从槽底真空抽吸阳极泥的真空掏槽方法及装置

摘要

一种从槽底真空抽吸阳极泥的真空掏槽方法及装置，采用斗型腔室槽底的电积槽，在电积槽斗型腔室槽底的底部设有阳极泥出口，使阳极泥向电积槽槽底的阳极泥出口汇集；阳极泥出口与真空抽吸管连接，真空抽吸管又与一真空分离装置连接；电积槽产生的阳极泥通过真空分离装置，在真空状态下从电积槽斗型腔室槽底的底部阳极泥出口被抽入到真空分离装置的真空受液装置内，再经过重力排泥管流入液封装置，最后经流程泵送往阳极泥储槽或浸出系统。所述的电积槽，包括设有活动密闭槽盖的电积槽和敞口电积槽。本发明方法及装置的用途，包括应用于所有电积过程。

权利要求

1.一种从槽底真空抽吸阳极泥的真空掏槽方法，其特征在于：采用斗型腔室槽底的电积槽，在电积槽斗型腔室槽底的底部设有阳极泥出口，使阳极泥向电积槽槽底的阳极泥出口汇集；电积槽的阳极泥是通过真空阀和真空分离装置，从设于斗型腔室槽底的阳极泥出口进行真空抽吸的；阳极泥出口与真空抽吸管连接，真空抽吸管又与一真空分离装置连接，并保持真空管和真空分离装置处于设定的真空度；采用水喷射真空泵机组提供真空抽力，并将重力排泥管上端管口高度设置为低于电积槽槽底；电积槽产生的阳极泥通过真空分离装置，在真空状态下从电积槽斗型腔室槽底的底部阳极泥出口被抽入到真空分离装置的真空受液装置内，再经过重力排泥管流入液封装置，最后经流程泵送往阳极泥储槽或浸出系统；在电积槽槽底的阳极泥出口与真空抽吸管之间的管线上设有真空阀，当阳极泥沉积厚度达到设定值时，与阳极泥出口连通的真空阀开启，阳极泥被从槽底真空抽入真空分离装置；当汇集于阳极泥出口上电积槽斗型腔室区域内的阳极泥，经从槽底真空抽吸排空后，真空阀关闭；由此实现从槽底真空抽吸阳极泥的真空掏槽过程。

2.如权利要求1所述的一种从槽底真空抽吸阳极泥的真空掏槽方法，其特征在于：所述的斗型腔室槽底，是一种下收敛槽底，其槽底坡度大于阳极泥在电积新液中的安息角；其阳极泥出口，设于槽底最低处，由真空阀控制开启与关闭；真空阀通过真空管连通真空分离装置。

3.一种从槽底真空抽吸阳极泥的真空掏槽装置，其特征于：包括一个电积槽，电积槽下部设有向下收敛的斗型腔室槽底，斗型腔室槽底的底部设有阳极泥出口，电积槽的阳极泥是通过真空阀和真空分离装置，从设于斗型腔室槽底的阳极泥出口进行真空抽吸的；阳极泥出口与真空抽吸管连接，真空抽吸管又与一真空分离装置连接，并保持真空管和真空分离装置处于设定的真空度；采用水喷射真空泵机组提供真空抽力，并将重力排泥管上端管口高度设置为低于电积槽槽底；真空分离装置内设有真空排泥装置，由真空分离装置的真空排泥装置排除电积槽所产生的阳极泥；所述的真空分离装置，包含真空受液装置、重力排泥装置和液封装置；所述的真空受液装置，其侧壁设有至少一个与电积槽底部真空阀连通的阳极泥入口；其顶部设有至少一个与抽真空装置连通的抽真空出口；其底部设有至少一个与重力排泥装置连通的阳极泥出口；所述的重力排泥装置，是一根重力排泥管；所述的重力排泥管，其上端管口与真空受液装置底部的阳极泥出口连通，其下端管口始终浸没于液封装置内的阳极泥中；重力排泥管内的阳极泥重量，等于或大于上端管口的真空抽力。

