專利名稱：改進(jìn)的用于金屬回收的電化學(xué)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在更有效的工業(yè)化過(guò)程中從金屬化合物中電解提取金屬。
背景技術(shù)：
在美國(guó)專利5882502中公開了回收金屬的無(wú)隔膜電解系統(tǒng)。這種裝置存在某些工 業(yè)缺點(diǎn)，本發(fā)明涉及對(duì)其作出的改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明在于電化學(xué)金屬回收設(shè)備，所述設(shè)備包括 第一池和第二池，所述第一池包括第一主電極和第一溶液電極，所述第二池包含
第二主電極和第二溶液電極； 向第一池和第二池供應(yīng)直流電的電源； 在所述池中的一個(gè)池的主電極與所述池中的另一個(gè)池的溶液電極之間經(jīng)由所述 電源的電連接，以及在所述池中的另一個(gè)池的主電極與所述池中的一個(gè)池的溶液電極之間 的直接電連接； 所述第一池的電解質(zhì)供應(yīng)源； 在所述第一池與所述第二池之間的富集電解質(zhì)傳輸管線；禾口 從所述第二池引出的貧化電解質(zhì)管線，從而將金屬在所述第一池中從金屬源轉(zhuǎn)移 到溶液中并沉積在所述第二池中的電極上。 在一個(gè)實(shí)施方案中，所述第一池為陽(yáng)極池且所述第二池為陰極池。 在替代實(shí)施方案中，所述第一池為陰極池且所述第二池為陽(yáng)極池。 在另外的實(shí)施方案中，第一池包括陽(yáng)極池和陰極池的第一池組件，且第二池包括
陽(yáng)極池和陰極池的第二池組件。 還可以包括與直流電源相連的調(diào)頻器，從而向第一池和第二池供應(yīng)脈沖直流電。 所述調(diào)頻器的頻率范圍可以為10 100千赫且脈沖直流電的占空比(duty cycle)為10 90%。 所述第一主電極和第二主電極可由涂布有鉑族氧化物的延展(e鄧anded)鈦片制 成?；蛘?，所述第一主電極和第二主電極可由選自鋁、鐵、銅或不銹鋼中的延展金屬片制成。
優(yōu)選地，所述第一主電極包括延展金屬片并夾在兩個(gè)第一溶液電極之間，所述第 二主電極包括延展金屬片并夾在兩個(gè)第二溶液電極之間，并在相應(yīng)的主電極和溶液電極之 間安裝絕緣體擋板，從而使流過(guò)相應(yīng)池的電解質(zhì)迂回前進(jìn)通過(guò)所述延展金屬電極。
優(yōu)選所述溶液電極為平坦的片狀金屬。 還可以包括覆蓋每個(gè)溶液電極表面的塑料網(wǎng)(plastic mesh)，從而在其上捕獲電
解質(zhì)層。 所述金屬源可以為廢金屬、金屬礦或金屬精礦。例如，所述金屬可以為諸如源自銅 廢金屬、銅礦或銅精礦的銅，將其放入陽(yáng)極池中。
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在替代形式中，本發(fā)明在于電化學(xué)金屬回收設(shè)備，所述設(shè)備包括第一電化學(xué)池 組件和第二電化學(xué)池組件，所述第一電化學(xué)池組件包括第一陽(yáng)極池和第二陽(yáng)極池，所述第 一陽(yáng)極池包括第一主電極和第一溶液電極，所述第二陽(yáng)極池包括第二主電極和第二溶液電 極；向所述第一陽(yáng)極池和第二陽(yáng)極池供應(yīng)直流電的第一電源；在所述第一陽(yáng)極池的第一主 電極與所述第二陽(yáng)極池的第二溶液電極之間經(jīng)由所述第一電源的電連接，以及在所述第二 陽(yáng)極池的第二主電極與所述第一陽(yáng)極池的第一溶液電極之間的直接電連接；所述第二電 