專利名稱：氣動電化學(xué)反應(yīng)方法及專用裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電解金屬的方法及專用裝置，尤其是一種可有效地消除電 解液濃差極化、改善電解槽內(nèi)的傳質(zhì)、節(jié)省電能、降低成本的氣動電化學(xué)反應(yīng) 方法及專用裝置。
背景技術(shù)：
在電解金屬過程中，帶正電荷的離子在電場的作用下向陰極運動，到達陰 極后獲得電子形成金屬而沉積，陰極附近的金屬離子濃度將大大低于溶液主體 的金屬離子濃度，從而導(dǎo)致所謂的濃差極化現(xiàn)象，即使電壓增加也不再對電流 產(chǎn)生影響，即電解過程達到"極限電流"，影響電解效率，增加電能消耗，直 接影響了電解金屬的價格和產(chǎn)量。目前國內(nèi)電解金屬行業(yè)的節(jié)電技術(shù)普遍存在 著效果不明顯、設(shè)備投入大、改造成本高、技術(shù)推廣慢等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述技術(shù)問題，提供一種可有效地消 除電解液濃差極化、改善電解槽內(nèi)的傳質(zhì)、節(jié)省電能、降低成本的氣動電化學(xué) 反應(yīng)方法及專用裝置。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是 一種氣動電化學(xué)反應(yīng)方法，在電解金屬過程中， 向電解液中充入氣體，充入量是每秒在每平方米電解槽的平面內(nèi)為
0.001~0.05m3，氣體的氣泡直徑為0.002 0.01m。
是用漩渦氣泵向電解液底部充入氣體。
一種氣動電化學(xué)反應(yīng)專用裝置，其特征在于設(shè)有用于與氣泵相接的豎直 進氣管1，豎直進氣管1的下部與空氣分散器2相接。
所述的空氣分散器2是多個橫向設(shè)置的排氣管3，在排氣管3上設(shè)有多個 排氣孔4。
所述排氣孔4是在排氣管3上方沿中心軸線對稱設(shè)置的兩排，每兩個排氣 管3之間的夾角a是80 110度，沿軸線的間距是8 10mm。
所述的空氣分散器2是橫向設(shè)置的排氣腔5，排氣腔5上面是多孔網(wǎng)結(jié)構(gòu)6。 所述的多孔網(wǎng)結(jié)構(gòu)6的網(wǎng)孔直徑范圍為0.2~5mm，孔隙率為5~75%。所述豎直進氣管1的下部通過橫向分氣管7與兩套空氣分散器2相接，所 述橫向分氣管7內(nèi)設(shè)有分氣控制閥8。
在所述排氣管3的底部設(shè)有排液孔9，排液孔9上安裝有懸浮放液閥10。
所述懸浮放液閥10設(shè)有上懸浮片11、下懸浮片12，上懸浮片11與下懸浮 片12之間接有豎直連桿13。
本發(fā)明是在電解金屬的過程中向電解液中充入氣泡，以在電解槽中達到最 佳的氣液兩相流動，最大程度地消除電解過程中所產(chǎn)生的濃差極化與擴散阻力， 改善整個電解槽中總體濃度分布和傳質(zhì)效率，從而大大提高了極限電流和電解 效率、減少電能消耗，解決了電解金屬過程中的高能耗問題，與同類電解槽相 比，可節(jié)能20~50%。降低了電解金屬的成本。所用專用裝置結(jié)構(gòu)簡單、安裝維 修方便、供氣效果好，通過所設(shè)置的分氣閥，可實現(xiàn)可采取連續(xù)供氣或間歇供 氣的方式；所設(shè)置的懸浮放液閥可自動將排氣管中的液體排出，保證氣泡的正 常供給。


圖1是本發(fā)明實施例的工藝過程示意圖。
圖2是本發(fā)明實施例1專用裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是圖2的俯視圖。
圖4是本發(fā)明實施例1排氣管的橫截面剖視圖。 圖5是本發(fā)明實施例2專用裝置結(jié)構(gòu)示意圖。 圖6是本發(fā)明實施例2中分氣管7的剖視圖。
具體實施例方式
下面將結(jié)合

本發(fā)明的具體實施方式
。 實施例1:
具體工藝流程如圖1所示氣泵14通過閥門15與豎直進氣管1相接，豎 直進氣管1的下部與空氣分散器2相接。在電解金屬過程中，向電解液中充入 氣體，充入量是每秒在每平方米電解槽的平面內(nèi)為0.001~0.05m3，氣體的氣泡 直徑為0.002~0.01m，最好是用漩渦氣泵向電解液底部充入氣體。
所用裝置如圖2、圖3、圖4所示空氣分散器2是與豎直進氣管1下部相 接的多個橫向設(shè)置的排氣管3，在排氣管3上設(shè)有多個排氣孔4。排氣孔4可以 根據(jù)氣泡產(chǎn)生量任意設(shè)置，最好是在排氣管3上方沿中心軸線對稱設(shè)置的兩排， 每兩個排氣孔4之間的夾角a是80 110度，沿軸線的間距是8 10mm。在所述排氣管3的底部設(shè)有排液孔9，排液孔9上安裝有懸浮放液閥10，所述懸浮放液 閥10設(shè)有上懸浮片11、下懸浮片12，上懸浮片11與下懸浮片12之間接有豎 直連桿13。上懸浮片11、下懸浮片12及豎直連桿13制作材料的平均密度略低 于電解液密度，當排氣管3中存有液體時，懸浮放液閥IO受浮力作用自動開啟 放出液體；當液體排凈時，懸浮放液閥10失去浮力支持，自動關(guān)閉，防止了氣 體的泄漏。 實施例2:
實施例2的工藝流程及參數(shù)同實施例1，所用裝置如圖5、圖6所示其中 空氣分散器2是橫向設(shè)置的排氣腔5，排氣腔5上面是多孔網(wǎng)結(jié)構(gòu)6，所述的多 孔網(wǎng)結(jié)構(gòu)6的網(wǎng)孔直徑范圍為0.2 5mm，孔隙率為5~75%。采用間歇供氣時， 可以在豎直進氣管1的下部通過橫向分氣管7與兩套空氣分散器2相接，所述 橫向分氣管7內(nèi)設(shè)有分氣控制閥8，可以使電磁閥、氣動閥等，定時輪流供氣。
旋渦氣泵使用風(fēng)壓不小于lOKPa，產(chǎn)生的空氣流速為0.02m/s。
權(quán)利要求
1. 一種氣動電化學(xué)反應(yīng)方法，其特征在于在電解金屬過程中，向電解液中充入氣體，充入量是每秒在每平方米電解槽的平面內(nèi)為0.001～0.05m3，氣體的氣泡直徑為0.002～0.01m。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的氣動電化學(xué)反應(yīng)方法，其特征在于是用漩渦氣泵向電解液底部充入氣體。
3. —種如權(quán)利要求l所述氣動電化學(xué)反應(yīng)專用裝置，其特征在于設(shè)有用于與氣泵相接的豎直進氣管(1)，豎直進氣管(1)的下部與空氣分散器(2)相接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣動電化學(xué)反應(yīng)專用裝置，其特征在于所述的空氣分散器(2)是多個橫向設(shè)置的排氣管(3)，在排氣管(3)上設(shè)有多個排氣孔(4)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的氣動電化學(xué)反應(yīng)專用裝置，其特征在于所述排氣孔(4)是在排氣管(3)上方沿中心軸線對稱設(shè)置的兩排，每兩個排氣管(3)之間的夾角a是80~110度，沿軸線的間距是8~10mm。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣動電化學(xué)反應(yīng)專用裝置，其特征在于所述的空氣分散器(2)是橫向設(shè)置的排氣腔(5)，排氣腔(5)上面是多孔網(wǎng)結(jié)構(gòu)(6)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的氣動電化學(xué)反應(yīng)專用裝置，其特征在于所述的多孔網(wǎng)結(jié)構(gòu)(6)的網(wǎng)孔直徑范圍為0.2 5mm，孔隙率為5~75%。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣動電化學(xué)反應(yīng)專用裝置，其特征在于所述豎直進氣管(1)的下部通過橫向分氣管(7)與兩套空氣分散器(2)相接，所述橫向分氣管(7)內(nèi)設(shè)有分氣控制閥(8)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的氣動電化學(xué)反應(yīng)專用裝置，其特征在于在所述排氣管(3)的底部設(shè)有排液孔(9)，排液孔(9)上安裝有懸浮放液閥(10)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的氣動電化學(xué)反應(yīng)專用裝置，其特征在于所述懸浮放液閥(10)設(shè)有上懸浮片(11)、下懸浮片(12)，上懸浮片(11)與下懸浮片(12)之間接有豎直連桿(13)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種可有效地消除電解液濃差極化、改善電解槽內(nèi)的傳質(zhì)、節(jié)省電能、降低成本的氣動電化學(xué)反應(yīng)方法及專用裝置。氣動電化學(xué)反應(yīng)方法是在電解金屬過程中，向電解液中充入氣體，充入量是每秒在每平方米電解槽的平面內(nèi)為0.001～0.05m³，氣體的氣泡直徑為0.002～0.01m。所用專用裝置是設(shè)有用于與氣泵相接的豎直進氣管(1)，豎直進氣管(1)的下部與空氣分散器(2)相接。
文檔編號C25C7/00GK101457374SQ20081023004
公開日2009年6月17日 申請日期2008年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月23日
發(fā)明者劉仁辰, 崔占峰, 崔科研 申請人:大連英斯特生物技術(shù)有限公司