4.如权利要求3所述的一种从槽底真空抽吸阳极泥的真空掏槽装置，其特征在于：所述的电积槽，包括设有活动密闭槽盖的电积槽或敞口电积槽。

5.如权利要求3所述的一种从槽底真空抽吸阳极泥的真空掏槽装置，其特征在于：所述的液封装置，包含单向阀、流程泵和液位信号装置，液位信号装置按设定运行；所述的抽真空装置是水喷射真空泵机组。

说明书

从槽底真空抽吸阳极泥的真空掏槽方法及装置

所属技术领域

[0001] 本发明涉及一种金属冶炼方法及装置，尤其是指一种电积法生产的真空掏槽方法及装置，属湿法冶金技术领域。

背景技术

[0002] 铜、锌、镍等纯金属，通常采用电积法生产。电积过程伴生的阳极泥，沉积于电积槽槽底，需要定期清理，否则，将引起阴阳极短路。清理阳极泥的过程，叫掏槽。

[0003] 公知的电积槽，是一种平底结构。随之产生的掏槽方法，是在拔出部分阴极板后，将真空吸管从槽面插入槽底，对阳极泥进行多点抽吸，通称真空掏槽。其特征是，从槽顶真空抽吸阳极泥。这种真空掏槽方法存在的缺陷是：1）掏槽工人须在电积槽槽顶进行掏槽作业，要直面酸雾侵蚀；2）受阳极泥吸头长度限制，每个电积槽要进行多点掏槽，因此，掏槽时间长，劳动强度大；3）受操作因素制约，人工掏槽易引起阳极泥返浑，污染电积新液，影响阴极板上金属的沉积质量。

[0004] 某电锌厂试图在平底电积槽条件下，通过在槽底设置阳极泥出口和阀门，从槽底自排阳极泥。但因阳极泥在槽底形成板结层，自排阳极泥效率很低，以至需要经常停产掏槽，导致阴极锌片产量降低5.7%，而且所产生的阳极泥对电积车间地基和地面设施造成严重腐蚀。该电锌厂废除这种掏槽方法后，采用从槽顶真空抽吸阳极泥的真空掏槽工艺，沿用至今。

[0005] 迄今为止，阳极泥真空掏槽，一直沿用从槽顶真空抽吸阳极泥的人工掏槽方法。从槽底真空抽吸阳极泥的真空掏槽方法，在公开的中国专利中未发现类似专利。

发明内容

[0006] 本发明的目的是，针对在先阳极泥真空掏槽方法存在的缺陷，提出一种从槽底真空抽吸阳极泥的真空掏槽方法。

[0007] 本发明的另一目的是，提出一种从槽底真空抽吸阳极泥真空掏槽方法的实施装置。

[0008] 本发明所采取的技术方案是，一种从槽底真空抽吸阳极泥的真空掏槽方法，采用斗型腔室槽底的电积槽，在电积槽斗型腔室槽底的底部设有阳极泥出口，使阳极泥向电积槽槽底的阳极泥出口汇集；阳极泥出口与真空抽吸管连接，真空抽吸管又与一真空分离装置连接；电积槽产生的阳极泥通过真空分离装置，在真空状态下从电积槽斗型腔室槽底的底部阳极泥出口被抽入到真空分离装置的真空受液装置内，再经过重力排泥管流入液封装置，最后经流程泵送往阳极泥储槽或浸出系统。在电积槽槽底的阳极泥出口与真空抽吸管之间的管线上设有真空阀，当阳极泥沉积厚度达到设定值时，与阳极泥出口连通的真空阀开启，阳极泥被从槽底真空抽入真空分离装置；当汇集于阳极泥出口上电积槽斗型腔室区域内的阳极泥，经从槽底真空抽吸排空后，真空阀关闭；由此实现从槽底真空抽吸阳极泥的真空掏槽过程。

