悬浮电解槽及电解转化系统

权利要求书： 1.一种悬浮电解槽，其特征在于，包括：电解槽槽体(1)、搅拌组件(2)、极板组件(3)、隔膜组件(4)和支撑组件(5)；

所述支撑组件(5)安装于所述电解槽槽体(1)内部，所述搅拌组件(2)插设于所述电解槽槽体(1)内，所述极板组件(3)和所述隔膜组件(4)分别安装于所述支撑组件(5)。

2.根据权利要求1所述的悬浮电解槽，其特征在于，所述电解槽槽体(1)的底部配置为平底(110)或平锥底(120)；

所述平锥底(120)包括：锥部(121)和底板(122)，所述锥部(121)的直径自上而下递减，所述底板(122)连接于所述锥部(121)的底端，所述底板(122)的直径与所述电解槽槽体(1)的直径的比值为0.5～0.8。

3.根据权利要求2所述的悬浮电解槽，其特征在于，所述锥部(121)的锥角为15°～60°。

4.根据权利要求1所述的悬浮电解槽，其特征在于，所述电解槽槽体(1)设有溢浆口(12)、浆液进口(11)和排桨口(13)，所述溢浆口(12)、所述浆液进口(11)和所述排桨口(13)自上而下依次间隔设置。

5.根据权利要求1所述的悬浮电解槽，其特征在于，所述极板组件(3)包括：阳极板(31)、阴极板(32)、内环形导电梁(33)和外环形导电梁(34)；

所述外环形导电梁(34)围设在所述内环形导电梁(33)的外部，所述内环形导电梁(33)与所述外环形导电梁(34)同轴；

所述内环形导电梁(33)和所述外环形导电梁(34)之间安装有多个所述阳极板(31)和多个所述阴极板(32)；

沿所述内环形导电梁(33)的圆周方向，所述阳极板(31)和所述阴极板(32)逐一交替间隔分布。

6.根据权利要求5所述的悬浮电解槽，其特征在于，所述隔膜组件(4)包括多个隔膜袋(42)，任意相邻的两个所述隔膜袋(42)之间具有空隙；

所述阳极板(31)或所述阴极板(32)插设于相邻的两个所述隔膜袋(42)之间，或者，所述阳极板(31)或所述阴极板(32)插设于所述隔膜袋(42)内部。

7.根据权利要求1所述的悬浮电解槽，其特征在于，所述支撑组件(5)包括：多个支撑柱(51)和多个卡盘(52)；

多个所述卡盘(52)同轴，并沿轴线间隔设置；

所述支撑柱(51)沿轴向连接于多个所述卡盘(52)，多个所述支撑柱(51)沿所述卡盘(52)的圆周方向间隔设置；

所述极板组件(3)和所述隔膜组件(4)分别连接于所述卡盘(52)。

8.根据权利要求7所述的悬浮电解槽，其特征在于，所述卡盘(52)上设有与所述电解槽槽体(1)相适配的卡口(53)。

9.根据权利要求1所述的悬浮电解槽，其特征在于，所述搅拌组件(2)包括：电动机(21)、减速器(22)、支架(23)、搅拌桨轴(24)、第一搅拌桨(25)和第二搅拌桨(26)；

所述电动机(21)与所述减速器(22)传动连接，所述减速器(22)安装于所述支架(23)上，且所述减速器(22)与所述搅拌桨轴(24)传动连接，所述第一搅拌桨(25)和所述第二搅拌桨(26)连接于所述搅拌桨轴(24)，并沿所述搅拌桨轴(24)的轴向间隔设置。

10.一种电解转化系统，其特征在于，包括：浆化搅拌槽(6)、矿浆泵(7)、溢流浆液槽(8)、排浆槽(9)和权利要求1?9任一项所述的悬浮电解槽；

所述矿浆泵(7)的入口与所述浆化搅拌槽(6)连通，所述矿浆泵(7)的出口与所述电解槽槽体(1)连通，所述溢流浆液槽(8)和所述排浆槽(9)分别与所述电解槽槽体(1)连通。

