一种自动循环电解PDC脱钴系统

本发明涉及金刚石复合片脱钴设备，尤其涉及一种自动循环电解pdc脱钴系统。

背景技术：

1、聚晶金刚石复合片(polycrystalline diamond compact，简称pdc)是一种超硬复合材料，广泛应用于油气开采、地质勘探和材料加工等领域。pdc的性能往往决定了钻头的使用寿命，而热稳定性是造成钻探过程中pdc失效的主要因素。为了提高pdc的热稳定性，常见的办法是在产品合成后对其金刚石层进行脱钴处理。

2、目前，脱钴方法包括酸浸法和电解法，其中，电解脱钴的电解液包括酸性、中性和碱性三类配方。在脱钴时，由于pdc的衬底为硬质合金，衬底的硬质合金相对于表层的金刚石层更容易被电解液腐蚀，所以在脱钴前需要对硬质合金层进行绝缘处理。具体的，电解脱钴时需要先将硬质合金层接通电源，确保电流能够通过硬质合金层导入金刚石层，再对硬质合金层进行绝缘处理，这也使得电解法脱钴所使用的模具与酸浸法脱钴所使用的模具有所区别。

3、然而，在电解脱钴过程中，金属钴作为过渡金属，在钴失去电子变为钴离子后易于与弱酸、碱性和中性溶液中的氢氧根离子发生络合反应生成络合物，络合物存在于电解液中会影响离子传输速率，降低电解脱钴的速率，并且在电解过程中，阳极过程主要是钴的氧化，阴极过程主要是氢气的还原或水的电解，电解液中其他的辅助离子消耗的并不多，这部分离子在每次电解后直接处理会造成一定的浪费。此外，为避免污染环境，电解后的电解液不能直接排放，这又增加了pdc脱钴的成本。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对已有的技术现状，提供一种自动循环电解pdc脱钴系统，本发明可以去除电解后生成的络合物，补充电解所消耗的离子，实现电解液的再生，达到重复利用的目的，同时，本发明还可以更新电解装置内的电解液，减少电解后生成的络合物对电解液内离子传输速率的影响，进而提高电解脱钴的速率。

2、为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种自动循环电解pdc脱钴系统，包括供液装置、电解装置和排液装置；

4、所述供液装置通过第一循环管与电解装置相连通，第一循环管上设有第一循环泵和第一自动阀门，供液装置内的电解液经过第一循环管循环至电解装置；

5、所述电解装置通过第二循环管与排液装置相连通，第二循环管上设有第二循环泵和第二自动阀门，电解装置内的电解液经过第二循环管循环至排液装置；

6、所述排液装置通过第三循环管与供液装置相连通，第三循环管上设有第三循环泵和第三自动阀门，且第三循环管内设有第三循环管内设有滤网和离子交换树脂，排液装置内的电解液经过第三循环管再生并循环至供液装置。

7、进一步的，所述电解装置包括电解池以及设置在电解池内的若干pdc绝缘导电装置、惰性电极、第二液位报警器和设置在电解池外的电源，电解池上设有排气口，在pdc绝缘导电装置上安装待脱钴pdc后作为阳极，惰性电极作为阴极，第二液位报警器用于监测电解池内的液位，电源通过导线与pdc绝缘导电装置和惰性电极相连。

8、进一步的，所述pdc绝缘导电装置包括绝缘体和调节体，绝缘体中设有与待脱钴pdc相适配的通孔，绝缘体与电解池的池壁螺纹且密封连接，调节体中设有贯通其两端部的导电通道，调节体与绝缘体内所设通孔螺纹连接；

9、将待脱钴pdc置于通孔内，通过调节体调节待脱钴pdc伸出通孔的长度，调节完成后将待脱钴pdc与通孔之间的间隙密封并使待脱钴pdc在通孔内的位置固定，再将导线由导电通道引入调节体与待脱钴pdc之间并使导线被调节体压紧在待脱钴pdc上。

10、进一步的，将待脱钴pdc置于通孔内，待脱钴pdc与通孔的端部之间具有间隙，且间隙内填充硅胶或嵌入密封圈。

11、进一步的，所述pdc绝缘导电装置的绝缘体与电解池的侧壁螺纹连接。

12、进一步的，所述电解池内设有加热器，加热器用于控制电解池内电解液的温度。

13、进一步的，所述电解池内设有超声波发生器，超声波发生器用于使电解池内的电解液产生振荡。

14、进一步的，所述供液装置包括供液池以及设置在供液池内的第一液位报警器，供液池上设有进液口，第一液位报警器用于监测供液池内电解液的液位。

15、进一步的，所述排液装置包括排液池以及设置在排液池内第三液位传感器，排液池上设有排液管，排液管上设有第四自动阀门，第三液位传感器用于监测排液池内电解液的液位。