[0009] 根据上述方法所提出的从槽底真空抽吸阳极泥的真空掏槽装置是：一种从槽底真空抽吸阳极泥的真空掏槽装置，包括一个电积槽，电积槽下部设有向下收敛的斗型腔室槽底，斗型腔室槽底的底部设有阳极泥出口，阳极泥出口通过真空抽吸管与一真空分离装置连接；真空分离装置内设有真空排泥装置，由真空分离装置的真空排泥装置排除电积槽所产生的阳极泥。

[0010] 所述的斗型腔室槽底，是一种下收敛槽底，其槽底坡度大于阳极泥在电积新液中的安息角；其阳极泥出口，设于槽底最低处，由真空阀控制开启与关闭；真空阀通过真空管连通真空分离装置。

[0011] 所述的电积槽，包括设有活动密闭槽盖的电积槽和敞口电积槽。

[0012] 所述的真空分离装置，包含真空受液装置、重力排泥装置和液封装置。

[0013] 所述的真空受液装置，其侧壁设有至少一个与电积槽底部真空阀连通的阳极泥入口；其顶部设有至少一个与抽真空装置连通的抽真空出口；其底部设有至少一个与重力排泥装置连通的阳极泥出口。

[0014] 所述的重力排泥装置，至少可以是一根重力排泥管。所述的重力排泥管，其上端管口与真空受液装置底部的阳极泥出口连通，其下端管口始终浸没于液封装置内的阳极泥中；重力排泥管内的阳极泥重量，等于或大于上端管口的真空抽力。

[0015] 所述的液封装置，包含单向阀、流程泵和液位信号装置，液位信号装置按设定运行。

[0016] 所述的抽真空装置，最好是水喷射真空泵机组或水环式真空泵系统。

[0017] 一种从槽底真空抽吸阳极泥的真空掏槽方法及装置的用途，包括应用于所有电积过程的阳极泥真空掏槽作业。

[0018] 本发明的技术原理和工作过程是：电积过程在一种设有斗型腔室槽底的电积槽中进行。设有斗型腔室槽底的电积槽，包括设有活动密闭槽盖的电积槽和敞口电积槽，采用设定的阳极板、阴极板和电积槽液面。当电积新液进入电积槽，目标金属离子在阴极板上以金属单质沉积，部分非目标金属离子在阳极板上沉积，经过设定的电积过程，电积新液中的目标金属离子贫化，成为电积废液，流出电积槽。随着电积生产连续进行，沉积于阳极板上的阳极泥，从阳极板上脱落，趋向电积槽槽底沉积。由于斗型腔室槽底坡度大于阳极泥在电积新液中的安息角，阳极泥趋向斗型腔室槽底的阳极泥出口汇集。当阳极泥沉积厚度达到设定值时，与阳极泥出口连通的真空阀开启，阳极泥被从槽底真空抽入真空分离装置。在真空分离装置中，阳极泥经重力排泥管流入液封装置，再经流程泵送往阳极泥储槽或浸出系统。汇集于阳极泥出口上部区域的阳极泥，经从槽底真空抽吸排空后，真空阀关闭。由此实现从槽底真空抽吸阳极泥的真空掏槽过程。

