电解槽单元和矿浆电解槽

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2024-03-12 16:44:32

权利要求书： 1.一种电解槽单元，其特征在于，包括一封闭腔室，所述封闭腔室由隔膜(4)分隔为阴极(5)室和阳极室，所述阳极室中可拆卸地安装微波照射装置和/或超声波震荡装置；

所述封闭腔室为封闭的筒体；

还包括隔膜(4)架，所述隔膜(4)安装在所述隔膜(4)架上，所述隔膜(4)架安装在所述封闭腔室中。

2.根据权利要求1所述的电解槽单元，其特征在于，所述阳极室中可拆卸地安装有阳极，所述阳极为筒形阳极。

3.根据权利要求1所述的电解槽单元，其特征在于，所述阴极(5)室中安装有管状阴极(5)。

4.根据权利要求1所述的电解槽单元，其特征在于，还包括底座(1)，所述封闭腔室安装在底座(1)上。

5.一种矿浆电解槽，其特征在于，包括权利要求1?4中任一项所述的电解槽单元。

6.根据权利要求5所述的矿浆电解槽，其特征在于，所述电解槽单元的数量为多个，其中，部分所述电解槽单元中的所述微波照射装置的总功率大于另一部分所述电解槽单元中的所述微波照射装置的总功率。

7.根据权利要求6所述的矿浆电解槽，其特征在于，所述电解槽单元的数量为多个，其中，部分所述电解槽单元中的所述超声波震荡装置的总功率大于另一部分所述电解槽单元中的所述超声波震荡装置的总功率。

8.根据权利要求5?7中任一项所述的矿浆电解槽，其特征在于，各个所述电解槽单元之间通过单元连接管连接，各个所述电解槽单元之间的单元连接管通过密封螺母(8)连接并密封。

说明书：电解槽单元和矿浆电解槽技术领域[0001] 本实用新型属于电解技术领域，具体而言，涉及一种电解槽单元和矿浆电解槽。背景技术[0002] 矿浆电解，是将矿石浸出部分，浸出液净化和电解等过程结合在一个装置中进行，向这个装置加入矿石，直接从这个装置中产出产品。

[0003] 矿浆电解过程，技术的核心是电解槽，细磨的矿物以矿浆的形式加入电解槽中，根据不同的矿物性质选择合适的电解液(如黄铜矿矿浆电解通常采用氯化物电解液体系)。矿

浆电解槽用渗透性隔膜分为阳极区和阴极区，矿浆加入阳极区，金属在阴极区析出。电解过

的矿浆经液固分离后，电解液返回矿浆电解槽，渣可以进一步处理其他有价成分。

[0004] 现有技术中，虽然有利用机械搅拌的方式，使得电解槽中的液体流动起来，提高反应的均匀性。但是，这种流动只能降低化学反应式中一侧的离子浓度，使得反应更容易向该

侧进行，但也并不能明显地从根本上提高反应速度。

实用新型内容

[0005] 本实用新型第一方面的目的在于提供电解槽单元，能够解决现有技术提供的矿浆电解槽单元的电解速度低的技术问题。

[0006] 本方面的实用新型提供一种电解槽单元，包括一封闭腔室，所述封闭腔室由隔膜分隔为阴极室和阳极室，所述阳极室中可拆卸地安装微波照射装置和/或超声波震荡装置。

[0007] 本方面的实用新型的有益效果是：[0008] 通过在阳极室中，可拆卸地安装微波照射装置和/或超声波震荡装置，可以在矿浆电解的同时，在不同的电解阶段对电解槽内的矿浆加入了微波照射装置，以及超声波震荡

装置，更好的利用率了电解时阳极区产生的大量氧化气体。微波照射使矿浆中的溶液分子

在2.4GHZ的频率相互摩擦，同时快速提高矿浆的温度，大大的提高了矿浆中矿物质与溶液

之间的化学反应速度。超声波震荡装置对矿浆超声波震荡，能够使矿浆在极短的时间和极

小的空间内产生高温和高压，同时产生强电场，从而激发化学、力学、电学和热学等效应的

产生。同时，还能够有效的打开阻碍矿物质浸出的包裹层。根据不同的矿的性质，在矿浆电

解的不同阶段对矿浆进行微波照射或者超声波震荡，都能非常有效的提高矿石的浸出速度

和金属的回收率。

[0009] 在可选的实施方式中，所述封闭腔室为封闭的筒体。[0010] 在可选的实施方式中，还包括隔膜架，所述隔膜安装在所述隔膜架上，所述隔膜架安装在所述封闭腔室中。

[0011] 在可选的实施方式中，所述阳极室中可拆卸地安装有阳极，所述阳极为筒形阳极。[0012] 在可选的实施方式中，所述阴极室中安装有管状阴极。[0013] 在可选的实施方式中，还包括底座，所述封闭腔室安装在底座上。[0014] 本实用新型第二方面的目的在于提供一种矿浆电解槽，解决现有技术提供的矿浆电解槽的电解速度低的技术问题。

