CN109208036B - 一种用自循环湍流电积装置回收金属的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明属资源综合利用技术领域，尤其涉及一种用自循环湍流电积装置回收金属的装置和方法。所述湍流电积槽，所述湍流电积槽边侧包含管道形成闭合回路，所述闭合回路中的液体能够循环运动，所述湍流电积槽边侧还各自伸出有管道，上方的管道端部为排液口，其上包含排液阀，下方的管道端部为进液口，其上有进液阀。有益效果：（1）相对传统电解液循环方式，自循环模式流动阻力更小、湍动更强烈、动力损失更小。（2）能够更灵活、更直接的调整每个电积槽的循环量、更便捷的切断单个电积槽的工作。（3）电气化程度高，自动化程度更易提高，操作更加便捷。（4）集成化设计、便于移动，可靠、稳定。（5）占地面积小。

Description

一种用自循环湍流电积装置回收金属的装置和方法

技术领域

本发明属资源综合利用技术领域，尤其涉及一种用自循环湍流电积装置回收金属的装置和方法。

背景技术

湍流电积设备，改变了传统上箱式电积的思维，电解槽电极为同心管状，槽内壁插有钛阴极板，阳极固定在槽体中间。在电积过程中，电解液在输液泵的作用下，从槽底进入电解槽内，在槽内旋转高速流动，从槽顶排出。BEW电沉积设备充分利用各种金属离子理论析出电位的差异，通过高速液流消除浓差极化的影响，达到选择性电解提取金属的目的可以对低浓度金属离子溶液和多种金属共存溶液进行直接电积分离，产出金属板或粉末，金属板用采集器由槽顶取出，金属粉由液流带入过滤器收集。

以往的湍流电积装置都是通过循环槽、循环泵、湍流电积槽的串联，实现电积槽中溶液的湍流，循环泵往往都设置在循环槽附近，通过非常长的管道引入湍流电积槽，这样就造成流体阻力偏大，泵的动力能耗较高。

传统的湍流电积装置，需要配备大型的循环槽和循环泵，势必需要增加投资，相应的增加占地面积等附加成本。

发明内容

发明的目的：为了提供一种效果更好的用自循环湍流电积装置回收金属的装置和方法，具体目的见具体实施部分的多个实质技术效果。

为了达到如上目的，本发明采取如下技术方案：

方案一：

一种用自循环湍流电积装置回收金属的装置，其特征在于，所述湍流电积槽，所述湍流电积槽边侧包含管道形成闭合回路，所述闭合回路中的液体能够循环运动，所述湍流电积槽边侧还各自伸出有管道，上方的管道端部为排液口，其上包含排液阀，下方的管道端部为进液口，其上有进液阀。

本发明进一步技术方案在于，电磁流量计安装在该闭合回路上。

本发明进一步技术方案在于，所述闭合回路上安装着自循环泵。

本发明进一步技术方案在于，所述自循环泵安装在湍流电积槽的进液口或出液口。

本发明进一步技术方案在于，每个湍流电积槽以不锈钢或钛作为阴极筒体，用不锈钢或钛作为阴极始极片，放置在筒体内，并紧贴在内壁，阴极可以析出金属板材或金属粉末，阳极采用钛涂层阳极。

本发明进一步技术方案在于，若干个湍流电积槽形成一组，若干组电积槽形成一个模块。

本发明进一步技术方案在于，还包含尾气吸收系统，电积过程产生的酸性气体进入尾气吸收系统；尾气吸收系统由气液分离器、吸收塔、风机组成，吸收塔对尾气进行吸收，吸收过后的尾气和吸收液混合物进入气液分离器能够进行分离。

本发明进一步技术方案在于，所述湍流电积槽的规格是直径6英寸或直径8英寸。

方案二：

一种用自循环湍流电积装置回收金属的方法，其特征在于，利用如上任意一项所述的装置，包含如下步骤，

（1）含贵、重金属物料在浸出槽中用酸或碱溶液浆化、浸出、过滤，使其中的可溶金属进入浸出液；

（2）浸出后浆料经固液分离，浸出渣送其它系统单独处理；

（3）浸出液经精密过滤除去溶液中的固体悬浮物后，进入自循环湍流电积系统中循环并电积，在阴极上沉积出待回收金属；自循环泵与湍流电积槽用管道相连形成闭合回路，电解液在上述回路中可以实现高速自循环，从而在湍流电积槽中产生溶液湍动；

（4）电积贫液含有电积过程产生的大量残酸，返回浸出系统。

本发明进一步技术方案在于，湍流电积槽由整流器提供直流电源，通过PLC/DCS控制系统对电流、电压、温度、流量、pH等溶液状态进行监测和控制。

采用如上技术方案的本 发明，相对于现有技术有如下有益效果：（1）相对传统电解液循环方式，自循环模式流动阻力更小、湍动更强烈、动力损失更小。（2）能够更灵活、更直接的调整每个电积槽的循环量、更便捷的切断单个电积槽的工作。（3）电气化程度高，自动化程度更易提高，操作更加便捷。（4）集成化设计、便于移动，可靠、稳定。（5）占地面积小。