[0019] 本发明的优点是：

[0020] 1、真空掏槽过程不占用电积生产时间，有利于增加电积金属产量。

[0021] 2、真空掏槽过程不返浑，消除阳极泥对目标金属沉积质量的影响。

[0022] 3、真空掏槽过程自动化，消除电积过程酸雾对掏槽工人的侵害，尤其是便利实施大型电积槽方案。

[0023] 4、真空掏槽与密闭电积的抽真空装置一体化，减少设备投资和场地占用。

[0024] 5、有效消除人工掏槽作业易于使真空分离装置进入常压状态的误操作影响。

附图说明

[0025] 图1为一种从槽底单点真空抽吸阳极泥的真空掏槽装置示意图；

[0026] 图2为一种从槽底多点真空抽吸阳极泥的真空掏槽装置示意图；

[0027] 图3为一种真空分离装置示意图。

[0028] 图1中，1、电积废液；2、液面；3、阳极板；4、阴极板；5、电积新液；6、电积槽；7、抽真空装置；8、水喷射真空泵机组；9、真空受液装置；10、阳极泥；11、斗型腔室槽底；12、真空阀；13、阳极泥出口；14、阳极泥；15、液封装置；16、重力排泥装置；17、重力排泥管；18、液面；19、真空分离装置；20、真空管。

[0029] 图2中，21、阳极泥；22、斗型腔室槽底；23、真空阀；24、阳极泥出口；25、阳极泥；26、斗型腔室槽底；27、真空阀；28、阳极泥出口。

[0030] 图3中，29、抽真空出口；30、阳极泥入口；31、阳极泥出口；32、流程泵；33、单向阀；34、阳极泥出口；35、液位信号装置。

具体实施方式

[0031] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述，但本发明的保护范围并不局限于实施例所描述的范围。

[0032] 从图1、图2和图3可以看出，本发明是一种从槽底真空抽吸阳极泥的真空掏槽方法，一种从槽底真空抽吸阳极泥的真空掏槽方法，采用斗型腔室槽底的电积槽6，在电积槽斗型腔室槽底11的底部设有阳极泥出口13，使阳极泥10向电积槽槽底的阳极泥出口13 汇集；阳极泥出口13与真空抽吸管20连接，真空抽吸管20又与一真空分离装置19连接；电积槽产生的阳极泥10通过真空分离装置19，在真空状态下从电积槽斗型腔室槽底11的底部阳极泥出口13被抽入到真空分离装置19的真空受液装置9内，再经过重力排泥管17流入液封装置15，最后经流程泵送往阳极泥储槽或浸出系统。在电积槽槽底11的阳极泥出口13与真空抽吸管20之间的管线上设有真空阀12，当阳极泥沉积厚度达到设定值时，与阳极泥出口13连通的真空阀12开启，阳极泥10被从槽底真空抽入真空分离装置19；当汇集于阳极泥出口13上电积槽斗型腔室区域内的阳极泥10，经从槽底真空抽吸排空后，真空阀
12关闭；由此实现从槽底真空抽吸阳极泥的真空掏槽过程。。

[0033] 根据上述方法所提出的从槽底真空抽吸阳极泥的真空掏槽装置是：一种从槽底真空抽吸阳极泥的真空掏槽装置，包括一个电积槽6，电积槽6下部设有向下收敛的斗型腔室槽底11，斗型腔室槽底11的底部设有阳极泥出口13，阳极泥出口13通过真空抽吸管20与一真空分离装置连接19；真空分离装置19内设有真空排泥装置，由真空分离装置19的真空排泥装置排除电积槽所产生的阳极泥。

[0034] 所述的电积槽6，包括设有活动密闭槽盖的电积槽和敞口电积槽。

[0035] 所述的真空分离装置19，包含真空受液装置9、重力排泥装置16和液封装置15。

[0036] 所述的斗型腔室槽底11，是一种下收敛槽底，其槽底坡度大于阳极泥10在电积新液5中的安息角；其阳极泥出口13，设于槽底最低处，由真空阀12控制开启与关闭；真空阀12通过真空管20连通真空分离装置19。

[0037] 所述的真空受液装置9，其侧壁设有至少一个与电积槽6底部真空阀12连通的阳极泥入口30；其顶部设有至少一个与抽真空装置7连通的抽真空出口29；其底部设有至少一个与重力排泥装置16连通的阳极泥出口31。

