一种电解液净化装置、电解液净化和循环系统及净化方法与流程

本发明涉及高纯金属制备，具体涉及一种电解液净化装置、电解液净化和循环系统及净化方法。

背景技术：

1、电解精炼或电解沉积是制备高纯金属常用的方法。电解精炼过程包含阳极的不断溶解和阴极金属不断析出。随着阳极的不断溶解，析出电位较目标精炼金属显著负电性的元素将进入电解液，且这些元素不会在阴极析出；析出电位较目标精炼金属显著正电性的元素一般将形成阳极泥沉降至电解槽底部，但由于较正电性的杂质金属在阳极内部会形成各类杂质析出相，尤其是与负电性杂质金属形成多元合金析出相，可能促使正电性杂质也能够溶解进入电解液，如电解精炼制备高纯铜所使用的4n铜阳极，因其含有的pb、bi析出相可富集ag，在晶界形成的含银杂质析出相在电解过程将发生电化学溶解使ag进入电解液，从而在阴极上析出。此外，在电解沉积过程，因为新电解液制备和更新的过程，可能含有微量的正电性杂质，也会显著影响阴极产物的纯度。因此在电解精炼或者电解沉积制备高纯金属的整个提纯工序中，完全脱除较正电性的金属杂质最为困难，需增加电解液的净化工序以除去这部分易超标杂质的影响。

2、高纯金属电解精炼一般会采用套滤袋等过滤手段减少阳极泥、微悬浮物等固体杂质对阴极质量的影响，但无法限制溶解进入电解液的杂质元素扩散透过滤袋，且更换残阳极的过程可能会导致部分细小悬浮物和颗粒物透过滤袋进入电解液，因此将造成阴极高纯金属某些杂质含量超标和形貌质量劣化的风险。

3、因此，现有技术仍有待于改进和发展。

技术实现思路

1、鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种电解液净化装置、电解液净化和循环系统及净化方法，旨在解决现有高纯金属精炼过程中杂质含量超标和形貌质量劣化的问题。

2、本发明的第一方面，提供一种电解液净化装置，其中，所述电解液净化装置包括：

3、净化槽本体，所述净化槽本体为上端开口的中空长方体；

4、一组平行进液口，设置于所述净化槽本体一侧顶部；

5、一组平行出液口，设置于所述净化槽本体另一侧底部；

6、多级净化装置，设置于所述净化槽本体的中空部位；

7、所述多级净化装置包括间隔设置的缓冲过滤层和多层净化组件，所述缓冲过滤层设置于所述平行进液口的下方，所述多层净化组件设置于所述缓冲过滤层的下方；

8、所述多层净化组件包括依次层叠设置的泡沫金属层、活性吸附剂层和滤布层，所述泡沫金属层靠近所述缓冲过滤层一侧设置。

9、可选地，所述平行进液口位于净化槽本体一侧顶部以下50-200mm处，相邻平行进液口的间距为30-120mm；

10、所述平行进液口的形状为圆形或椭圆形。

11、可选地，所述缓冲过滤层位于所述净化槽本体靠近顶部的1/3处；

12、所述缓冲过滤层的滤布目数为300-400目，过滤精度为48-38μm；

13、所述缓冲过滤层使用的滤布材质为聚乙烯或丙纶。

14、可选地，所述多层净化组件位于所述净化槽本体靠近顶部的2/3处。

15、可选地，所述泡沫金属层的孔径为5-45μm，孔隙率为75-98％；

16、所述泡沫金属层的厚度为2-10mm。

17、可选地，所述活性吸附剂层包括活性炭和活性树脂；

18、所述活性炭为颗粒状活性炭、柱状活性炭和层状活性炭中的一种或多种，所述活性炭的粒度为4-80目，碘值为1000-1700mg/g，强度为≥98.5％，灰分为≤1％，水分为≤10％；

19、所述活性树脂为离子交换树脂、离子吸附树脂中的一种；

20、所述活性吸附剂层的厚度为2-5mm；

21、所述滤布层的滤布目数为400-500目，过滤精度为38-20μm；

22、所述滤布层使用的滤布材质为聚乙烯或丙纶。

23、可选地，所述平行出液口位于净化槽本体相对于平行进液口的另一侧底部以上20-60mm处，相邻平行出液口的间距为30-120mm；

24、所述平行出液口的形状为圆形或椭圆形。

25、本发明的第二方面，提供一种电解液净化和循环系统，其中，包括：

26、本发明所述电解液净化装置；

27、电解液循环装置，所述电解液循环装置包括循环总管和设置于所述循环总管上的循环泵，所述电解液循环装置通过所述循环总管的进液口与所述电解液净化装置的平行出液口相连。