[0015] 本方面的实用新型提供的矿浆电解槽，包括前述实施方式中任一项所述的电解槽单元。

[0016] 本方面的实用新型的有益效果是：[0017] 由于本方面所提供的矿浆电解槽，包括了上述任一项的电解槽单元，因此具有了上述任一项的电解槽单元的技术效果，在此不再赘述。

[0018] 在可选的实施方式中，所述电解槽单元的数量为多个，其中，部分所述电解槽单元中的所述微波照射装置的总功率大于另一部分所述分所述电解槽单元中的所述微波照射

装置的总功率。

[0019] 在可选的实施方式中，所述电解槽单元的数量为多个，其中，部分所述电解槽单元中的所述超声波震荡装置的总功率大于另一部分所述分所述电解槽单元中的所述超声波

震荡装置的总功率。

[0020] 在可选的实施方式中，各个所述电解槽单元之间通过单元连接管连接，各个所述电解槽单元之间的单元连接管通过密封螺母连接并密封。

附图说明[0021] 为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述

中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性

劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0022] 图1为本实用新型实施例一提供的电解槽单元的结构示意图。[0023] 图标：1?底座；2?封闭腔室；3?下阳极；4?隔膜；5?阴极；6?上阳极；7?上盖；8?密封螺母；9?导电铜螺杆。

具体实施方式[0024] 为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描

述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和

示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

[0025] 因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的

实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都

属于本实用新型保护的范围。

[0026] 应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

[0027] 在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者

是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简

化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和

操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区

分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“第一类”、“第二类”、“第三类”等仅用

于区分，对于同类的部件或特征统一进行描述，意味着该部件或特征的数量可以是多个，但

是并不否认该部件或特征的数量可以为一个。

[0028] 此外，“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定

要完全水平，而是可以稍微倾斜。

[0029] 在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，

或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介

间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理

解上述术语在本实用新型中的具体含义。

[0030] 下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

[0031] 实施例一：[0032] 如图1所示，本实施例提供一种电解槽单元，包括一封闭腔室2，封闭腔室2由隔膜4分隔为阴极5室和阳极室，阳极室中可拆卸地安装微波照射装置(图中未示出)和/或超声波

震荡装置(图中未示出)。

[0033] 通过在阳极室中，可拆卸地安装微波照射装置和/或超声波震荡装置，可以在矿浆电解的同时，在不同的电解阶段对电解槽内的矿浆加入了微波照射装置，以及超声波震荡

装置，更好的利用率了电解时阳极区产生的大量氧化气体。微波照射使矿浆中的溶液分子

在2.4GHZ的频率相互摩擦，同时快速提高矿浆的温度，大大的提高了矿浆中矿物质与溶液

之间的化学反应速度。超声波震荡装置对矿浆超声波震荡，能够使矿浆在极短的时间和极

小的空间内产生高温和高压，同时产生强电场，从而激发化学、力学、电学和热学等效应的

产生。同时，还能够有效的打开阻碍矿物质浸出的包裹层。根据不同的矿的性质，在矿浆电

解的不同阶段对矿浆进行微波照射或者超声波震荡，都能非常有效的提高矿石的浸出速度

和金属的回收率。

[0034] 在可选的实施方式中，封闭腔室2为封闭的筒体。具体的，在本实施例中，可以为两端封口的圆筒形。更具体的，本实施例中，在筒形的上端固定连接有上盖7，上盖7与筒体密

封连接且固定连接。

[0035] 采用封闭的筒形的结构的封闭腔室2，可以有利于增加腔室中的极板的表面积，提高反应速率。而且筒形的结构，受力均匀，也有利于承担电解过程中产生氧气、封闭腔室2内

气压增大的影响。

[0036] 在可选的实施方式中，还包括隔膜4架，隔膜4安装在隔膜4架上，隔膜4架安装在封闭腔室2中。

[0037] 通过设置隔膜4架和隔膜4，可以有效地分隔阳极室的矿浆和阴极5室的阴极5液，从而保证了金属离子在电解槽工作的同时，由阳极进入阴极5，使得阴极5液中金属离子的

浓度可以维持在预设值。

[0038] 在可选的实施方式中，阳极室中可拆卸地安装有阳极，阳极为筒形阳极。具体的，阳极可以为圆筒形。

[0039] 通过将阳极以可拆卸的方式安装在阳极室中，可以在多个电解槽单元形成矿浆电解槽中，适当地将一些阳极替换为微波照射装置或超声波震荡装置。例如，矿浆由电解槽的

封闭腔室2的下端进入电解槽的阳极室，阳极室中上下各安装一个圆筒形的阳极，也可只安

装位于上部的上阳极6或者位于下部的下阳极3。如果取出下阳极3，就可以在阳极室的下部

安装微波照射设备，对阳极室下部进行微波照射。或者取出上阳极6，对阳极室上部的矿浆

进行微波照射。这是可以根据不同情况进行调整的。

[0040] 当矿浆进入阳极室，含有金属的细小矿粒上升速度缓慢，非金属杂质上升速度快。在整个电解流程过程中，含有金属的细小矿粒在电解槽中停留时间较长，同时，电解槽阳极

