一种用于分离高钴镍含锌物料的电解设备制造技术

本实用新型专利技术涉及金属冶炼渣回收设备技术领域，具体涉及一种用于分离高钴镍含锌物料的电解设备。本实用新型专利技术包括电解池、位于电解池中的阳电极、阴电极以及离子交换膜，离子交换膜将阳极与阴极分隔，阳极所在的电催化区内设有流动装置，流动装置调动电催化区的电解液处于流动状态。本实用新型专利技术中通过设置流动装置即通过设置动电极、搅拌器或者循环管道以加快电解池电催化区处的电解液的流动，可有效增加阳极与溶液及悬浮物的接触频率，从而提高阳极的氧化效率，固定电极为网状结构可增大阴极与溶液的接触面积，从而降低氢气的超电势，减少电耗。

【技术实现步骤摘要】
一种用于分离高钴镍含锌物料的电解设备
本技术涉及金属冶炼渣回收设备
，具体为一种用于分离高钴镍含锌物料的电解设备。
技术介绍
传统工艺在处理含锌的镍钴物料的时候，采用的技术方法主要有三种：1)、萃取法；2)、置换法；3)氧化剂氧化法。目前常用的方法的缺陷如下：1)萃取法使用大量有机相萃取剂，成本高，步骤多，水溶液受到有机相污染后还要通过活性炭吸附进行处理。2)置换法一般使用过量的锌粉对镍钴离子进行置换，工业实践中，锌粉往往要过量到化学计量比的150-250倍，才能达到足够高的净化效果，如此操作导致成本奇高，且得到的钴镍物料(工业上称之为净化渣)依旧是镍钴锌混合物，利用价值低。3)氧化剂氧化法是利用强氧化剂对这种物料进行氧化，常用的氧化剂一般有：过硫酸盐、氯气或氯酸盐、臭氧等，这些强氧化剂往往价格较高，或本身不稳定，且会向溶液中引入其他的杂质离子，目前工业使用的还很少，仍旧停留在实验阶段。4)目前正在研究中的阴极还原分离工艺，由于镍钴属于氢的低超电位金属，当其在阴极表面析出时，会降低氢气在其表面的超电势，导致氢气析出，电流效率迅速降低至趋近于0。传统的电解设备阳极直接固定在电解池内，其与电解液中接触面积始终保持在固定范围，且电解液中被氧化的钴镍金属离子在电解过程中生成沉淀，在电解液中形成悬浮液并围绕在阳极的周围，影响低价态的钴镍金属离子的正常流动，从而导致电解钴镍与锌离子之间的分离效率较低。
技术实现思路
针对上述的问题，本技术的目的在于提供一种用于分离高钴镍含锌物料的电解设备，使得阳极处的电解液能处于不断流动的状态，使得钴镍金属离子与锌离子之间的保持较高的分离效率。为解决上述问题，本技术的技术方案如下：一种用于分离高钴镍含锌物料的电解设备，包括电解池、位于电解池中的阳电极、阴电极以及离子交换膜，离子交换膜将阳极与阴极分隔，阳极所在的电催化区内设有流动装置，流动装置调动电催化区的电解液处于流动状态。进一步地，流动装置包括驱动电机、减速机，所述驱动电机与减速机位于电解池的正上方，其二者通过联轴器连接，所述减速机的端部与阳电极的端部固定连接。进一步地，阳电极包括搅拌轴和搅拌叶，所述搅拌轴的顶端与减速机固定连接，所述搅拌轴与搅拌叶为一体成型结构。进一步地，搅拌叶为螺杆式、螺带式、涡轮式或桨式推进式。进一步地，流动装置包括依次连接的驱动电机、减速机以及搅拌器，所述搅拌器为螺杆式、螺带式、涡轮式或桨式推进式。进一步地，流动装置包括循环管道和循环泵，所述循环泵位于循环管道上，所述循环管道的一端伸入电解池中，另一端与电解池位于电催化区的底壁连通。进一步地，阳电极为钛基底的铱钽涂层电极、二氧化铅电极或铅电极。进一步地，电解设备的阴电极为固定电极，所述固定电极为网状结构，所述阴电极的材质为镀镍铜、铜、钛中的任意一种。进一步地，所述离子交换膜为阳离子交换摸、滤布、石棉隔膜或阴离子交换摸。本技术中钴镍与锌分离的原理如下：由于Zn2+没有变价，不被氧化，其硫酸盐易溶于水，而Co(OH)3与Ni(OH)3在接近中性的条件下是较稳定且难容于水的沉淀，故可以通过固液分离将其分离开。依据上述反应原理，将高钴镍含锌物料与稀硫酸按一定化学计量比混合后，通过阳极的电氧化作用，可将溶解的Co2+、Ni2+氧化成3价，并水解成沉淀得到去除。与现有技术相比，本技术的有益效果如下：(1)本技术中通过设置流动装置即通过设置动电极、搅拌器或者循环管道以加快电解池电催化区处的电解液的流动，可有效增加阳极与溶液及悬浮物的接触频率，从而提高阳极的氧化效率，固定电极为网状结构可增大阴极与溶液的接触面积，从而降低氢气的超电势，减少电耗。(2)本技术采用阳极氧化的方式对混合溶液中溶解的Co2+、Ni2+氧化成3价，并在接近中性的条件下水解成Co(OH)3和Ni(OH)3沉淀，从而与溶液中的氢氧化锌进行分离，以实现钴镍离子与锌离子之间的分离，相对于现有技术中采用有机相萃取或者锌粉置换的处理方式成本较低、分离效果更好，亦不会引进相应的杂质离子，可适用于工业大规模生产。附图说明：下面结合附图和实施例对本技术作进一步详细的说明。图1为本技术实施例1提供的电解设备的结构示意图；图2为本技术实施例2提供的电解设备的结构示意图；图3为本技术实施例3提供的电解设备的结构示意图。附图标记：1-电解池，2-阳电极，3-阴电极，4-离子交换膜，5-驱动电机，6-减速机，7-循环管道，8-循环泵，20-电催化区，30-阴极区。具体实施方式下面结合具体实施例进一步阐述本技术。应理解为，这些实施例仅用于说明本技术而不用于限制本技术的范围。此外应理解为，在阅读了本技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。实施例1请参照图1，本实施例提供一种用于分离高钴镍含锌物料的电解设备，其主要包括电解池1、位于电解池1中的阳电极2、阴电极3以及离子交换膜4，离子交换膜4将阳极与阴极分隔，其中阳电极2、阴电机分别与外部电源的正极、负极通过导线连接。阳极所在的电催化区20内设有流动装置，流动装置调动电催化区20的电解液处于流动状态。进一步地，流动装置包括驱动电机5、减速机6，驱动电机5与减速机6位于电解池1的正上方，其二者通过联轴器连接，减速机6的端部与阳电极2的端部固定连接。驱动电机5、减速机6作用于阳电极2使得阳电极2成为动电极，阳极氧化是发生在阳电极2表面的，在无法无限增加阳极表面积的情况下，使电极发生运动，通过增加阳极与溶液及悬浮物的接触频率，提高阳极的氧化效率。具体地，阳电极2包括搅拌轴和搅拌叶，搅拌轴的顶端与减速机6固定连接，搅拌轴与搅拌叶为一体成型结构，搅拌叶为螺杆式、螺带式、涡轮式或桨式推进式。搅拌叶一方面可增加电解液与阳电极2之间的接触面积，另一方面利于电催化区20处的溶液的流动，提高电解效率。其中，阳电极2的材质优选钛基底的铱钽涂层电极，其次为各种类型的二氧化铅电极，再次选用铅电极。另外，阴电极3为固定电极，即阴电极3固定在电解池1中，固定电极为网状结构，固定电极呈圆柱柱状，具体地固定电极优选镀镍铜网，其次为普通铜网、钛网或者其它金属板材。此处的阴电极3设计成网状可以增大阴极与溶液的接触面积，从而降低氢气的超电势，减少电耗。进一步地，离子交换膜4优选阳离子交换摸，其次为滤布、石棉隔膜或者阴离子交换摸。实施例2请参照图2，本实施例提供的一种用于分离高钴镍含锌物料的电解设备，其与实施例1的设备大致相同，其间最大的不同之处在于，流动装置包括依次连接的驱动电机5、减速机6以及搅拌器，搅拌器位于阳电极2的侧部，带动整个电催化区20的溶液进行转动，而搅拌器为螺杆式、螺带式、涡轮式或桨式推进式。请参照图3，本实施例提供的一种用于分离高钴镍含锌物料的电解设备，其与实施例1的设备大致相同，其间最大的不同之处在于，流动装置包括循环管道7和循环泵8，循环泵8位于循环管道7上，循环管道7的一端伸入电解池1中，另一端与电解池1位于电催化区20的底壁连通，在电解工作中，循环泵8作用于电解池1内的溶液，使得电解池1内的溶液一直处于流动状态，防止镍钴离子被氧化后形成沉淀后一直围绕本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于分离高钴镍含锌物料的电解设备，包括电解池、位于电解池中的阳电极、阴电极以及离子交换膜，其特征在于，所述离子交换膜将阳极与阴极分隔，所述阳极所在的电催化区内设有流动装置，所述流动装置调动电催化区的电解液处于流动状态。

