[实用新型]一种新型硫酸钴电解槽

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电解槽，尤其涉及一种新型硫酸钴电解槽。

背景技术

钴的电解分为可溶性阳极电解和不溶性阳极电解，可溶性阳极电解流程长，消耗大，成本较高，所以，工业生产中更多采用的是不溶性阳极电解，用不溶阳极从含钴溶液中电解沉积金属钴常用硫酸盐电解质和氯化物电介质，在氯化物体系中，电流密度一般控制在350-500A/m²，而硫酸盐体系则只能200A/m²左右。由于在盐酸体系中生产金属钴会有大量氯气在阳极电解析出，必须对生产环境进行密封以及建立配套的氯气吸收系统才能进行生产，这样不但大大加大了运行成本，而且对环境有极大的潜在危险。

近年来，国内存在的普通非盐酸体系进行电积生产金属钴的方法，是利用CoCl₂ 萃取转型成CoSO₄，将盐酸体系转换到非盐酸体系，避免金属钴生产造成对环境的重大污染和人员的安全威胁。

硫酸钴电解生产钴在阴极和阳极上发生的反应如下：

1) 阴极反应：Co²⁺+2e^- → Co

2) 阳极反应：4OH^--2e ^-→ O₂ ↑ +2H₂O

总反应：CoSO₄+H₂O → Co+H₂SO₄+1/2O₂ ↑

以上反应，使电能转化为电积产品的化学能。

为了维持电积过程中钴离子的浓度，保证电积顺利进行，需要连续补充硫酸钴电解液，此电解液流入电解沉积槽的流量维持在3.0-3.2L/min·m²阴极表面积，流出电解液Co 浓度45-52g/L、酸浓度170-180g/L，电解槽内电积液温度70℃。因此，必须准确连续进行电积过程溶液体积与金属浓度的平衡，以防止溶液体积或金属离子浓度产生异常波动；

同时，由于阳极反应会有O₂ 析出，致使溶液中H⁺ 浓度增加，因此，在进入新的循环之前，对阳极液要进行酸浓度调整。

补充的新电解液与调整酸浓度后的阳极液经混合，再泵入高位循环槽，在升至65℃后，根据高位槽位差，按电积过程钴的析出速度均匀连续向每块阴极周围补充电解液。

综上所述，目前的硫酸钴电解还存在着电解液流入电解槽中的流量难以控制，电解槽中电解液的温度难以维持，电解槽中电解液的溶度不均等问题。

实用新型内容

（1）要解决的技术问题

本实用新型为了克服现有技术中电解硫酸钴时存在的电解液流入电解槽中的流量难以控制，电解槽中电解液的温度难以维持，电解槽中电解液的溶度不均的缺点，本实用新型要解决的技术问题是提供一种新型硫酸钴电解槽。

（2）技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了这样一种新型硫酸钴电解槽，包括有高压气罐、加热板、U形金属管、加热水箱、排水口、调节阀、流量计、软管、管组、电解槽、温度传感器、缓冲槽、正电极、溢液口、回流管、负电极、阴极板、阳极板、进液管、节流阀、溢流阀、溢流管、泵、高位循环槽、温度报警器、显示屏、控制柜、高压阀、进气管、出气管、进水口和加热电极；

所述进气管与高压气罐相连，在进气管上安装有高压阀，所述高压气罐通过出气管与U形金属管连接，所述U形金属管、加热板安装在加热水箱中，所述加热电极与加热板相连，所述排水口、进水口与加热水箱固定连接；

所述调节阀、流量计安装在软管上，所述U形金属管通过软管与管组连接，管组上开有出气小孔，所述管组安装在电解槽的底部，所述正电极、负电极安装在电解槽上，所述阳极板与正电极连接，并浸入至电解液中，所述阴极板与负电极连接，并浸入至电解液中，所述温度传感器安装在电解槽上，在电解槽的槽口处开设有溢液口，在溢液口的下方设置有缓冲槽；

所述缓冲槽通过回流管与高位循环槽相连，所述电解槽通过进液管与高位循环槽连接，所述节流阀、泵安装在进液管上，所述进液管通过溢流管与回流管相连，在溢流管上安装有溢流阀；

所述显示屏、温度报警器安装在控制柜上，所述温度传感器、节流阀、泵、正电极、负电极、加热电极、调节阀、流量计与控制柜连接。

优选地，所述节流阀为电控节流阀。

优选地，在所述管组上开有出气小孔，材料为超高分子量聚乙烯。