專利名稱：在硫酸體系中電積生產(chǎn)的槽面整體密封裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種在硫酸體系中進(jìn)行電積生產(chǎn)所用的槽面整體密封裝置，具體講是一種將電積生產(chǎn)過程所產(chǎn)生的02、h2以及隨同氣體溢出液面的游離酸進(jìn)行轉(zhuǎn)移、分離，使其達(dá)到無害排放的裝置。
背景技術(shù)：
溶劑萃取技術(shù)的發(fā)展，使在非鹽酸介質(zhì)中電積生產(chǎn)鈷技術(shù)得到成功應(yīng)用，Co、Cu、Ni等重要有色金屬材料在硫酸介質(zhì)中的電積制取將逐步成為其精煉生產(chǎn)的主流工藝。在硫酸體系電積生產(chǎn)有色重金屬過程，除金屬電沉積的主反應(yīng)之外，還伴隨發(fā)生 一些相應(yīng)反應(yīng)Me2++2e — Me (I)注式中Me代表Co、Ni、Cu等由于在電積生產(chǎn)過程陽極主要作用是傳遞電子，沒有金屬電溶解反應(yīng)在陽極發(fā)生，在陽極必然發(fā)生水的電離與陰離子氧化的反應(yīng)2H20 — O2 t +4H++4e (2)反應(yīng)結(jié)果生成氧氣及游離酸。在陰極除發(fā)生(I)反應(yīng)外，從熱力學(xué)角度分析，在電積過程，如金屬的標(biāo)準(zhǔn)電極電位為正(H標(biāo)準(zhǔn)為0. 00)，則優(yōu)先在陰極析出，如Cu標(biāo)準(zhǔn)電極電位為+0. 34，電積過程Cu2+優(yōu)先在陰極上結(jié)晶析出。即使游離酸高達(dá)180q/l-200q/l仍然只有少量H2析出。但當(dāng)金屬標(biāo)準(zhǔn)電極電位為負(fù)，如Co、Ni的標(biāo)準(zhǔn)電極電位分別為-0. 277,-0. 230，則在電極過程發(fā)生生成H2的陰極反應(yīng)。 2H++2e — H2 丨(3)因此在電積過程，除主金屬發(fā)生電沉積之外，在陰、陽極表面分別有氫氣、氧氣析出，氣體在液面下上浮運(yùn)動時逐漸聚攏，當(dāng)形成氣泡其浮力足以克服溶液表面張力時，氣泡沖出液面，同時將重金屬離子和游離酸一起帶入環(huán)境，影響空氣質(zhì)量。目前采用電積工藝的生產(chǎn)企業(yè)，通常采用加強(qiáng)現(xiàn)場通風(fēng)換氣，在液面覆蓋發(fā)泡劑、聚丙烯球等措施，減輕對工作環(huán)境的影響，但排入大氣的重金屬離子和游離酸會對大氣環(huán)境造成污染。另外可燃?xì)怏w與氧氣、空氣等氧化性助燃?xì)怏w適當(dāng)混合之后，形成爆炸性混合氣體，在適宜范圍內(nèi)如遇火花就可發(fā)生爆炸。氫氣在空氣中的爆炸極限為4%-74. 2%，其濃度范圍極寬，而受現(xiàn)場條件限制，槽面密封罩體積較小，因此在罩內(nèi)形成可爆混合氣體的可能極大，同時在電積過程，各接點均可能產(chǎn)生電火花，或者由于短路，接觸不好，也易產(chǎn)生高熱，如瞬間溫度達(dá)到氫氣自燃點，(574°C)也將發(fā)生爆炸，危及安全生產(chǎn)。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種在硫酸介質(zhì)中有色重金屬電積過程所用槽面密封裝置，可基本解除電積過程酸霧對操作現(xiàn)場及周邊環(huán)境的影響，消除氣體爆炸隱患。本實用新型是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的在硫酸體系中電積生產(chǎn)的槽面整體密封裝置，其包括在電解槽9的上口設(shè)有的槽體密封罩1，在槽體密封罩下設(shè)有氣流通道，將O2與H2分別導(dǎo)入槽體密封罩體兩側(cè)獨(dú)立的一組導(dǎo)氣管道2內(nèi)，O2與H2導(dǎo)入的 每組導(dǎo)氣管道2上均裝有閥門10和穩(wěn)壓器3，穩(wěn)壓器的出口端通過三通分別與水噴射器5和循環(huán)水泵6聯(lián)接，水噴射器5的進(jìn)口端與循環(huán)水泵的出口端相通，出口端接入循環(huán)水槽7的頂部；循環(huán)水泵6的進(jìn)水端與循環(huán)水槽7相接，循環(huán)水槽7的頂部裝有排氣管8。