化學(xué)池組件包括第一陰極池和第二陰極池，所述第一陰極池包括第三主電極和第三溶液電 極，所述第二陰極池包括第四主電極和第四溶液電極；向所述第一陰極池和第二陰極池供 應(yīng)直流電的第二電源；在所述第一陰極池的第三主電極與所述第二陰極池的第四溶液電極 之間經(jīng)由所述第二電源的電連接，以及在所述第二陰極池的第四主電極與所述第一陰極池 的第三溶液電極之間的直接電連接；所述第一陽(yáng)極池的電解質(zhì)供應(yīng)源；在所述第一陽(yáng)極池 和所述第二陽(yáng)極池之間的第一電解質(zhì)傳輸管線；在所述第二陽(yáng)極池和所述第一陰極池之 間的富集電解質(zhì)傳輸管線；在所述第一陰極池和所述第二陰極池之間的第二電解質(zhì)傳輸管 線；和從所述第二池引出的貧化電解質(zhì)管線，從而將金屬在所述第一池組件中從金屬源轉(zhuǎn) 移到溶液中并沉積在所述第二池組件中的電極上。 該系統(tǒng)提供了對(duì)用于在第一組件中溶解金屬的電壓的精密控制和對(duì)在第二組件 中沉積金屬的電壓的精密控制。 優(yōu)選地，每個(gè)第一電源和第二電源包括與直流電源相連的調(diào)頻器，從而向第一池 組件和第二池組件供應(yīng)脈沖直流電，每個(gè)調(diào)頻器的脈沖直流電的占空比為10 90%，且每 個(gè)調(diào)頻器的頻率范圍為10 100千赫。每個(gè)電源可以在第一組件中溶解金屬并在第二組 件中沉積金屬所需要的最佳電壓下運(yùn)行。 可以具有超過(guò)一個(gè)用于溶解金屬的組件，并可以具有超過(guò)一個(gè)用于沉積相同或不 同金屬的組件。 在第一組件和第二組件之間可以對(duì)電解質(zhì)進(jìn)行提純，提純包括溶劑提取、pH控制 或置換沉淀。 優(yōu)選地，每個(gè)主電極可以由涂布有鉑族氧化物的延展鈦片制成?；蛘?，每個(gè)主電極
可以由選自鋁、鐵、銅或不銹鋼中的延展金屬片制成。 優(yōu)選地，每個(gè)溶液電極為平坦的片狀金屬。 優(yōu)選地，每個(gè)主電極包括延展金屬片并夾在相應(yīng)的溶液電極之間，并在相應(yīng)的主 電極和溶液電極之間安裝絕緣體擋板，從而使流過(guò)相應(yīng)池的電解質(zhì)迂回前進(jìn)通過(guò)延展的金 屬電極。 還可以包括覆蓋每個(gè)溶液電極表面的塑料網(wǎng)，從而在其上捕獲電解質(zhì)層。 所述金屬源可以為廢金屬、金屬礦或金屬精礦。例如，所述金屬可以為諸如源自銅
廢金屬、銅礦或銅精礦的銅，將其放入陽(yáng)極池組件中。 然后，本說(shuō)明書對(duì)本發(fā)明進(jìn)行一般性描述，但為了幫助理解，現(xiàn)在參考附圖，所述 附圖顯示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案。


圖1顯示了本發(fā)明電化學(xué)金屬回收池的第一實(shí)施方案；
圖1A顯示了圖1中所示實(shí)施方案運(yùn)行的pH對(duì)時(shí)間的圖； 圖2顯示了陰極模式的本發(fā)明電化學(xué)金屬回收池的第二實(shí)施方案； 圖2A顯示了圖2中所示實(shí)施方案運(yùn)行的pH對(duì)時(shí)間的圖； 圖3顯示了圖1中所示實(shí)施方案脈沖頻率對(duì)過(guò)氧化氫產(chǎn)生的圖； 圖4顯示了本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案的電極構(gòu)造的細(xì)節(jié)；禾口 圖5顯示了本發(fā)明電化學(xué)金屬回收設(shè)備的替代實(shí)施方案。
具體實(shí)施例方式