产生的大量有益的氧化气体和含有金属的细小矿粒同时被微波照射装置照射或者超声波

震荡装置震荡，大大提高了氧化气体和矿物质金属的反应速度，缩短反应时间。

[0041] 而且，当多个电解槽单元串联形成矿浆电解槽之后，可以根据矿浆在矿浆电解槽的不同位置处的金属含量来调节氧化气体的用量，相应的，可以选择在每个阳极室的上部

或下部设置微波照射装置或超声波震荡装置，或在上部和下部都不设置，以利于以最佳的

功率和速率来在阳极室内制造氧化气体，从而使得该位置或附近的氧化气体的制造速率能

够与该位置或附近的氧化气体的匹配，减少氧化气体的浪费，也降低阳极室中的压力过大

而产生危险的可能性。

[0042] 在可选的实施方式中，阴极5室中安装有管状阴极5。[0043] 在阴极5室中安装管状阴极5，便于当阴极5上的金属附着满了之后，将阴极5取出，以便提取阴极5吸附的金属。

[0044] 在可选的实施方式中，还包括底座1，封闭腔室2安装在底座1上。[0045] 通过将封闭腔室2安装在底座1上，可以实现封闭腔室2的牢固固定，从而使得电解槽单元保持稳定。

[0046] 另外，在封闭腔室2的端部的外侧，还设有导电铜螺杆9，导电铜螺杆9与阳极室或阴极5室中的阳极或阴极5电连接，或者与阳极室中的微波照射装置或超声波震荡装置电连

接。

[0047] 实施例二：[0048] 本实施例提供的矿浆电解槽，包括前述实施方式中任一项所述的电解槽单元。[0049] 由于本实施例所提供的矿浆电解槽，包括了上述任一项的电解槽单元，因此具有了上述任一项的电解槽单元的技术效果，在此不再赘述。

[0050] 在可选的实施方式中，电解槽单元的数量为多个，其中，部分电解槽单元中的微波照射装置的总功率大于另一部分电解槽单元中的微波照射装置的总功率。

[0051] 由于随着矿浆逐个通过电解槽单元，矿浆中所裹挟的金属颗粒的数量、浓度也随之发生变化，到了后期的电解槽单元，其中矿浆中所含有的金属颗粒的浓度要明显小于刚

刚进入到矿浆金属槽中的矿浆，所以需要的氧化气体的浓度也不同于最上游的电解槽单

元。因此，各个电解槽单元中的氧化气体的制造速率也会不同，所以，不仅仅可以采用实施

例一中介绍的调整在一个电解槽单元中设置多少个微波照射装置，实际上，还可以选用不

同功率的微波照射装置，以改变每个电解槽单元中的微波照射的总功率，从而形成合适的

氧化气体生成速率。而本申请采用了的模块化的思想，可以在阳极室中根据需要，相应地选

择设置阳极、微波照射装置或超声波震荡装置，提高了矿浆电解槽的效率。

[0052] 在可选的实施方式中，电解槽单元的数量为多个，其中，部分电解槽单元中的超声波震荡装置的总功率大于另一部分电解槽单元中的超声波震荡装置的总功率。

[0053] 由于随着矿浆逐个通过电解槽单元，矿浆中所裹挟的金属颗粒的数量、浓度也随之发生变化，到了后期的电解槽单元，其中矿浆中所含有的金属颗粒的浓度要明显小于刚

刚进入到矿浆金属槽中的矿浆，所以需要的氧化气体的浓度也不同于最上游的电解槽单

元。因此，各个电解槽单元中的氧化气体的制造速率也会不同，所以，不仅仅可以采用实施

例一中介绍的调整在一个电解槽单元中设置多少个超声波震荡装置，实际上，还可以选用

不同功率的超声波震荡装置，以改变每个电解槽单元中的超声波震荡的总功率，从而形成

合适的氧化气体生成速率。

[0054] 在可选的实施方式中，各个电解槽单元之间通过单元连接管连接，各个电解槽之间的单元连接管通过密封螺母8连接并密封。

[0055] 通过单元连接管连接各个电解槽单元，并且通过密封螺母8连接和密封，可以实现快速地连接各个电解槽单元，当一个电解槽单元发生故障后，可以利用管道跳过该电解槽

单元以将与其相邻的电解槽单元连接，并且配之以选择相应的阳极、微波照射装置或超声

波震荡装置进行更换，仍能较为迅速地维持整个矿浆电解槽的运转，避免了矿浆电解槽的

长时间停机。

[0056] 最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当

理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部

技术特征进行等同替换；例如：

[0057] 实施例二中，所列举的是改变不同的电解槽单元中的微波照射装置或超声波震荡装置的总功率，实际上，当电解槽单元中，既设置微波照射装置，也设置超声波震荡装置时，

可以是微波照射装置和超声波震荡装置二者功率之和。

[0058] 而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。