[发明专利]一种超高电流密度平行流电解槽及其进液装置

说明书

技术领域

本发明涉及有色金属电解精炼技术领域，尤其是涉及一种超高电流密度平行流电解槽及其进液装置。

背景技术

在有色金属冶炼行业内，尤其是铜冶炼行业，其主工艺路线为：熔炼→吹炼→阳极精炼→电解精炼。其中电解精炼的原理是：将铜阳极板和阴极板交替地放置在电解槽中，给阳极板和阴极板通电，向电解槽供给循环流动的电解液，阳极板内的铜原子失去电子变成铜离子进入电解液，电解液中的铜离子在阴极板上得到电子变成铜原子，随着电解过程的进行，阳极板逐渐溶解变薄，阴极板上逐渐沉积阴极铜，最终得到纯度很高、表面光亮、无粒子的阴极铜板。

在多篇论文以及公开的专利文献等现有技术中，提及：在现有的工艺和设备下，提高电解精炼单位产能的唯一方法是提高电流密度。为了提高了电流密度，行业技术人员进行了长期的努力。而提高电流密度存在很多技术困难，主要是提高电流密度极易产生严重的浓差极化，其次还有其它一些影响较小的技术问题，例如沉降阳极泥。

因此，如何进一步提高电解精炼的电流密度，实现超高电流密度的电解精炼是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

基于上述说明，本发明的目的在于提供一种超高电流密度平行流电解槽的进液装置，利用该进液装置能够进一步提高电解精炼的电流密度，实现超高电流密度的电解精炼。本发明的另外一个目的是提供一种包括上述进液装置的超高电流密度平行流电解槽。

为解决上述的技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种超高电流密度平行流电解槽的进液装置，所述电解槽包括槽体、进液装置、出液装置、若干块阳极板以及若干块阴极板；

若干块所述阳极板和若干块所述阴极板均搭接在所述槽体长度方向上的两侧面槽壁的上边沿上，若干块所述阳极板和若干块所述阴极板在所述槽体内交替布置且所述阳极板的数量比所述阴极板的数量多一块且控制所述槽体内最外侧的极板均为所述阳极板；

所述进液装置包括第一进液组件，所述第一进液组件包括第一进液管、第一喷液管以及若干个设置在所述喷液管上且用于向所述槽体内喷射电解液的喷嘴，所述第一进液管的进液口与电解液供液装置连通以向所述第一进液管供给电解液，所述第一进液管的出液口与所述第一喷液管的进液口连通，所述第一喷液管固定设置于所述槽体长度方向上的内侧面槽壁的下部或所述槽体的内底面槽壁上，任一个所述喷嘴均对应于相邻的所述阳极板与所述阴极板之间的间隙以用于向相邻的两块所述阳极板与所述阴极板之间的间隙喷射电解液；

对应于相邻所述阳极板与所述阴极板之间的间隙的所述喷嘴的喷口位于所述阴极板的金属沉积面所在的竖直面垂直距离9mm之内；

所述出液装置包括出液口，所述出液口与电解液储液装置连通以用于将所述槽体内的电解液回流。

优选的，所述第一进液组件还包括若干个支撑件以及锁紧装置；

所述第一喷液管通过若干个所述支撑件固定设置于所述槽体长度方向上的内侧面槽壁上或所述槽体的内底面槽壁上，且所述第一喷液管与所述支撑件活动连接以用于当所述第一喷液管受到外力转矩时，所述第一喷液管可以绕其轴向中心线自转，且所述第一喷液管的进液口与所述第一进液管的出液口旋转密封连接以用于当所述第一喷液管受到外力转矩时，所述第一喷液管可以绕其轴向中心线自转而所述第一进液管固定不动；

所述第一喷液管与所述锁紧装置连接以用于当外力转矩消失时，锁紧所述第一喷液管停止其自转。

优选的，当所述第一喷液管固定设置于所述槽体长度方向上的内侧面槽壁的下部时，所述第一进液组件还包括若干个轴承、齿轮、动力机构、程控切断阀以及自转角度检测器；

所述第一喷液管通过所述轴承与所述支撑件连接，每个所述支撑件对应一个所述轴承，所述第一喷液管与所述轴承的内圈固定连接，所述支撑件与所述轴承的外圈固定连接；

所述齿轮设置于所述第一喷液管上且靠近所述第一喷液管与所述第一进液管连接处的部位，所述齿轮与所述动力机构连接以用于当所述动力机构输出转矩时，所述第一喷液管可以绕其轴向中心线自转而所述第一进液管固定不动；

所述自转角度检测器设置于所述第一喷液管上、用于监测所述喷嘴的喷口朝向在所述第一喷液管自转的过程中的变化，所述自转角度检测器与控制系统电连接以用于向所述控制系统提供所述喷嘴的喷口朝向的变化信号；

所述程控切断阀设置于所述第一进液管的进液口处，且所述程控切断阀与所述控制系统电连接；