圖1顯示了本發(fā)明的金屬回收設(shè)備的一種實(shí)施方案。所述金屬回收設(shè)備20具有 陽(yáng)極池23和陰極池32。所述陽(yáng)極池具有陽(yáng)極25和陽(yáng)極溶液電極24。所述陰極池具有陰 極30和陰極溶液電極31。在所述陽(yáng)極25和所述陰極溶液電極31之間連接有電源27。在 陰極30和陽(yáng)極溶液電極24之間設(shè)置了直接電連接26 。在28處向陽(yáng)極池提供貧化電解質(zhì)， 并將來(lái)自源(未示出)的金屬轉(zhuǎn)移到陽(yáng)極池的溶液中。富集電解質(zhì)管線22將富集電解質(zhì) 從陽(yáng)極池23傳輸至陰極池32。在所述陰極池中，從溶液中沉積金屬。通過(guò)管線29將貧化 電解質(zhì)從陰極池32中除去并可以循環(huán)至陽(yáng)極池。 所述電源27包括電源27a和調(diào)頻器27b，所述電源27a能夠供應(yīng)可變的電壓和可 變的電流，所述調(diào)頻器27b能夠供應(yīng)可變的頻率和可變的占空比。 圖1顯示了陰極30充當(dāng)陽(yáng)極以最大限度地進(jìn)行金屬回收的系統(tǒng)。主要通過(guò)互換與 陰極30和陰極溶液電極31的連接來(lái)實(shí)現(xiàn)所述變化。電子流動(dòng)發(fā)生反轉(zhuǎn)，使得以與通過(guò)陽(yáng) 極25從陽(yáng)極電解液溶液28除去電子相同的方式，通過(guò)陰極從陰極電解液29中除去電子。
待回收的金屬可以為諸如源自銅廢金屬、銅礦或銅精礦的銅，將所述銅放入陽(yáng)極 池中。 圖1A顯示了通過(guò)圖1中的設(shè)備而制造的陽(yáng)極電解液和陰極電解液的pH的圖，并 顯示了在120分鐘之后下降至低于4. O之前陽(yáng)極電解液和陰極電解液兩者的pH開始高。這 與陰極電解液和陽(yáng)極電解液兩者為酸性相一致，從而指示氧化反應(yīng)。 圖2顯示了本發(fā)明金屬回收設(shè)備的一個(gè)實(shí)施方案。所述金屬回收設(shè)備40具有陽(yáng) 極池43和陰極池52 。所述陽(yáng)極池具有陽(yáng)極45和陽(yáng)極溶液電極44 。所述陰極池具有陰極 50和陰極溶液電極51。在所述陰極50和陽(yáng)極溶液電極44之間連接電源47。在所述陽(yáng)極 45和所述陰極溶液電極51之間設(shè)置直接電連接46。在48處向陽(yáng)極池提供富集電解質(zhì)，并 在陽(yáng)極池中沉積金屬。貧化電解質(zhì)管線42將貧化電解質(zhì)從陽(yáng)極池43傳輸至陰極池52。在 陰極池中，將來(lái)自金屬源(未示出)的金屬轉(zhuǎn)移到溶液中。通過(guò)管線49，將富集電解質(zhì)從陰 極池52中除去。 所述電源47包括電源47a和調(diào)頻器47b，所述電源47a能夠供應(yīng)可變的電壓和可 變的電流，所述調(diào)頻器47b能夠供應(yīng)可變的頻率和可變的占空比。 圖2顯示了陽(yáng)極45充當(dāng)陰極的系統(tǒng)。在這種陰極模式中，陽(yáng)極45和陰極50兩者 都向陽(yáng)極電解液48和陰極電解液49中添加電子。在這種模式中，產(chǎn)生還原反應(yīng)。
