解槽，包括槽体(1)、阳极板(3)及阴极板(4)，所述阳极板(3)和所述阴极板(4)交错布置在所述槽体(1)内，所述槽体(1)上设有进液口(2)和溢流口(5)，其特征在于，还包括安装在所述槽体(1)相对两端的弧形导液凸起(11)，所述阴极板(4)两侧的所述进液口(2)位于所述阴极板(4)同一端，所述阳极板(3)两侧的所述进液口(2)分别位于所述阳极板(3)两端，所述阴极板(4)两端分别与所述弧形导液凸起(11)的凸起端抵接，所述阳极板(3)与所述弧形导液凸起(11)之间设有液体导流腔体。
【技术特征摘要】
1.一种金属电解槽，包括槽体(1)、阳极板(3)及阴极板(4)，
所述阳极板(3)和所述阴极板(4)交错布置在所述槽体(1)内，所
述槽体(1)上设有进液口(2)和溢流口(5)，其特征在于，还包括
安装在所述槽体(1)相对两端的弧形导液凸起(11)，所述阴极板(4)
两侧的所述进液口(2)位于所述阴极板(4)同一端，所述阳极板(3)
两侧的所述进液口(2)分别位于所述阳极板(3)两端，所述阴极板
(4)两端分别与所述弧形导液凸起(11)的凸起端抵接，所述阳极板
(3)与所述弧形导液凸起(11)之间设有液体导流腔体。
2.根据权利要求1所述的金属电解槽，其特征在于，所述进液
口(2)位于所述槽体(1)上部。
3.根据权利要求1所述的金属电解槽，其特征在于，所述弧形
导液凸起(11)的弧度为60°至180°。
4.根据权利要求1所述的金属电解槽，其特征在于，所述进液
口(2)向下倾斜的角度为0°至20°。
5.根据权利要求1所述的金属电解槽，其特征在于，还包括安
装在所述槽体(1)上的液体导流板(7)，所述液体导流板(7)与所
述槽体(1)侧面密封，所述液体导流板(7)与所述槽体(1)侧面形
成溢流通道(12)，所述溢流通道(12)两端分别与所述槽体(1)内
部腔体和所述溢流口(5)连通。
6.根据权利要求1-5中任...
【专利技术属性】
技术研发人员：高俊江，杨加桂，
申请(专利权)人：阳谷祥光铜业有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37
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