[发明专利]一种电解提取、精炼的新方法及设备

说明书

本发明涉及的是一种电解提取、精炼的新工艺方法及专用设备。在电解提取、精炼工艺过程中，电极表面扩散层常产生许多消极影响，如限制了工作电流密度(从而限制了生产能力)，增大了耗电量。此外，阴极表面扩散层常导致疏松的海绵状沉积层及产生枝晶，阳极表面扩散层会导致阳极钝化(电解精炼时)。因而降低电极表面扩散层厚度，对提高工作电流密度，降低电耗，确保安全生产都具有重要意义。

现有技术中，主要依靠自然对流的方式来改善传质过程。但这种自然对流的方式中，电极表面扩散层很厚。鉴于电解提取、精炼操作的特殊性和复杂性，使得通常的用以减少电极表面扩散层厚度的强制对流措施(如电极移动、快速循环液流等)无法采用。生产上虽然也采用电解液循环流动，但其流速太低，对降低电极表面扩散层厚度几乎不产生什么效果。例如，对铜的电解精炼的计算表明，只有强制对流的速度远远大于3cm/s时，才能明显降低电极表面扩散层厚度。但生产中仅能达到0.3cm/s以下的流速(见陈延禧编著《电解工程》，p.333，天津科学技术出版社，1993)

本发明的目的即是针对电解提取、精炼现有技术中存在的上述问题，提出一种易于在电解过程中实施的减薄(甚至基本消除)电极表面扩散层的有效方法。

本发明的技术方案是：在阴极和阳极之间设置允许电解液通过的刷子，刷毛与电极表面接触或接近(电解提取时刷毛仅与阴极表面接触或接近)，刷子在与电极表面平行的方向上作往复运动，或小振幅振动。以基本消除电极表面扩散层。

本发明的刷子由刷毛和用于固着刷毛的基底构成。刷子的基底构成允许电解液通过的结构，如基底构成格栅状、栅网状或孔网状等，或者包含有允许电解液通过的结构。

本发明的刷子的外形(刷毛末梢所确定的几何形状)呈平面状，或从平面中挖去部分后所呈的形状，如平面型格栅状、平面型花斑状。

本发明中，由于利用刷子将外部动力直接传递至电表面附近，因而可以很方便地消除电极表面扩散层或将其厚度显著减小。由此可带来一系列积极的效果，如可提高工作电流密度，防止海绵状沉积及枝晶的出现，减少溶解损失，降低浓差极化过电位，等等。

                  实施例

电解提取锌的操作中，阴极和阳极之间设置格栅状的刷子，刷毛只与阴极表面接触。槽中所有的刷子固定在同一根连杆上，连杆上下运动，带动所有的刷子上下运动。可基本消除阴极表面扩散层，提高工作电流密度，降低电耗，防止海绵状沉及枝晶的出现。