圖2A顯示了通過(guò)圖4中的設(shè)備而制造的陽(yáng)極電解液和陰極電解液的pH的圖，并 顯示了陽(yáng)極電解液48和陰極電解液49兩者的pH隨時(shí)間增大。 圖3顯示了圖1中所示實(shí)施方案中直流電壓的脈沖頻率對(duì)過(guò)氧化氫產(chǎn)生的圖。根據(jù)恒定電壓并在大氣壓下繪制了所述圖。所述圖顯示，隨著頻率升至高達(dá)50千赫，過(guò)氧化 氫的產(chǎn)生量增加。 圖4顯示了本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案的電極的構(gòu)造的細(xì)節(jié)。在可以應(yīng)用于陽(yáng)極池組件 和陰極池組件158兩者的該實(shí)施方案中，由延展的金屬片制成電極(陰極或陽(yáng)極)160以使 其具有大的表面積、活性位點(diǎn)并促進(jìn)在電極表面上的湍流。電極可以由具有或不具有涂層 的鐵、鋁或不銹鋼(316不銹鋼)形成，以防止腐蝕并提供低的過(guò)電壓?；蛘?，所述電極可以 為涂布有鉑族氧化物的鈦。在電極160周圍是擋板排列162。所述擋板排列162由電絕緣 材料形成并放置所述擋板排列162以使電解質(zhì)迂回前進(jìn)通過(guò)延展的金屬電極。在所述擋板 排列周圍是片狀金屬溶液電極164。所述溶液電極可以由涂布有鉑族氧化物的鈦或不銹鋼 (316不銹鋼)來(lái)構(gòu)造。在溶液電極的每一側(cè)上是塑料材料的網(wǎng)165，其容納停留在溶液電 極周圍的一部分電解質(zhì)。所述靜止使得電子根據(jù)需要能夠移入和移出溶液電極，但阻止了 離子反應(yīng)。虛線166顯示了流過(guò)電極組件的電解質(zhì)流。應(yīng)當(dāng)看出，電解質(zhì)沿曲折路徑而行， 從而促進(jìn)了與各自電極的良好接觸。 圖5顯示了本發(fā)明電化學(xué)金屬回收設(shè)備的替代實(shí)施方案。在該實(shí)施方案中，具有 陽(yáng)極池組件100和陰極池組件102。所述陽(yáng)極池組件包括第一陽(yáng)極池104和第二陽(yáng)極池 106。所述第一陽(yáng)極池具有第一主電極108和第一溶液電極110。所述第二陽(yáng)極池具有第 二主電極112和第二溶液電極114。在所述第一主電極108和所述第二溶液電極114之間 連接第一電源116。在所述第二主電極112和所述第一溶液電極110之間設(shè)置直接電連接 118。在120處向陽(yáng)極池組件提供貧化電解質(zhì)并在第一陽(yáng)極池104和第二陽(yáng)極池106兩者 中將金屬轉(zhuǎn)移到溶液中。富集電解質(zhì)管線122將富集電解質(zhì)從第一陽(yáng)極池104傳輸至第二 陽(yáng)極池106。待回收的金屬可以為諸如銅廢金屬、銅礦或銅精礦的銅，將其放入第一陽(yáng)極池 104和第二陽(yáng)極池106中。 富集電解質(zhì)管線126經(jīng)由提純階段128而向陽(yáng)極池組件102延伸。在提純階段 128中，可以對(duì)富集電解質(zhì)進(jìn)行過(guò)濾或以其它方式進(jìn)行提純以除去污染物，所述污染物在陰 極階段可能會(huì)影響沉積金屬的純度。 所述陰極池組件包括第一陰極池134和第二陰極池136。所述第一陰極池具有第 三主電極138和第三溶液電極140。所述第二陰極池136具有第四主電極142和第四溶液 電極144。在所述第四主電極142和所述第三溶液電極140之間連接第二電源146。在所 述第三主電極138和第四溶液電極144之間設(shè)置直接電連接148。在提純之后在130處向 所述陰極池組件提供富集電解質(zhì)，并在第一陰極池134和第二陰極池136兩者中沉積金屬。 部分貧化電解質(zhì)管線150將部分貧化電解質(zhì)從第一陰極池134傳輸至第二陰極池136?；?收的金屬可以為銅。貧化電解質(zhì)管線152將貧化電解質(zhì)傳輸回陽(yáng)極池組件100。
每個(gè)電源116和146包括電源和調(diào)頻器，所述電源能夠供應(yīng)可變的電壓和可變的 電流，所述調(diào)頻器能夠供應(yīng)可變的頻率和可變的占空比。 圖5中所示的實(shí)施方案的重要商業(yè)優(yōu)點(diǎn)在于，陽(yáng)極和陰極具有分開的直流電源。 具有在陽(yáng)極池組件中溶解化合物的最佳電壓，和在陰極池組件中沉淀金屬的最佳電壓。