说明书： 悬浮电解槽及电解转化系统技术领域[0001] 本发明涉及电解转化技术领域，尤其是涉及一种悬浮电解槽及电解转化系统。背景技术[0002] 采用矿浆电解技术将矿石浸出、浸出液的净化和电解沉积等过程结合在一个电解槽中进行，但受限于装备水平等因素的影响，对于难溶或微溶矿浆体系则难以直接进行电解转化。发明内容[0003] 本发明的目的在于提供一种悬浮电解槽及电解转化系统，可以广泛适用于多种矿浆体系的高效电解转化。[0004] 第一方面，本发明提供的悬浮电解槽，包括：电解槽槽体、搅拌组件、极板组件、隔膜组件和支撑组件；[0005] 所述支撑组件安装于所述电解槽槽体内部，所述搅拌组件插设于所述电解槽槽体内，所述极板组件和所述隔膜组件分别安装于所述支撑组件。[0006] 结合第一方面，本发明提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述电解槽槽体的底部配置为平底或平锥底；[0007] 所述平锥底包括：锥部和底板，所述锥部的直径自上而下递减，所述底板连接于所述锥部的底端，所述底板的直径与所述电解槽槽体的直径的比值为0.5～0.8。[0008] 结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述锥部的锥角为15°～60°。[0009] 结合第一方面，本发明提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述电解槽槽体设有溢浆口、浆液进口和排桨口，所述溢浆口、所述浆液进口和所述排桨口自上而下依次间隔设置。[0010] 结合第一方面，本发明提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述极板组件包括：阳极板、阴极板、内环形导电梁和外环形导电梁；[0011] 所述外环形导电梁围设在所述内环形导电梁的外部，所述内环形导电梁与所述外环形导电梁同轴；[0012] 所述内环形导电梁和所述外环形导电梁之间安装有多个所述阳极板和多个所述阴极板；[0013] 沿所述内环形导电梁的圆周方向，所述阳极板和所述阴极板逐一交替间隔分布。[0014] 结合第一方面的第四种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述隔膜组件包括多个隔膜袋，任意相邻的两个所述隔膜袋之间具有空隙，所述阳极板或所述阴极板插设于相邻的两个所述隔膜袋之间，或者，所述阳极板或所述阴极板插设于所述隔膜袋内部。[0015] 结合第一方面，本发明提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述支撑组件包括：多个支撑柱和多个卡盘；[0016] 多个所述卡盘同轴，并沿轴线间隔设置；[0017] 所述支撑柱沿轴向连接于多个所述卡盘，多个所述支撑柱沿所述卡盘的圆周方向间隔设置；[0018] 所述极板组件和所述隔膜组件分别连接于所述卡盘。[0019] 结合第一方面的第六种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述卡盘上设有与所述电解槽槽体相适配的卡口。[0020] 结合第一方面，本发明提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，所述搅拌组件包括：电动机、减速器、支架、搅拌桨轴、第一搅拌桨和第二搅拌桨；[0021] 所述电动机与所述减速器传动连接，所述减速器安装于所述支架上，且所述减速器与所述搅拌桨轴传动连接，所述第一搅拌桨和所述第二搅拌桨连接于所述搅拌桨轴，并沿所述搅拌桨轴的轴向间隔设置。[0022] 第二方面，本发明提供的电解转化系统，包括：浆化搅拌槽、矿浆泵、溢流浆液槽、排浆槽和第一方面提供的悬浮电解槽；[0023] 所述矿浆泵的入口与所述浆化搅拌槽连通，所述矿浆泵的出口与所述电解槽槽体连通，所述溢流浆液槽和所述排浆槽分别与所述电解槽槽体连通。[0024] 本发明实施例带来了以下有益效果：采用支撑组件安装于电解槽槽体内部，搅拌组件插设于电解槽槽体内，极板组件和隔膜组件分别安装于支撑组件，通过搅拌组件可以强化浆料流动及矿浆微粒与极板间碰撞电子传递，能够广泛适用于多种矿浆体系，对于难溶或微溶矿浆体系仍然可以进行高效电解转化。