[发明专利]桨叶夹角可变式矿浆电解槽

说明书

技术领域

本发明涉及一种桨叶夹角可变式矿浆电解槽，尤其适合电解矿浆使用。

背景技术

电解槽是支持铅、锌、锰、铝等金属电解产业的关键设备，然而，现有的电解槽大多只能电解溶液，而不能电解矿浆，也就是电解前必须先制备成电解液才能进行电解。

将矿粉制备成电解液需要经过化合、溶解、压滤和除杂等多个步骤，步骤多成本高，制备过程中还存在一定的损耗，如果能将矿粉在电解槽内直接制成矿浆进行电解，就能大幅度简化工艺、减少中间环节、节约成本和提高产品的收率。

矿浆电解实质就是在电解槽内加入矿粉与相应的酸，直接进行进行矿粉与酸的化合反应后进行电解操作，也就是化合与电解同时进行，这种操作的优点是能大幅简化工艺，使化合、除杂、电解共同在槽内完成，省略压滤等工序，节省成本的同时也能减少很多的储液槽，同时电解阳极产生的酸可以与矿粉进行不断反应，使矿粉中的金属以离子形式不断溶解，获得较高的电解产率。

矿粉在电解槽内会沉降，实际电解过程中存在的最大困难就是矿浆悬浮，如果矿浆不能实现较好的悬浮，则电解产生的酸就不能很好的与矿粉进行反应，使矿粉溶解的速度变慢，电解槽内金属离子浓度也很难提高，使电解不能顺利进行。如果电解不能顺利的进行，则电解产生的酸会更少，矿粉溶解的速度会更慢，造成恶性循环，最终使电解工作瘫痪。

 实现矿浆悬浮，最常见的手段是搅拌，但普通的机械式搅拌只有在搅拌桨较小、搅拌较快的情况下才能使矿浆较好的悬浮，但这样的搅拌装置运转过程中能耗会很高，且大型的电解槽需要多个搅拌装置才能实现电解的正常运转，并且无法同时实现对电解槽的扫底作用，因而现有技术不能满足矿浆电解的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题就是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、能耗低、能使矿浆较好悬浮，并能实现对电解槽扫底功能的桨叶夹角可变式矿浆电解槽。

为克服现有技术的不足，本发明采取以下技术方案：

一种桨叶夹角可变式矿浆电解槽，包括正极铜条、阳极板、负极铜条、阴极板、电解隔膜和由搅拌动力、搅拌轴、扇叶组成的搅拌器，其特征在于：极板与正负极铜条均采用V型搭接；扇叶外围设有转筒，扇叶与转筒共轴，转筒上固定有桨轴，桨轴连接绕桨轴转动的活动桨叶。

桨叶夹角可变式矿浆电解槽可采用透明的有机玻璃材料制作，防腐、耐一定高温还便于观察。极板可采用三阳极两阴极组合方式，极板与正负极铜条配合采用V型搭接，操作简便也很容易保证极板之间较为精确的间距，并且V型搭接方式，阴阳极铜条V型开口可以对极板铜条产生自动锁紧夹持作用，使导电接触非常可靠、接触电阻非常小，完全避免了极板与阴阳极铜条普通搭接存在的接触不良使发热严重，并且电流受影响后直接影响电解效率。

电解隔膜用适当厚度滤布制成装配，起隔离产生阴极室作用但又能阻隔矿渣且通电能实现电解，也就是电解隔膜和电解电场实现电解时阴阳极室的隔离阻隔矿渣，但能让阳离子顺利通过。

电解隔膜腔组成阴极室其余部分都为阳极室，阳极室内电解不断产生酸，阳极室内为矿粉和酸的混合体，阳极电解产生酸能不断与矿粉反应，隔膜隔离出阴极室并阻挡矿渣进入，金属离子在洁净的阴极室内实现电解析出。

电解槽的矿浆悬浮是妨碍矿浆电解技术应用的最大障碍，本设计要点就是针对矿浆悬浮进行创新构思。

为实现矿浆的搅拌悬浮，本设计采取倾角扇叶和活动桨叶的浮动搅拌结构，当搅拌轴带动扇叶和转筒高速旋转时，由于离心力的作用，活动桨叶会迅速绕桨轴灵活转动为水平状，这时活动桨叶基本为空转，无搅拌作用，但转筒内的扇叶倾角较大，可以向下喷流，实现电解槽矿浆沉积的抄底搅拌和矿浆再悬浮。

长期高速旋转有能耗大、易损坏、对流太快影响电解质量等缺陷，所以矿浆沉积的抄底搅拌实现再悬浮后，搅拌器进入低速旋转，此时活动桨叶重力下垂搅拌作用显著，整体低速旋转，以低速大面积扫越使矿浆稳定低能耗的维持悬浮。

与现有技术相比，本发明的有益效果还在于：

系统结构简洁合理、便于实施，极板与正负极V形搭接，便于实现极板准确定距，此搭接方式还具有自锁夹持特性，保证可靠接触，实现最佳导电；低速时，活动桨叶大面积扫越适合长时间低能耗的维持矿浆悬浮；高速时，活动桨叶处于水平状态，基本无搅拌功能，有利于降低能耗；短时高速喷流抄底搅拌可使沉积矿浆迅速高效的再悬浮。

高速和低速两种模式结合，可以发挥两种模式优点并有效避面各自单独使用的缺陷，尤其适合科研与小生产使用，应用前景广阔。

附图说明

图1是本发明的平面结构示意图。