實(shí)驗(yàn)和討論 使用安裝有50mmX500mm鈦電極的大規(guī)模實(shí)驗(yàn)室電解設(shè)備來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在單極模 式下運(yùn)行，意味著經(jīng)過(guò)陽(yáng)極池的液體與經(jīng)過(guò)陰極池的液體分開。在單極模式中，陽(yáng)極電解液的水變成酸性，陰極電解液的水變成堿性。發(fā)現(xiàn)通過(guò)如圖1中所示互換陰極和陰極溶液電極的連接，陰極表現(xiàn)得像陽(yáng)極一樣，即發(fā)生氧化反應(yīng)而不是還原反應(yīng)?；Q連接是指從陰極上除去電子，而不是向陰極添加電子。流向陰極的電流的方向與電流在陽(yáng)極處的方向相同。當(dāng)測(cè)量陽(yáng)極電解液和陰極電解液的PH時(shí)，所述陰極電解液的水變成酸性，類似于如圖1A中所示的陽(yáng)極電解液的水。類似地，當(dāng)如圖1中所示互換陽(yáng)極和陽(yáng)極溶液電極的連接時(shí)，陽(yáng)極表現(xiàn)得像陰極一樣。圖2A表明，當(dāng)像陰極一樣連接陽(yáng)極時(shí)，陽(yáng)極的水和陰極的水變成堿性。
該發(fā)現(xiàn)具有重要的技術(shù)和商業(yè)的發(fā)現(xiàn)。測(cè)量表明，總電壓是在陽(yáng)極和陽(yáng)極溶液電極之間的電壓與陰極和陰極溶液電極之間的電壓之和。此夕卜，陽(yáng)極和陽(yáng)極溶液之間的電壓與這些電極之間的間隙成比例。陰極同樣如此。電解質(zhì)的電阻和電流密度也會(huì)影響間隙之間的電壓。 另一個(gè)重要應(yīng)用是從廢物處理流中提取金屬，其中池能夠以陰極模式運(yùn)行。某些化學(xué)過(guò)程需要強(qiáng)氧化條件且所述池能夠以陽(yáng)極模式運(yùn)行。 另一個(gè)重要發(fā)現(xiàn)是，以脈沖方式向電解池施加電流導(dǎo)致電解系統(tǒng)在反應(yīng)量方面具有更高的性能，如通過(guò)產(chǎn)生的產(chǎn)物量測(cè)得。能夠改變脈沖頻率和占空比的頻率單元示于圖1和2中。為用于水處理實(shí)驗(yàn)而建造的最大脈沖單元I為40伏X750安培輸出，且頻率為20千赫 100千赫。圖3顯示了在恒定電壓和占空比下，過(guò)氧化氫的產(chǎn)生量隨著脈沖頻率而增加的示意圖。50%的占空比是指50%的時(shí)間施加電流，在其余時(shí)間內(nèi)沒(méi)有電流流動(dòng)。發(fā)現(xiàn)方波是最有效的。 另一個(gè)重要發(fā)現(xiàn)是用于有效的電化學(xué)反應(yīng)的電極的構(gòu)造。首先，發(fā)現(xiàn)有效的涂層由鉑族金屬的氧化物制成。陽(yáng)極和陰極的最好物理構(gòu)造為延展的金屬電極且所述溶液電極由平坦的片制成。如圖4中所示，在平坦的溶液電極之間夾有陽(yáng)極或陰極，且安裝絕緣體擋板以使電解質(zhì)迂回前進(jìn)通過(guò)延展的金屬電極。除了延展的金屬電極中的大量活性位點(diǎn)之外，這還降低了極化。 如果應(yīng)用要求這些電極不參加電解反應(yīng)，則所述陽(yáng)極和所述陰極可以由延展的鈦金屬片制成且涂布有鉑族金屬。在某些應(yīng)用中可以考慮更廉價(jià)的材料如銻鉛合金片。當(dāng)應(yīng)用要求陽(yáng)極和陰極參加反應(yīng)時(shí)，所述材料可以包括鋁、鐵、鋅和銅。 