[0025] 为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明[0026] 为了更清楚地说明本发明具体实施方式或相关技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或相关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发明的一些实施方式，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。[0027] 图1为本发明实施例提供的悬浮电解槽的示意图；[0028] 图2为本发明实施例提供的悬浮电解槽的电解槽槽体的示意图一；[0029] 图3为本发明实施例提供的悬浮电解槽的电解槽槽体的示意图二；[0030] 图4为本发明实施例提供的悬浮电解槽的电解槽槽体的极板组件和隔膜组件的示意图一；[0031] 图5为本发明实施例提供的悬浮电解槽的电解槽槽体的极板组件和隔膜组件的示意图二；[0032] 图6为本发明实施例提供的悬浮电解槽的电解槽槽体的隔膜组件的示意图；[0033] 图7为本发明实施例提供的悬浮电解槽的支撑组件的仰视图；[0034] 图8为本发明实施例提供的悬浮电解槽的电解槽槽体的搅拌组件的示意图；[0035] 图9为本发明实施例提供的电解转化系统的示意图。[0036] 图标：1?电解槽槽体；11?浆液进口；12?溢浆口；13?排桨口；110?平底；120?平锥底；121?锥部；122?底板；2?搅拌组件；21?电动机；22?减速器；23?支架；24?搅拌桨轴；25?第一搅拌桨；26?第二搅拌桨；3?极板组件；31?阳极板；32?阴极板；33?内环形导电梁；34?外环形导电梁；4?隔膜组件；41?支撑结构；42?隔膜袋；5?支撑组件；51?支撑柱；52?卡盘；53?卡口；54?限位部；6?浆化搅拌槽；7?矿浆泵；8?溢流浆液槽；9?排浆槽；10?电源。具体实施方式[0037] 下面将结合附图对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。[0038] 在本发明的描述中，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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。公式中的物理量，如无单独标注，应理解为国际单位制基本单位的基本量，或者，由基本量通过乘、除、微分或积分等数学运算导出的导出量。[0039] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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发明中的具体含义。[0040] 如图1所示，本发明实施例提供的悬浮电解槽，包括：电解槽槽体1、搅拌组件2、极板组件3、隔膜组件4和支撑组件5；支撑组件5安装于电解槽槽体1内部，搅拌组件2插设于电解槽槽体1内，极板组件3和隔膜组件4分别安装于支撑组件5。[0041] 本实施方式中，采用搅拌组件2可以对电解槽槽体1内浆料进行搅拌，强化了浆料流动性，并使矿浆微粒与极板间碰撞电子传递，电流效率更高。可以广泛适用于硫化矿、废旧线路板等可浸性原料矿浆电解，且可适用于含金属废液电积贫化、废铅膏、硫酸铅渣等难溶性物质直接控电转化等多种电解体系，应用前景广阔。[0042] 如图2所示，电解槽槽体1的底部配置为平底110；[0043] 或者，如图3所示，电解槽槽体1的底部配置为平锥底120；平锥底120包括：锥部121和底板122，锥部121的直径自上而下递减，底板122连接于锥部121的底端，底板122的直径与电解槽槽体1的直径的比值为0.5～0.8，锥部121的锥角为15°～60°，采用平锥底120不仅能够减缓浆料中物质沉积，且可使浆料经搅拌沿铅锤方向均匀分散。[0044] 如图1、图2、图3和图8所示，电解槽槽体1设有溢浆口12、浆液进口11和排桨口13，溢浆口12、浆液进口11和排桨口13自上而下依次间隔设置。[0045] 浆化搅拌槽6内部的浆液经浆液进口11进入到电解槽槽体1中，经溢浆口12外溢的浆液可流入到溢流浆液槽8中，经排桨口13排出的浆料可流入到排浆槽9中。[0046] 如图1、图4和图5所示，极板组件3包括：阳极板31、阴极板32、内环形导电梁33和外环形导电梁34；外环形导电梁34围设在内环形导电梁33的外部，内环形导电梁33与外环形导电梁34同轴；内环形导电梁33和外环形导电梁34之间安装有多个阳极板31和多个阴极板32；沿内环形导电梁33的圆周方向，阳极板31和阴极板32逐一交替间隔分布。

