[发明专利]气动电化学反应方法及专用装置

说明书

技术领域：

本发明涉及一种电解金属的方法及专用装置，尤其是一种可有效地消除电解液浓差极化、改善电解槽内的传质、节省电能、降低成本的气动电化学反应方法及专用装置。

背景技术：

在电解金属过程中，带正电荷的离子在电场的作用下向阴极运动，到达阴极后获得电子形成金属而沉积，阴极附近的金属离子浓度将大大低于溶液主体的金属离子浓度，从而导致所谓的浓差极化现象，即使电压增加也不再对电流产生影响，即电解过程达到“极限电流”，影响电解效率，增加电能消耗，直接影响了电解金属的价格和产量。目前国内电解金属行业的节电技术普遍存在着效果不明显、设备投入大、改造成本高、技术推广慢等问题。

发明内容：

本发明是为了解决现有技术所存在的上述技术问题，提供一种可有效地消除电解液浓差极化、改善电解槽内的传质、节省电能、降低成本的气动电化学反应方法及专用装置。

本发明的技术解决方案是：一种气动电化学反应方法，在电解金属过程中，向电解液中充入气体，充入量是每秒在每平方米电解槽的平面内为0.001～0.05m³，气体的气泡直径为0.002～0.01m。

是用漩涡气泵向电解液底部充入气体。

一种气动电化学反应专用装置，其特征在于：设有用于与气泵相接的竖直进气管1，竖直进气管1的下部与空气分散器2相接。

所述的空气分散器2是多个横向设置的排气管3，在排气管3上设有多个排气孔4。

所述排气孔4是在排气管3上方沿中心轴线对称设置的两排，每两个排气管3之间的夹角α是80～110度，沿轴线的间距是8～10mm。

所述的空气分散器2是横向设置的排气腔5，排气腔5上面是多孔网结构6。

所述的多孔网结构6的网孔直径范围为0.2～5mm，孔隙率为5～75％。

所述竖直进气管1的下部通过横向分气管7与两套空气分散器2相接，所述横向分气管7内设有分气控制阀8。

在所述排气管3的底部设有排液孔9，排液孔9上安装有悬浮放液阀10。

所述悬浮放液阀10设有上悬浮片11、下悬浮片12，上悬浮片11与下悬浮片12之间接有竖直连杆13。

本发明是在电解金属的过程中向电解液中充入气泡，以在电解槽中达到最佳的气液两相流动，最大程度地消除电解过程中所产生的浓差极化与扩散阻力，改善整个电解槽中总体浓度分布和传质效率，从而大大提高了极限电流和电解效率、减少电能消耗，解决了电解金属过程中的高能耗问题，与同类电解槽相比，可节能20～50％。降低了电解金属的成本。所用专用装置结构简单、安装维修方便、供气效果好，通过所设置的分气阀，可实现可采取连续供气或间歇供气的方式；所设置的悬浮放液阀可自动将排气管中的液体排出，保证气泡的正常供给。

附图说明：

图1是本发明实施例的工艺过程示意图。

图2是本发明实施例1专用装置结构示意图。

图3是图2的俯视图。

图4是本发明实施例1排气管的横截面剖视图。

图5是本发明实施例2专用装置结构示意图。

图6是本发明实施例2中分气管7的剖视图。

具体实施方式：

下面将结合附图说明本发明的具体实施方式。

实施例1：

具体工艺流程如图1所示：气泵14通过阀门15与竖直进气管1相接，竖直进气管1的下部与空气分散器2相接。在电解金属过程中，向电解液中充入气体，充入量是每秒在每平方米电解槽的平面内为0.001～0.05m³，气体的气泡直径为0.002～0.01m，最好是用漩涡气泵向电解液底部充入气体。

所用装置如图2、图3、图4所示：空气分散器2是与竖直进气管1下部相接的多个横向设置的排气管3，在排气管3上设有多个排气孔4。排气孔4可以根据气泡产生量任意设置，最好是在排气管3上方沿中心轴线对称设置的两排，每两个排气孔4之间的夹角α是80～110度，沿轴线的间距是8～10mm。在所述排气管3的底部设有排液孔9，排液孔9上安装有悬浮放液阀10，所述悬浮放液阀10设有上悬浮片11、下悬浮片12，上悬浮片11与下悬浮片12之间接有竖直连杆13。上悬浮片11、下悬浮片12及竖直连杆13制作材料的平均密度略低于电解液密度，当排气管3中存有液体时，悬浮放液阀10受浮力作用自动开启放出液体；当液体排净时，悬浮放液阀10失去浮力支持，自动关闭，防止了气体的泄漏。

实施例2：