最后的重要發(fā)現(xiàn)是用塑料網(wǎng)覆蓋溶液電極的表面，以保持液體的停滯層，從而確保陽(yáng)極和陰極溶液電極不參加反應(yīng)。這將確保在電解反應(yīng)中，參加反應(yīng)的溶液中的離子如亞鐵_鐵離子或亞銅_銅離子不在溶液電極表面處發(fā)生反應(yīng)，因?yàn)檫@會(huì)降低反應(yīng)的電流效率。絕緣體塑料網(wǎng)的一個(gè)效果是增大了溶液電極處的電流密度。具有或不具有塑料網(wǎng)蓋子下對(duì)用于特殊用途而進(jìn)行的試驗(yàn)，將確定對(duì)于所述應(yīng)用來(lái)說(shuō)塑料蓋子是否是必需的。
權(quán)利要求
一種電化學(xué)設(shè)備，其包括第一池和第二池，所述第一池包括第一主電極和第一溶液電極，所述第二池包括第二主電極和第二溶液電極；向所述第一池和第二池供應(yīng)直流電的電源；在所述池中的一個(gè)池的主電極與所述池中的另一個(gè)池的溶液電極之間經(jīng)由所述電源的電連接，和在所述池中的另一個(gè)池的主電極與所述池中的一個(gè)池的溶液電極之間的直接電連接；所述第一池的電解質(zhì)供應(yīng)源；在所述第一池和第二池之間的富集電解質(zhì)傳輸管線；和從所述第二池引出的貧化電解質(zhì)管線，從而將金屬在所述第一池中從金屬源轉(zhuǎn)移到溶液中并在所述第二池中沉積。
2. 如權(quán)利要求1所述的電化學(xué)設(shè)備，其中所述第一池為陽(yáng)極池，所述第二池為陰極池。
3. 如權(quán)利要求1所述的電化學(xué)設(shè)備，其中所述第一池為陰極池，所述第二池為陽(yáng)極池。
4. 如權(quán)利要求1所述的電化學(xué)設(shè)備，其中所述第一池包括陽(yáng)極池和陰極池的第一池組 件，所述第二池包括陽(yáng)極池和陰極池的第二池組件。
5. 如權(quán)利要求1所述的電化學(xué)設(shè)備，其還包括與所述直流電源相連的調(diào)頻器，從而向 所述第一池和第二池供應(yīng)脈沖直流電。
6. 如權(quán)利要求6所述的電化學(xué)設(shè)備，其中所述調(diào)頻器的頻率范圍為10 100千赫。
7. 如權(quán)利要求6所述的電化學(xué)設(shè)備，其中所述調(diào)頻器的脈沖直流電的占空比為10 90%。
8. 如權(quán)利要求1所述的電化學(xué)設(shè)備，其中所述第一主電極和所述第二主電極由涂布有 鉑族氧化物的延展鈦片制成。
9. 如權(quán)利要求l所述的電化學(xué)設(shè)備，其中所述第一主電極和所述第二主電極由選自 鋁、鐵、銅或不銹鋼中的延展金屬片制成。
10. 如權(quán)利要求l所述的電化學(xué)設(shè)備，其中，所述第一主電極包括延展金屬片并被夾在兩個(gè)第一溶液電極之間， 所述第二主電極包括延展金屬片并夾在兩個(gè)第二溶液電極之間，以及 絕緣體擋板被安裝在相應(yīng)的主電極和溶液電極之間，從而使流過(guò)相應(yīng)池的電解質(zhì)迂回 前進(jìn)通過(guò)延展的金屬電極。
11. 如權(quán)利要求1所述的電化學(xué)設(shè)備，其還包括覆蓋每個(gè)溶液電極的表面的塑料網(wǎng)，從 而在其上捕獲電解質(zhì)層。