[0047] 具体的，阳极板31和阴极板32皆沿竖直方向分布，参见图4所示的第一种极板组件3，沿阳极板31和阴极板32的板面向接近内环形导电梁33轴线方向的延伸线交汇于内环形导电梁33轴线，即：阳极板31和阴极板32皆沿内环形导电梁33的径向延伸。或者，参见图5所示的第二种极板组件3，阳极板31和阴极板32呈环形斜发散式间隔布置，自接近轴线至背离轴线的方向，阳极板31和阴极板32皆向顺时针方向倾斜，由此使阳极板31和阴极板32分别与径向线形成夹角。阳极板31、阴极板32及隔膜袋42均采用斜发散式设置，同体积下极板面积大，产能高。阳极板31材质采用不锈钢、纯钛、铅合金、石墨、钛涂铱、钛涂钌的一种或多种，阴极板32材质采用不锈钢、纯钛、铜、铅等的一种或多种，并且阳极板31和阴极板32皆采用板状或网状结构。此外，阳极板31和阴极板32采用单列极板时，可由两块或两块以上极板并联组成，中间留有间隔，或呈板栅式结构，以降低对矿浆的折流阻力。

[0048] 如图1、图4、图5和图6所示，隔膜组件4包括多个隔膜袋42，任意相邻的两个隔膜袋42之间具有空隙，阳极板31或阴极板32插设于相邻的两个隔膜袋42之间，阳极板31或阴极板32插设于隔膜袋42内部。

[0049] 具体的，多个隔膜袋42分别连接于支撑结构41，支撑结构41采取长方框型结构，材质为PP、PC、不锈钢衬pp、不锈钢衬聚四氟等的一种或多种。隔膜袋42材质选用耐酸滤布，单列的隔膜袋42由两块或两块以上隔膜袋并联组成，中间留有间隔，以降低对矿浆的折流阻力。相邻的两个隔膜袋42之间插设极板，或将极板装至隔膜袋42内部，根据处理原料和电解体系的不同，极板可选配为阳极板31或阴极板32。[0050] 如图1和图7所示，支撑组件5包括：多个支撑柱51和多个卡盘52；多个卡盘52同轴，并沿轴线间隔设置；支撑柱51沿轴向连接于多个卡盘52，多个支撑柱51沿卡盘52的圆周方向间隔设置；极板组件3和隔膜组件4分别连接于卡盘52。[0051] 具体的，支撑柱51与卡盘52通过紧固件连接，卡盘52上设有与电解槽槽体1相适配的卡口53，卡口53可配置为向背离轴线方向凸起的凸起部，且凸起部可配合于电解槽槽体1内侧壁的槽口。此外，卡盘52上还设有限位部54，限位部54配合于极板组件3，从而使极板组件3相对于支撑组件5周向固定。[0052] 如图1和图8所示，搅拌组件2包括：电动机21、减速器22、支架23、搅拌桨轴24、第一搅拌桨25和第二搅拌桨26；电动机21与减速器22传动连接，减速器22安装于支架23上，且减速器22与搅拌桨轴24传动连接，第一搅拌桨25和第二搅拌桨26连接于搅拌桨轴24，并沿搅拌桨轴24的轴向间隔设置。第一搅拌桨25可设置至少两个，多个第一搅拌桨25间隔设置，且位于第二搅拌桨26的上方。第一搅拌桨25采用平桨结构，可依据槽体大小、深度、矿浆比重，设置多级搅拌桨，并沿搅拌桨轴24的轴向调节第一搅拌桨25的分布位置。第二搅拌桨26采用斜上旋结构，通过第二搅拌桨26可使沉积在电解槽槽体1内腔底部的物质上浮。[0053] 如图9所示，本发明实施例提供的电解转化系统，包括：浆化搅拌槽6、矿浆泵7、溢流浆液槽8、排浆槽9和上述实施方式提供的悬浮电解槽；矿浆泵7的入口与浆化搅拌槽6连通，矿浆泵7的出口与电解槽槽体1连通，溢流浆液槽8和排浆槽9分别与电解槽槽体1连通。[0054] 在本发明实施例中，电动机21和极板组件3分别与电源10连接，在针对硫化矿矿浆电解时，优选恒电流控制方式；在低溶度金属液电积贫化，难溶/微溶体系下的直接电解转化时，优选恒电压控制方式，便于抑制副反应的发生，提升电流效率；在低溶度金属液电积贫化时，可加入相应金属粉末作为顺拉阴极，以加大/延伸有效阴极面积。[0055] 如图1和图9所示，应用场景一：以铅精矿矿浆电解为例，对该悬浮电解槽在硫化物矿浆电解方面的应用进一步说明。首先在悬浮电解槽内安装阴阳极组件，阴极板32置于隔膜袋42中，形成阴极板32与阳极板31均匀交替分布在电解槽槽体1内；铅精矿与电解液(盐酸40g/L、氯化钠/氯化钙100g/L～150g/L，铅40g/L～60g/L)在浆化槽内浆化，浆料经泵转入悬浮电解槽内，通电进行电解，铅精矿矿浆在阳极区氧化溶解，铅离子进入电解液，电解液中的铅离子在隔膜袋42内的阴极板32上析出；待电解完成，排出矿浆，过滤后滤液返回浆化系统循环使用，滤渣外排浮选回收硫及稀贵金属；阴极板32取出，经清洗、剥板得到阴极铅。[0056] 应用场景二：以废线路板矿浆电解为例，对该悬浮电解槽在废线路板矿浆电解方面的应用进一步说明。首先在悬浮电解槽内安装阴阳极组件，阴极板32置于隔膜袋中，形成阴极板32与阳极板31均匀交替分布在电解槽槽体1内；废线路板碎屑与电解液(硫酸20～100g/L、铜20～60g/L)在浆化槽内浆化，浆料经泵转入悬浮电解槽内，通电进行电解。废线路板中的铜在阳极区氧化溶解，铜离子进入电解液，电解液中的铜离子在隔膜袋42内的阴极板32上析出；待电解完成，排出矿浆，过滤后滤液返回浆化系统循环使用，滤渣外排回收废塑料屑及锡、银、金等金属；阴极板32取出，经清洗、剥板得到阴极铜。