附图说明

为了进一步说明本发明，下面结合附图进一步进行说明：

图1是本发明的工艺流程框图，描述了本技术的工艺过程。

图2是本发明组循环湍流电积装置示意图，说明了本技术的核心装备。

其中：1.湍流电积槽；2.电磁流量计；3.进液阀；4.自循环泵；5.排液阀；6.进液口；7.排液口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本 发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本 发明而不用于限制本 发明的范围。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

方案一：

一种用自循环湍流电积装置回收金属的装置，其特征在于，所述湍流电积槽，所述湍流电积槽边侧包含管道形成闭合回路，所述闭合回路中的液体能够循环运动，所述湍流电积槽边侧还各自伸出有管道，上方的管道端部为排液口，其上包含排液阀，下方的管道端部为进液口，其上有进液阀。本处的技术方案所起到的实质的技术效果及其实现过程为如下：（1）湍流电积槽与自循环泵用管道相连形成闭合回路。

（2）电解液在上述回路中可以实现高速自循环，从而在湍流电积槽中产生溶液湍动。

（3）电积槽中的电解液在直流电的作用下在阴极沉积出待回收金属。

（4）新液由进液口通过进液阀的启闭进行补充。

（5）贫液由排液口通过排液阀的启闭进行排液。

本 发明的技术创新点：

（1）相对传统电解液循环方式，自循环模式流动阻力更小、湍动更强烈、动力损失更小。

（2）能够更灵活、更直接的调整每个电积槽的循环量、更便捷的切断单个电积槽的工作。

（3）电气化程度高，自动化程度更易提高，操作更加便捷。

（4）集成化设计、便于移动，可靠、稳定。

（5）占地面积小。

电磁流量计安装在该闭合回路上。所述闭合回路上安装着自循环泵。或者，所述自循环泵安装在湍流电积槽的进液口或出液口。每个湍流电积槽以不锈钢或钛作为阴极筒体，用不锈钢或钛作为阴极始极片，放置在筒体内，并紧贴在内壁，阴极可以析出金属板材或金属粉末，阳极采用钛涂层阳极。

所述进液阀与进液口相连，排液阀与排液口相连，本 发明对进液口和排液口的安装位置不做限制，可以设置在循环泵的进口管道或出口管道。

若干个湍流电积槽形成一组，若干组电积槽形成一个模块。还包含尾气吸收系统，电积过程产生的酸性气体进入尾气吸收系统；尾气吸收系统由气液分离器、吸收塔、风机组成，吸收塔对尾气进行吸收，吸收过后的尾气和吸收液混合物进入气液分离器能够进行分离。所述湍流电积槽的规格是直径6英寸或直径8英寸。

方案二：

一种用自循环湍流电积装置回收金属的方法，其特征在于，利用如上任意一项所述的装置，包含如下步骤，

（1）含贵、重金属物料在浸出槽中用酸或碱溶液浆化、浸出、过滤，使其中的可溶金属进入浸出液；

（2）浸出后浆料经固液分离，浸出渣送其它系统单独处理；

（3）浸出液经精密过滤除去溶液中的固体悬浮物后，进入自循环湍流电积系统中循环并电积，在阴极上沉积出待回收金属；自循环泵与湍流电积槽用管道相连形成闭合回路，电解液在上述回路中可以实现高速自循环，从而在湍流电积槽中产生溶液湍动；

（4）电积贫液含有电积过程产生的大量残酸，返回浸出系统。

本发明进一步技术方案在于，湍流电积槽由整流器提供直流电源，通过PLC/DCS控制系统对电流、电压、温度、流量、pH等溶液状态进行监测和控制。

更具体的说明是：

本发明的实施方式，包括下述步骤：

（1）含贵、重金属物料在浸出槽中用酸或碱浆化、浸出、过滤，浸出在搅拌浸出槽中进行，如有必要浸出过程不断鼓入空气氧化，浸出固液比1:3～1:8、初始酸碱浓度50～500g/L、浸出时间1～6h、浸出温度10～50℃、浸出级数1～5级，使其中的可溶金属进入浸出液。

（2）浸出后浆料经固液分离，浸出渣送其它系统单独处理。固液分离可采用沉降分离、离心分离、过滤分离等形式或其组合形式。

（3）浸出液经精密过滤除去溶液中的固体悬浮物后，进入湍流电积系统中循环并电积，在阴极上沉积出待回收金属，阴极电流密度100～1000A/m²，电积贫液中待回收金属离子浓度降低至≦1g/L。