所說循環(huán)水泵6與變頻調(diào)速器4相接，利用變頻技術(shù)調(diào)節(jié)循環(huán)泵轉(zhuǎn)速，使水噴射器保持適當(dāng)真空度。本實用新型裝置的工作原理當(dāng)電積生產(chǎn)開始時，槽體密封罩I下沿浸入電解液液下，形成水封，由于水噴射器5產(chǎn)生真空作用，槽體密封罩內(nèi)形成負(fù)壓，在密封罩預(yù)留操作槽周圍有少量空氣進(jìn)入罩內(nèi)，在罩體上方形成氣封，有效遏制酸霧外溢。循環(huán)水泵6連續(xù)將水送入水噴射器5，水噴射器使整個導(dǎo)氣管道處于負(fù)壓狀態(tài)，電積過程產(chǎn)生的02、H2分別沿不同氣流通道進(jìn)各自的導(dǎo)氣管道2，經(jīng)各自的穩(wěn)壓器3緩沖之后，進(jìn)入各自的噴射器內(nèi)沿水流方向入各自的循環(huán)水槽7，然后經(jīng)各自的排氣管8無害排入大氣。由于電積過程產(chǎn)生的02、H2分別進(jìn)入各自的分離系統(tǒng)，避免氣體在輸送過程中接觸混合，根本上消除了發(fā)生爆炸隱患。本實用新型裝置的主要組成及作用I)槽體密封罩本實用新型目的是解決電積過程的槽面密封，因此必須具備如下基本功能a、保證電積過程所有正常操作不受影響；b、極板的裝入、提出及吊裝等作業(yè)正常進(jìn)行；C、電積過程中陽極產(chǎn)生氧化性氣體(02)，陰極產(chǎn)生可燃性氣體(H2)，將O2與H2分別導(dǎo)入罩體兩側(cè)的引氣管內(nèi)，進(jìn)入各自的分離系統(tǒng)，避免在氣體在輸送過程接觸混合，根本上消除了發(fā)生爆炸的隱患。在槽體密封罩上方根據(jù)電積作業(yè)條件及極板尺寸的測算等精確預(yù)留溝槽，無須變動任何工藝條件及技術(shù)操作條例即可自如進(jìn)行電積作業(yè)。2)變頻調(diào)速器在裝置正常工作時，整個系統(tǒng)要保持微負(fù)壓狀態(tài)，利用變頻技術(shù)調(diào)節(jié)循環(huán)泵轉(zhuǎn)速，使水噴射器保持適當(dāng)真空度，既保持無氣體溢出槽體密封罩外，又無較多液體吸入系統(tǒng)。3)水噴射器當(dāng)液體由循環(huán)泵注入水噴射器內(nèi)，在流動液體的作用下，氣體沿斜插水噴射器內(nèi)的風(fēng)管，順液體流動方向，隨液體流動到循環(huán)水槽，氣體夾帶游離酸溶入液體，而后氣體(O2、H2)分離向外排放。4)排氣管當(dāng)氣體隨循環(huán)水流進(jìn)入循環(huán)水槽，液體在槽內(nèi)液面形成相對靜止?fàn)顟B(tài)，氣體在槽內(nèi)上部空間聚集由排氣管進(jìn)入大氣。本實用新型的有益效果由于電積過程產(chǎn)生的02、H2分別進(jìn)入各自的分離系統(tǒng)，避免在氣體在輸送過程接觸混合，根本上消除了發(fā)生爆炸的隱患；同時混入氣體中的重金屬離子和游離酸被有效分離，改善了現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境，更加節(jié)能環(huán)保。
圖I :為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖中1、槽體密封罩，2、導(dǎo)氣管道，3、穩(wěn)壓器，4、變頻調(diào)速器，5、水噴射器，6、循環(huán)水泵，7、循環(huán)水槽，8、排氣管，9、電解槽，10、閥門。
具體實施方式
以下參照附圖，給出本實用新型的具體實施方式
，用來對本實用新型的構(gòu)成進(jìn)行進(jìn)一步說明。
