[发明专利]铜粉电解装置及电解方法

说明书

本发明公开了一种铜粉电解装置及电解方法，铜粉电解装置包括用于储存电解液的电解槽和放置于电解槽内的多个极板；所述电解槽内还安装有箱式进液器；所述箱式进液器内设有至少两个内腔，各个内腔之间通过分布器依次连通，其中位于首端的内腔与箱式进液器的进液口相通，位于末端的内腔与箱式进液器的出液口相通，采用一种改变了电解液进液方式的电解槽，电解槽采用传统进液加侧面多孔辅助进液方式，侧面多孔进液方向平行于极板，该进液方式通过控制侧面多孔进液速度可有效减少阴阳极之间的“死区”，降低浓差极化，提高电流效率，并进一步降低槽电压，实现在保持原有铜粉性能的前提下，提高电流效率，减低电解直接能耗。

技术领域

本发明涉及粉末冶金技术领域，具体涉及一种铜粉电解装置及电解方法。

背景技术

铜粉是粉末冶金工业的重要基础原材料，其生产方法很多，有还原法、雾化法、机械研磨法、电解法等,不同的生产方法得到的铜粉有着不同的特征。电解铜粉具有树枝状发达、比表面积大、松装密度低、成形性好等优点；广泛应用于粉末冶金零部件、电碳、金刚石工具等领域。此外，电解铜粉还应用于电工合金、射孔弹等领域。铜粉的性质可以通过调节电解工艺条件、电解液组成、电极的表面性质等来改变，如控制粉末粒度，可以生产超细粉末，并且可以实现生产的连续化和自动化。

电解铜粉的制取工艺流程为：可溶性铜阳极→电解→刮粉→收集铜粉→过滤→洗涤→防氧化处理→干燥→筛分→产品。

电解过程是制备电解铜粉的重要工序。电解铜粉的主要生产厂家，一般以电解精炼铜板为阳极，紫铜板为阴极采用硫酸铜和硫酸组成的溶液为电解液，将电极相互平行排列在电解槽中，电解槽为衬铅槽、衬橡皮槽、塑料槽和玻璃钢槽等。电解液循环采用“下进上出”方式，溶液的流动方向与电极表面垂直。首先将电解液泵到一个高位贮液槽，电解液依靠重力从贮液槽中流入电解槽底部(也可以由泵直接注入到电解槽底部)，再从上面溢液口流出，流入到地下的贮液槽中，用于再循环，通过阀门控制电解液的流量。

电解过程是一种借助电流作用实现化学反应的过程，即由电能转变为化学能的过程。由于阴极放电反应的结果，界面上铜离子的浓度不断降低，这种消耗被从溶液中扩散来的铜离子所补偿，随着电流密度的增大，铜粉的析出，使得阴极界面上的铜离子迅速贫乏，产生浓差极化，传统电解铜粉的电解液流动方式难以消除这种极化现象，极易造成阴极电流效率低，使得电解铜粉的生产成本增加。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种铜粉电解装置及电解方法，为减少电解铜粉过程中产生的浓差极化现象，采用一种改变了电解液进液方式的电解槽，电解槽采用传统进液加侧面多孔辅助进液方式，侧面多孔进液方向平行于极板。该进液方式通过控制侧面多孔进液速度可有效减少阴阳极之间的“死区”，降低浓差极化，提高电流效率，并进一步降低槽电压，实现在保持原有铜粉性能的前提下，提高电流效率，减低电解直接能耗。

本发明的铜粉电解装置，包括用于储存电解液的电解槽和放置于电解槽内的多个极板；所述电解槽内还安装有箱式进液器；所述箱式进液器内设有至少两个内腔，各个内腔之间通过分布器依次连通，其中位于首端的内腔与箱式进液器的进液口相通，位于末端的内腔与箱式进液器的出液口相通；箱式进液器包括箱体和固定于箱体内的隔板，使箱体内部被隔板分隔为两个内腔，分别为上腔和下腔，隔板上设有沿箱体长度方向排列的多个分布孔，形成所述分布器，上腔和下腔通过隔板上的分布孔相通，箱式进液器的进液口与上腔相通，箱式进液器的出液口与下腔相通，将箱式进液器的进液口连接电解液供液装置，电解液注入上腔内之后，在分布器的作用下均匀流入到下腔内，再由箱式进液器的出液口流入电解槽内，能够均匀的向电解槽内补充电解液，降低浓差极化，提高电流效率。

进一步，所述电解槽前后两侧的内壁上，以相对的方式分别安装一个箱式进液器，可采取单侧进液或双侧进液的方式，满足生产需要。

进一步，所述箱式进液器设有多个出液口，各出液口沿箱式进液器长度方向均匀分布，能够均匀的向电解槽内补充电解液，降低浓差极化，提高电流效率。