[0038] 所述的重力排泥装置16，至少可以是一根重力排泥管17。所述的重力排泥管17，其上端管口与真空受液装置9底部的阳极泥出口31连通，其下端管口始终浸没于液封装置15的液面18之下；重力排泥管17内的阳极泥14重量，等于或大于上端管口的真空抽力。

[0039] 所述的液封装置15，包含单向阀33、流程泵34和液位信号装置35，液位信号装置35按设定运行。

[0040] 所述的抽真空装置7，为水喷射真空泵机组或水环式真空泵系统8。

[0041] 本发明的技术原理和工作过程是：电积过程在一种设有斗型腔室槽底11的电积槽6中进行。设有斗型腔室槽底11的电积槽6，包括设有活动密闭槽盖的电积槽和敞口电积槽，采用设定的阳极板3、阴极板4和电积槽液面2。当电积新液5进入电积槽6，目标金属离子在阴极板4上以金属单质沉积，部分非目标金属离子在阳极板3上沉积，经过设定的电积过程，电积新液5中的目标金属离子贫化，成为电积废液1，流出电积槽6。随着电积生产连续进行，沉积于阳极板3上的阳极泥10，从阳极板3上脱落，趋向电积槽6槽底沉积。由于斗型腔室槽底11坡度大于阳极泥10在电积新液5中的安息角，阳极泥10趋向斗型腔室槽底11的阳极泥出口13汇集。当阳极泥10沉积厚度达到设定值时，与阳极泥出口13连通的真空阀12开启，阳极泥13被从槽底真空抽入真空分离装置19。在真空分离装置19中，阳极泥10经重力排泥管17流入液封装置15，再经流程泵32送往阳极泥储槽或浸出系统。汇集于阳极泥出口13上部区域的阳极泥10，经从槽底真空抽吸排空后，真空阀12关闭。由此实现从槽底真空抽吸阳极泥的真空掏槽过程。

[0042] 显然，从槽底真空抽吸阳极泥的真空掏槽方法及装置的用途，包括应用于所有电积过程的阳极泥真空掏槽作业。如，锌电积、铜电积和镍电积等电积过程阳极泥的真空掏槽作业。

[0043] 实施例一：一种从槽底单点真空抽吸阳极泥的真空掏槽装置

[0044] 图1为一种从槽底单点真空抽吸阳极泥的真空掏槽装置，由电积槽6、真空分离装置19和抽真空装置7组成。电积槽6的阳极泥10，是通过真空阀12和真空分离装置19，从设于斗型腔室槽底11的阳极泥出口13进行真空抽吸的。

[0045] 可以看出，电积槽6是一种小型电积槽，只设有一个斗型腔室槽底11。斗型腔室槽底11的槽底坡度大于阳极泥10在电积新液5中的安息角，从阳极板3上脱落下来的阳极泥10，趋向阳极泥出口13汇集。当阳极泥10的沉积层达到设定厚度，真空阀12立即开启。在水喷射真空泵机组8提供的真空抽力作用下，阳极泥10经真空管20抽入真空分离装置19。

[0046] 尽管电积槽液面2的大气压力，足以使阳极泥10流出阳极泥出口13，但当真空管20为常压管时，管道中的空气将趋向液面2上浮，气泡穿过阳极泥10的沉积层时，将对阳极泥10产生搅动效应，并吸附或夹带阳极泥10进入电积新液5中，引起电积新液5返浑，进而影响阴极板4上金属的沉积质量。因此，在阳极泥出口13设置真空阀12，并保持真空管
20和真空分离装置19处于设定的真空度，是非常重要的。

[0047] 真空阀12的开启和关闭控制过程，与阳极泥10的产率和电积槽6的斗型腔室槽底11的设计有关。阳极泥10的产率，通过电积工艺试验确定。

[0048] 斗型腔室槽底11的坡度参数，也是通过电积工艺试验确定的。有必要强调的是，对于矿石原料来源较杂的电锌厂来说，认真测定各种原料条件下的阳极泥10在电积新液5中的安息角，关系到从槽底真空抽吸阳极泥的运行效果。因为不同锌精矿原料产出的阳极泥，其颗粒形态差别可能很大。比如，阳极泥颗粒为片状结构时，其流动性是较差的，尤其是容易形成阳极泥板结。