實施例 本實施例的在硫酸體系中電積生產(chǎn)的槽面整體密封裝置，在電解槽9的上口設(shè)有槽體密封罩I，在槽體密封罩下設(shè)有兩條氣流通道，將O2與H2分別導(dǎo)入槽體密封罩體兩側(cè)獨(dú)立的一組導(dǎo)氣管道2內(nèi)，O2與H2導(dǎo)入的每組導(dǎo)氣管道2上均裝有閥門10和穩(wěn)壓器3,穩(wěn)壓器的出口端通過三通分別與水噴射器5和循環(huán)水泵6聯(lián)接，水噴射器5的進(jìn)口端與循環(huán)水泵的出口端相通，出口端接入循環(huán)水槽7的頂部；循環(huán)水泵6的進(jìn)水端與循環(huán)水槽7相接，循環(huán)水槽7的頂部裝有排氣管8。循環(huán)水泵6與變頻調(diào)速器4相接，利用變頻技術(shù)調(diào)節(jié)循環(huán)泵轉(zhuǎn)速，使水噴射器保持適當(dāng)真空度。為表明本實用新型的應(yīng)用效果，分別列舉本實用新型在鈷、銅電積生產(chǎn)中應(yīng)用實例I)、銅電積過程應(yīng)用效果銅電積生產(chǎn)過程雖然生成H2的陰極過程不明顯，但由于電積過程硫酸濃度高，電解液中硫酸含量近200q/l，因此酸霧影響較大，如遇自然條件惡劣，現(xiàn)場酸霧濃度增大，感覺呼吸受阻，易流眼淚，采用本裝置運(yùn)行之后現(xiàn)場條件明顯好轉(zhuǎn)，空氣清晰，氣味減弱，設(shè)備銹蝕及周邊環(huán)境均有改善。2)、鈷電積過程應(yīng)用效果應(yīng)用之前，酸霧夾帶金屬離子在工作現(xiàn)場局部沉浮，個別水平層面有金屬沉積物覆蓋，影響現(xiàn)場作業(yè)條件，采用本裝置兩個月，操作環(huán)境、作業(yè)條件極大改善，現(xiàn)場空氣質(zhì)量顯著提高，槽體密封罩操作槽操作方便，員工日常作業(yè)流暢，產(chǎn)品質(zhì)量得到保障，現(xiàn)場舒適程度較大提高。
權(quán)利要求1.在硫酸體系中電積生產(chǎn)的槽面整體密封裝置，其特征在于包括在電解槽(9)的上口設(shè)有的槽體密封罩(I )，在槽體密封罩下設(shè)有兩條氣流通道，將O2與H2分別導(dǎo)入槽體密封罩體兩側(cè)獨(dú)立的一組導(dǎo)氣管道(2)內(nèi)，O2與H2導(dǎo)入的每組導(dǎo)氣管道(2)上均裝有閥門(10)和穩(wěn)壓器(3)，穩(wěn)壓器的出口端通過三通分別與水噴射器(5)和循環(huán)水泵(6)聯(lián)接，水噴射器(5)的進(jìn)口端與循環(huán)水泵的出口端相通，出口端接入循環(huán)水槽(7)的頂部；循環(huán)水泵(6)的進(jìn)水端與循環(huán)水槽(7 )相接，循環(huán)水槽(7 )的頂部裝有排氣管(8 )。
2.按照權(quán)利要求I所述的在硫酸體系中電積生產(chǎn)的槽面整體密封裝置，其特征在于所述循環(huán)水泵(6)與變頻調(diào)速器(4)相接。
專利摘要本實用新型涉及一種在硫酸體系中進(jìn)行電積生產(chǎn)所用的槽面整體密封裝置。本裝置在電解槽的上口設(shè)有槽體密封罩，在槽體密封罩下設(shè)有氣流通道，將O2與H2分別導(dǎo)入槽體密封罩體兩側(cè)的導(dǎo)氣管道內(nèi)，導(dǎo)氣管道上裝有閥門和穩(wěn)壓器，穩(wěn)壓器的出口端通過三通分別與水噴射器和循環(huán)水泵聯(lián)接，水噴射器的進(jìn)口端與循環(huán)水泵的出口端相通，出口端接入循環(huán)水槽的頂部；循環(huán)水泵的進(jìn)水端與循環(huán)水槽相接，循環(huán)水槽的頂部裝有排氣管。本實用新型避免氣體在輸送過程接觸混合，消除了發(fā)生爆炸的隱患；同時混入氣體中的重金屬離子和游離酸被有效分離，改善了現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境，更加節(jié)能環(huán)保。
文檔編號C25C1/00GK202492588SQ20112054950
公開日2012年10月17日 申請日期2011年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月26日
發(fā)明者劉東準(zhǔn), 孫杰鋒, 王雪桂 申請人:煙臺凱實工業(yè)有限公司