16、进一步的，所述排液池内设有ph计，ph计用于监测排液池内电解液的酸碱度。

17、本发明的有益效果为：

18、本发明将供液装置、电解装置和排液装置循环连通，使供液装置内的电解液循环至电解装置，电解装置内的电解液循环至排液装置，排液装置内的电解液再生并循环至供液装置。按照上述设计，一方面，在电解液周期循环的过程中，可以去除电解后生成的络合物，补充电解所消耗的离子，实现电解液的再生，达到重复利用的目的，节约了生产物料，降低了生产成本，同时极大减少了污染物的排放，另一方面，通过电解液的周期循环，更新电解装置内的电解液，减少电解后生成的络合物对电解液内离子传输速率的影响，进而提高电解脱钴的速率，系统的自动化程度更高，操作维护更简单。

技术特征：

1.一种自动循环电解pdc脱钴系统，其特征在于：包括供液装置、电解装置和排液装置；

2.根据权利要求1所述的一种自动循环电解pdc脱钴系统，其特征在于：所述电解装置包括电解池以及设置在电解池内的若干pdc绝缘导电装置、惰性电极、第二液位报警器和设置在电解池外的电源，电解池上设有排气口，在pdc绝缘导电装置上安装待脱钴pdc后作为阳极，惰性电极作为阴极，第二液位报警器用于监测电解池内的液位，电源通过导线与pdc绝缘导电装置和惰性电极相连。

3.根据权利要求2所述的一种自动循环电解pdc脱钴系统，其特征在于：所述pdc绝缘导电装置包括绝缘体和调节体，绝缘体中设有与待脱钴pdc相适配的通孔，绝缘体与电解池的池壁螺纹且密封连接，调节体中设有贯通其两端部的导电通道，调节体与绝缘体内所设通孔螺纹连接；

4.根据权利要求3所述的一种自动循环电解pdc脱钴系统，其特征在于：将待脱钴pdc置于通孔内，待脱钴pdc与通孔的端部之间具有间隙，且间隙内填充硅胶或嵌入密封圈。

5.根据权利要求3所述的一种自动循环电解pdc脱钴系统，其特征在于：所述pdc绝缘导电装置的绝缘体与电解池的侧壁螺纹连接。

6.根据权利要求2至5任意一项所述的一种自动循环电解pdc脱钴系统，其特征在于：所述电解池内设有加热器，加热器用于控制电解池内电解液的温度。

7.根据权利要求2至5任意一项所述的一种自动循环电解pdc脱钴系统，其特征在于：所述电解池内设有超声波发生器，超声波发生器用于使电解池内的电解液产生振荡。

8.根据权利要求1所述的一种自动循环电解pdc脱钴系统，其特征在于：所述供液装置包括供液池以及设置在供液池内的第一液位报警器，供液池上设有进液口，第一液位报警器用于监测供液池内电解液的液位。

9.根据权利要求1所述的一种自动循环电解pdc脱钴系统，其特征在于：所述排液装置包括排液池以及设置在排液池内第三液位传感器，排液池上设有排液管，排液管上设有第四自动阀门，第三液位传感器用于监测排液池内电解液的液位。

10.根据权利要求9所述的一种自动循环电解pdc脱钴系统，其特征在于：所述排液池内设有ph计，ph计用于监测排液池内电解液的酸碱度。

技术总结本发明公开一种自动循环电解PDC脱钴系统，包括供液装置、电解装置和排液装置，其中：供液装置通过第一循环管与电解装置相连通，供液装置内的电解液经过第一循环管循环至电解装置；电解装置通过第二循环管与排液装置相连通，电解装置内的电解液经过第二循环管循环至排液装置；排液装置通过第三循环管与供液装置相连通，且第三循环管内设有滤网和离子交换树脂，排液装置内的电解液经过第三循环管再生并循环至供液装置。本发明可以去除电解后生成的络合物，补充电解所消耗的离子，实现电解液的再生，达到重复利用的目的，同时，本发明还可以更新电解装置内的电解液，减少电解后生成的络合物对电解液内离子传输速率的影响，进而提高电解脱钴的速率。技术研发人员：杨颖,谭松成,胡郁乐,段隆臣,赵雯婕受保护的技术使用者：中国地质大学（武汉）技术研发日：技术公布日：2024/5/9