（4）电积贫液含有大量电积过程中产生的酸，返回浸出系统。

如图2所示，为本发明核心装备自循环湍流电积装置的原理示意图。

所述自循环湍流电积装置，包括：

湍流电积槽 1 、电磁流量计 2 、进液阀 3 、自循环泵 4 、排液阀 5 、进液口 6、排液口 7 。

所述湍流电积槽 1 由阴极、阳极、上端盖、下端盖、导电装置组成。

所述湍流电积槽 1 的规格可以是直径6英寸或直径8英寸。

所述自循环泵 4 与湍流电积槽 1 用管道相连形成闭合回路，电磁流量计 2 安装在该闭合回路上，本发明对循环泵的安装位置不做限制，可以设置在湍流电积槽的进液口或出液口。

所述进液阀 3 与进液口 6 相连，排液阀 5 与排液口 7相连，本发明对进液口和排液口的安装位置不做限制，可以设置在循环泵的进口管道或出口管道。

每个湍流电积槽以不锈钢或钛作为阴极筒体， 用富有弹性的不锈钢或钛作为阴极始极片，放置在筒体内，并紧贴在内壁，根据溶液中金属离子浓度的不同，选择适当的工艺控制条件，最终控制析出的阴极产品，阴极可以析出金属板材或金属粉末。阳极采用钛涂层阳极。

若干个湍流电积槽形成一组，若干组电积槽形成一个模块，每个模块或每个湍流电积槽配备电解液自循环系统，每个模块配备单独的整流模块装置。

电解液从进液口送入自循环湍流电积装置，由出液口回流至出液总管，汇集进入电积循环槽，如此循环往复。

电积过程产生的酸性气体进入尾气吸收系统处理后达标排放；尾气吸收系统一般由气液分离器、吸收塔、风机等设备组成。

湍流电积系统由整流器提供直流电源，通过PLC/DCS控制系统对电流、电压、温度、流量、pH等溶液状态进行监测和控制。

总的来说：

（1）含贵、重金属物料在浸出槽中用酸或碱溶液浆化、浸出、过滤，使其中的可溶金属进入浸出液。

（2）浸出后浆料经固液分离，浸出渣送其它系统单独处理。

（3）浸出液经精密过滤除去溶液中的固体悬浮物后，进入自循环湍流电积系统中循环并电积，在阴极上沉积出待回收金属。

（4）电积贫液含有电积过程产生的大量残酸，返回浸出系统。

本发明的技术创新点：

（1）湍流电积槽自循环模式相对传统电解液循环方式，自循环模式流动阻力更小、湍动更强烈、动力损失更小。

（2）能够更灵活、更直接的调整每个电积槽的循环量、更便捷的切断单个电积槽的工作。

（3）电气化程度高，自动化程度更易提高，操作更加便捷。

（4）集成化设计、便于移动，可靠、稳定。

（5）占地面积小。

（6）专用密封结构，杜绝跑、冒、滴、漏。

（7）系统电流效率相对于传统溶液循环方式进一步提高。

（8）适用于成分复杂的电积系统。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本领域的技术人员应该了解本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的范围内。

Claims (2)

1.一种用自循环湍流电积装置回收金属的方法，其特征在于，利用如下装置，所述湍流电积槽（1），所述湍流电积槽（1）边侧包含管道形成闭合回路，所述闭合回路中的液体能够循环运动，所述湍流电积槽（1）边侧还各自伸出有管道，上方的管道端部为排液口，其上包含排液阀，下方的管道端部为进液口，其上有进液阀；

电磁流量计（2）安装在该闭合回路上；所述闭合回路上安装着自循环泵（4）；

所述自循环泵（4）安装在湍流电积槽的进液口或出液口；

每个湍流电积槽以不锈钢或钛作为阴极筒体，用不锈钢或钛作为阴极始极片，放置在筒体内，并紧贴在内壁，阴极可以析出金属板材或金属粉末，阳极采用钛涂层阳极；

若干个湍流电积槽形成一组，若干组电积槽形成一个模块；

还包含尾气吸收系统，电积过程产生的酸性气体进入尾气吸收系统；尾气吸收系统由气液分离器、吸收塔、风机组成，吸收塔对尾气进行吸收，吸收过后的尾气和吸收液混合物进入气液分离器能够进行分离；

所述湍流电积槽（1）的规格是直径 6 英寸或直径 8 英寸；包含如下步骤，

（1）含贵、重金属物料在浸出槽中用酸或碱溶液浆化、浸出、过滤，使其中的可溶金属进入浸出液；

（2）浸出后浆料经固液分离，浸出渣送其它系统单独处理；

（3）浸出液经精密过滤除去溶液中的固体悬浮物后，进入自循环湍流电积系统中循环并电积，在阴极上沉积出待回收金属；自循环

泵与湍流电积槽用管道相连形成闭合回路，电解液在上述回路中可以实现高速自循环，从而在湍流电积槽中产生溶液湍动；

电积贫液含有电积过程产生的大量残酸，返回浸出系统。

2.如权利要求 1 所述的一种用自循环湍流电积装置回收金属的方法，其特征在于，湍流电积槽由整流器提供直流电源，通过PLC/DCS 控制系统对电流、电压、温度、流量、pH 进行监测和控制。

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