[0049] 真空分离装置19的真空度参数，与海拔高度关系密切。根据本发明人为多家电锌厂设计并成功应用的阳极泥真空掏槽经验，采用水喷射真空泵机组8提供真空抽力，并将重力排泥管17上端管口高度设置为低于电积槽6槽底，阳极泥真空掏槽系统几乎没有出现运行故障。

[0050] 实施例二：一种从槽底多点真空抽吸阳极泥的真空掏槽装置

[0051] 图2为一种从槽底多点真空抽吸阳极泥的真空掏槽装置，由电积槽6、真空分离装置19和抽真空装置7组成。当采用大型电积槽方案时，实施从槽底多点真空抽吸阳极泥的真空掏槽工艺，是更好的。

[0052] 大型电积槽6由于尺寸太大，如果采用单一斗型腔室槽底结构，电积槽的总高度可能太高，导致电积槽的制造成本大幅升高。图2所示的电积槽6，设有3个斗型腔室槽底11、22和26，所有斗型腔室槽底的槽底坡度均大于阳极泥10或21或25在电积新液5中的安息角；对应设置的阳极泥出口为阳极泥出口13、24和28，对应设置的真空阀为真空阀12、
23和27。

[0053] 图2所示的从槽底多点真空抽吸阳极泥的真空掏槽原理，与实施例一是一样的。从阳极板3上脱落下来的阳极泥10、21和25，分别趋向阳极泥出口13、24和28汇集。当阳极泥10、21和25的沉积层达到设定厚度，真空阀12、23和27同步开启。在水喷射真空泵机组8提供的真空抽力作用下，阳极泥10、21和25，经真空管20抽入真空分离装置19。

[0054] 对于大型电积槽来说，采用从槽底多点真空抽吸阳极泥的真空掏槽工艺方案，更加富有经济意义。如果配套设置低真空电积工艺和机械剥离阴极板沉积金属的工艺，整个电积过程就是一个全自动化的清洁生产过程，阳极泥和电积过程酸雾均得到100%回收利用。

[0055] 实施例三：一种阳极泥真空分离装置

[0056] 图3为一种阳极泥真空分离装置，由真空受液装置9、重力排泥装置16和液封装置15组成，所用真空系统为水环式真空泵系统。比常规真空分离装置较为优越之处，在于重力排泥管17的上端管口高度，设置为低于电积槽6的槽底高度。通常情况下，液封装置15设置在低于电积槽槽底5-10米的地方。这种设置，可充分利用电积槽液面2的势能，有利于降低抽真空装置7的真空抽力，尤其是有效阻抗阳极泥10在真空管20中发生沉积。尽管在真空抽力足够大的条件下，将真空受液装置9设置在高于电积槽6的位置，理论上是可行的，但当阳极泥10在真空管20中发生沉积后，就会显著加大真空掏槽装置的阻力，进而恶化真空掏槽的效果。很多电锌厂的真空掏槽装置应用效果差，这是一个重要原因。从图
3可以看出，液位信号装置35的设置，关系到液封装置15和整个从槽底真空抽吸阳极泥真空掏槽系统的正常化运行。实际应用时，最好采用具有备用液位信号装置35的设计方案。
显然，实施从槽底真空抽吸阳极泥10的真空掏槽方案后，由于真空掏槽抽吸口（即电积槽阳极泥出口13）始终浸没在电积新液5中，完全消除了人工掏槽的阳极泥吸头从液面2下拔出时，易于与大气连通的可能性。因而，完全消除了真空分离装置19和真空管20的真空度的波动性，为实施真空掏槽工艺与电积槽密闭电积工艺一体化方案，提供了技术保障。