[发明专利]锰电解池的具有排气口的内箱及相关的电解池和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于锰电解的电解池内箱，所述内箱用于放置在含有原料液的槽中，所述内箱包括：

-多个阳极框架；

-多个放置在所述阳极框架之间的阴极框架；

-多个插入在每个所述阴极框架和每个所述阳极框架之间的隔板；

-能够维持所述阴极框架、所述阳极框架和所述隔板彼此紧靠而应用的夹持组件，

每个所述阴极框架限定容纳阴极的内部隔室、在所述内部隔室中的上阴极引入孔、和至少一个用于将含有锰离子的原料液供给到所述内部隔室中的侧孔。

这种箱子用来被可拆卸地插入到锰电解池的槽中。

背景技术

教科书《Operation of Electrolytic Manganese Pilot Plant》（内华达州的博尔德市，USBM（美国矿业局）第463号公告，第64页和第65页），在图35中描述了一种上述类型的具有“压滤器”型的结构的箱子。

这种箱子包括通过隔板彼此分离的交替的阴极框架和阳极框架。纵向杆和端螺母保持彼此紧靠而应用的框架和隔板，以便保证在由每个框架所限定的隔室之间的良好的密封。

在阴极框架中侧向地形成用于供给含有锰离子的原料液的侧孔，以便使每个阴极隔室被供给有存在于槽中的溶液。

在每个阴极框架中和在每个阳极框架中还设置向上开启的上孔，以便分别允许阴极和阳极的插入。

这种箱子具有紧凑的可操作的结构。然而，这种箱子不是完全令人满意的。

的确，锰的电解反应在阴极产生一定数量的必须被排放的气体。

尤其，尽管由原料液形成锰金属主要发生在阴极，但存在于阴极溶液中的水合氢离子（H⁺）的还原产生氢气，而与沉积在阴极上的锰金属竞争。

另外，在某些情况下，根据阴极溶液的pH，原料液中铵离子（NH₄⁺）的存在产生氨气（NH₃）的或多或少明显的寄生演变。

在由USBM所描述的电解池中，这些阴极气体直接通过用于插入阴极的上孔而排放，然后分散在电解槽的大气中。

然而，今后对于工业厂房的环境、卫生和安全的存在的约束对潜在的有毒的或有危险的气体排放产生了控制和限制。

发明内容

因此，本发明的目的是获得锰电解池的内箱，该内箱满足环境和安全约束，同时，保持简单的处理和操作。

为此，本发明的主题是一种上述类型的内箱，其特征在于每个阴极框架限定用于排放阴极气体的上侧孔，该上排气孔被设置在所述用于供给原料液的侧孔或每个用于供给原料液的侧孔的上方，以便至少部分地在所述原料液上方打开，且特征在于，所述上排气孔打开通向内部隔室，且向所述箱子外面开口。

根据本发明的内箱包括一个或多个下列特征，这些特征被单独地或根据所有可能的技术组合而采用：

-所述上排气孔的截面大于所述用于供给电解液的侧孔或每个用于供给电解液的侧孔的截面，有利地，所述上排气孔具有椭圆形的截面，尤其是沿着竖向轴线伸长的椭圆形的截面。

-每个所述阴极框架在所述上排气孔的上方限定用于容纳电解槽的遮盖封闭件的凹口。

-每个所述阴极框架包括两个侧支柱和连接所述侧支柱的中间横杆，所述侧支柱和所述中间横杆限定容纳阴极的内部隔室，每个所述上侧排气孔穿过所述侧支柱而形成。

-每个所述阴极框架在所述中间横杆的下方限定连接所述两个侧支柱的下横杆，所述中间横杆和所述下横杆与所述侧支柱一起限定用于阳极溶液的循环的下窗口，所述下窗口密封地与所述内部隔室隔离。

-每个所述阴极框架包括至少一个横向突出的凸缘，所述上排气孔穿过所述凸缘而形成。

-所述内箱包括通过上插入孔而被插入到每个所述阴极框架中的阴极，当所述阴极被容纳在容纳阴极的内部隔室中时，密封构件可密封地封闭阴极的上引入孔。

-每个阳极框架具有下部由底部横杆所限定的容纳阳极的内隔室，

所述阳极框架具有多个从所述底部横杆向上伸出的分离的支撑指状物，与所述阳极框架相邻的所述隔板侧向地应用在所述支撑指状物上。

-每个隔板包括支撑格栅的支撑框架和应用在所述格栅上的网，所述支撑框架包括中间横杆，所述支撑指状物将所述阴极框架的中间横杆应用到相邻的阳极框架的支撑框架的中间横杆上。

本发明的主题也是一种用于锰电解的电解池，所述类型的电解池包括：

-限定用于容纳原料液的内空间的槽，

-根据上文所限定的被放置在所述内空间中的箱，