12. —種電化學(xué)設(shè)備，其包括第一電化學(xué)池組件和第二電化學(xué)池組件， 所述第一電化學(xué)池組件包括第一陽(yáng)極池和第二陽(yáng)極池，所述第一陽(yáng)極池包括第一主電極和第一溶液電極，所述第二陽(yáng)極池包括第二主電極和第二溶液電極；向所述第一陽(yáng)極池 和第二陽(yáng)極池供應(yīng)直流電的第一電源；在所述第一陽(yáng)極池的第一主電極與所述第二陽(yáng)極池的第二溶液電極之間經(jīng)由所述第一電源的電連接，以及在所述第二陽(yáng)極池的第二主電極與 所述第一陽(yáng)極池的第一溶液電極之間的直接電連接，所述第二電化學(xué)池組件包括第一陰極池和第二陰極池，所述第一陰極池包括第三主電 極和第三溶液電極，所述第二陰極池包括第四主電極和第四溶液電極；向所述第一陰極池和第二陰極池供應(yīng)直流電的第二電源；在所述第一陰極池的第三主電極與所述第二陰極池 的第四溶液電極之間經(jīng)由所述第二電源的電連接，以及在所述第二陰極池的第四主電極與 所述第一 陰極池的第三溶液電極之間的直接電連接，所述第一陽(yáng)極池的電解質(zhì)供應(yīng)源，在所述第一陽(yáng)極池和所述第二陽(yáng)極池之間的第一電 解質(zhì)傳輸管線，在所述第二陽(yáng)極池和所述第一陰極池之間的富集電解質(zhì)傳輸管線，在所述 第一陰極池和所述第二陰極池之間的第二電解質(zhì)傳輸管線，以及從所述第二池引出的貧化 電解質(zhì)管線，從而將金屬在所述第一池中從金屬源轉(zhuǎn)移到溶液中并在第二池中進(jìn)行沉積。
13. 如權(quán)利要求12所述的電化學(xué)設(shè)備，其中所述第一電源和第二電源中各自包括與直 流電源相連的調(diào)頻器，從而向所述第一池組件和第二池組件供應(yīng)脈沖直流電。
14. 如權(quán)利要求14所述的電化學(xué)設(shè)備，其中每個(gè)調(diào)頻器的脈沖直流電的占空比為10 90%。
15. 如權(quán)利要求14所述的電化學(xué)設(shè)備，其中每個(gè)調(diào)頻器的頻率范圍為10 IOO千赫。
16. 如權(quán)利要求12所述的電化學(xué)設(shè)備，其中每個(gè)主電極由涂布有鉑族氧化物的延展鈦 片制成。
17. 如權(quán)利要求12所述的電化學(xué)設(shè)備，其中每個(gè)主電極由選自鋁、鐵、銅或不銹鋼中的 延展金屬片制成。
18. 如權(quán)利要求1所述的電化學(xué)設(shè)備，其中每個(gè)主電極包括延展的金屬片并夾在相應(yīng) 的溶液電極之間，以及絕緣體擋板被安裝在相應(yīng)的主電極和溶液電極之間，從而使流過(guò)相 應(yīng)池的電解質(zhì)迂回前進(jìn)通過(guò)延展的金屬電極。
19. 如權(quán)利要求12所述的電化學(xué)設(shè)備，其還包括覆蓋每個(gè)溶液電極的表面的塑料網(wǎng)， 從而在其上捕獲電解質(zhì)層。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種金屬回收設(shè)備(20)，所述金屬回收設(shè)備(20)為無(wú)隔膜電解池設(shè)備，其中通過(guò)改變電流流動(dòng)的方向，在陰極電解池(32)中以陽(yáng)極模式實(shí)現(xiàn)氧化反應(yīng)并在陽(yáng)極電解池(43)中以陰極模式實(shí)現(xiàn)還原反應(yīng)。通過(guò)向所述電極以脈沖方式(27b)施加直流電(27b)，并且在某些應(yīng)用中，在溶液電極(24、31)的表面上安裝塑料網(wǎng)(165)以減少所不期望的副反應(yīng)，來(lái)獲得更好的性能。
文檔編號(hào)C25C7/00GK101772594SQ200780100137
公開日2010年7月7日 申請(qǐng)日期2007年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月6日
發(fā)明者魯?shù)婪颉ぐ矕|尼奧·M·戈麥斯 申請(qǐng)人:魯?shù)婪颉ぐ矕|尼奧·M·戈麥斯