[0057] 应用场景三：以含铜溶液电积贫化为例，对该悬浮电解槽在低金属溶液净化方面的应用进一步说明。首先在悬浮电解槽内安装阴阳极组件，阳极板31置于隔膜袋42中，形成阳极板31与阴极板32均匀交替分布在槽体上；含铜溶液泵入悬浮电解槽，同时补充一定量的铜粉，通电进行电解。隔膜袋42中的阳极析出氧气，阴极板32与加入的铜粉形成顺拉阴极系统，铜离子在铜粉表面析出；待电解完成，排出浆料，过滤后的脱铜贫液外排去净液处理(Cu<0.5g/L)，铜粉可继续使用至一定粒度后开路(过粗后搅拌负荷加大)。[0058] 应用场景四：对于微溶/不溶体系电解转化，以硫酸铅、废铅膏等含铅物料稀硫酸体系电解转化为例，对该悬浮电解槽在微溶/不溶体系的直接转化相关应用进一步说明。首先在悬浮电解槽内安装阴阳极组件，阳极板31置于隔膜袋42中，组成阳极板31与阴极板32均匀交替分布在槽体上；硫酸铅渣、废铅膏经浆化槽浆化后泵入悬浮电解槽，通电进行电解转化。在搅拌作用下，阴极板32与硫酸铅、氧化铅、二氧化铅等不溶物碰撞，促使硫酸铅、氧化铅、二氧化铅等得到电子而还原成金属铅，隔膜袋42中的阳极析出氧气；待电解转化完成，排出浆料，过滤后得到海绵铅粉及滤液，大部分稀硫酸电解液(硫酸10～50g/L)返回浆化系统循环使用，部分开路去纯化处理以开路硫酸铅转化过程产生的稀硫酸。[0059] 应用场景一、应用场景二优先采用恒电流电解，应用场景三、应用场景四为避免电解后期析氢副反应而降低电效，优先采用恒电压电解。[0060] 最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。