【技术特征摘要】
1.一种用于分离高钴镍含锌物料的电解设备，包括电解池、位于电解池中的阳电极、阴电极以及离子交换膜，其特征在于，所述离子交换膜将阳极与阴极分隔，所述阳极所在的电催化区内设有流动装置，所述流动装置调动电催化区的电解液处于流动状态。2.根据权利要求1所述的一种用于分离高钴镍含锌物料的电解设备，其特征在于，所述流动装置包括驱动电机、减速机，所述驱动电机与减速机位于电解池的正上方，其二者通过联轴器连接，所述减速机的端部与阳电极的端部固定连接。3.根据权利要求2所述的一种用于分离高钴镍含锌物料的电解设备，其特征在于，所述阳电极包括搅拌轴和搅拌叶，所述搅拌轴的顶端与减速机固定连接，所述搅拌轴与搅拌叶为一体成型结构。4.根据权利要求3所述的一种用于分离高钴镍含锌物料的电解设备，其特征在于，所述搅拌叶为螺杆式、螺带式、涡轮式或桨式推进式。5.根据权利要求1所述的一种用于分离高钴镍含锌物料的电...

【专利技术属性】
技术研发人员：申鸿志，
申请(专利权)人：白银原点科技有限公司，
类型：新型
国别省市：甘肃,62