28、可选地，所述电解液循环装置还包括：

29、电解液交错供液装置，所述循环总管的出液口与所述电解液交错供液装置的进液口通过管路相连；

30、与所述电解液交错供液装置的进液口相连的上清液槽，与所述上清液槽出液口相连的净化过滤机，以及与所述净化过滤机的滤液出口相连接的电解液循环槽。

31、本发明的第三方面，提供一种电解液净化方法，其中，包括步骤：

32、将高纯金属电解槽的出液口与本发明所述电解液净化装置的平行进液口相连，利用循环泵或槽间高位差，使所述高纯金属电解槽内的电解液通过电解液净化装置的平行进液口流入净化槽本体内；

33、再由上而下通过缓冲过滤层、泡沫金属层、活性吸附剂层、滤布层组成的多级净化装置，逐级脱除电解液中的杂质；

34、再从净化槽本体另一侧底部的平行出液口流出，获得纯电解液。

35、有益效果：本发明公开了一种电解液净化装置、电解液净化和循环系统及净化方法，所述电解液净化装置包括在净化槽本体一侧的顶部及相对另一侧的底部分别设置的一组平行的进/出液口，所述净化槽本体中空部位还设置了缓冲过滤层和由泡沫金属层、活性吸附剂层和滤布层构成的多层净化组件。通过净化槽本体两侧平行进液口和平行出液口的设计，保证电解液能均匀充分地流经多级净化装置；同时由缓冲过滤层和多层净化组件构成的所述多级净化装置，解决了滤袋难以阻隔溶解的正电性杂质金属离子、无法高效滤除微悬浮物和微金属粉所造成的阴极金属形貌差，单点杂质含量易超标等难题。所设置的一组平行进液口和缓冲过滤层可缓和电解液进入多级净化组件的冲击力，并对电解液中较大的杂质颗粒进行初步过滤，然后通过泡沫金属层置换溶解在电解液中的正电性金属杂质离子，进而通过活性吸附剂层和滤布层组合，进一步吸附并过滤泡沫金属材料置换及自身破损可能产生的金属粉末和更细小的悬浮物，实现电解液的深度净化和均一化。本发明所述电解液净化装置具有结构简单、操作简便、生产成本低、除杂选择性好、净化效率高、净化和均一化效果好等优点。

技术特征：

1.一种电解液净化装置，其特征在于，所述电解液净化装置包括：

2.根据权利要求1所述的电解液净化装置，其特征在于，所述平行进液口位于净化槽本体一侧顶部以下50-200mm处，相邻平行进液口的间距为30-120mm；

3.根据权利要求1所述的电解液净化装置，其特征在于，所述缓冲过滤层位于所述净化槽本体靠近顶部的1/3处；

4.根据权利要求1所述的电解液净化装置，其特征在于，所述多层净化组件位于所述净化槽本体靠近顶部的2/3处。

5.根据权利要求1所述的电解液净化装置，其特征在于，所述泡沫金属层的孔径为5-45μm，孔隙率为75-98％；

6.根据权利要求1所述的电解液净化装置，其特征在于，所述活性吸附剂层包括活性炭和活性树脂；

7.根据权利要求1所述的电解液净化装置，其特征在于，所述平行出液口位于净化槽本体相对于平行进液口的另一侧底部以上20-60mm处，相邻平行出液口的间距为30-120mm；

8.一种电解液净化和循环系统，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的电解液净化和循环系统，其特征在于，所述电解液循环装置还包括：

10.一种电解液净化方法，其特征在于，包括步骤：

技术总结本发明属于高纯金属制备技术领域，尤其涉及一种电解液净化装置、电解液净化和循环系统及净化方法。所述电解液净化装置包括在净化槽本体一侧的顶部及相对另一侧的底部分别设置的一组平行的进/出液口，所述净化槽本体中空部位还设置了缓冲过滤层和由泡沫金属层、活性吸附剂层和滤布层构成的多层净化组件。本发明电解液净化装置可接入现有的电解液循环系统，不引入新的杂质，适用于净化和过滤电解精炼和电解沉积制备高纯金属的电解液体系，能够高效脱除微小悬浮物、正电性杂质金属离子和微细金属粉，实现电解液的深度净化和均一化。技术研发人员：杨文明,林艳,罗劲松,孔德颂,王雨,邓戈,闫凤,胡一平,袁杰,曾文斌,向成喜,黄浩宸,沐亚玲,计李坤,王仕江,赵群,李永祥受保护的技术使用者：云南铜业股份有限公司西南铜业分公司技术研发日：技术公布日：2024/6/5