CN113106499A - 一种交错平行流电解槽、电解精炼***和电解精炼方法 - Google Patents

一种交错平行流电解槽、电解精炼***和电解精炼方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于电解精炼领域，尤其涉及一种交错平行流电解槽、电解精炼***和电解精炼方法。本发明提供的交错平行流电解槽在电解槽的每组阴阳极板之间设置有一组逆阴阳极板；其中，逆阴极板靠近阳极板侧，与阴极板规格一致；逆阳极板靠近阴极板侧，与阳极板规格一致；所述逆阴极板和逆阳极板均不与外部电源相连，二者之间通过导体连接；所述电解槽内还设置有电解液交错供液装置；所述电解液交错供液装置在对应每个阴极板和逆阴极板的位置上设置有喷嘴，所述喷嘴用于将电解液从极板一端的两侧面底部射入极板两侧，相邻阴极板和逆阴极板所对应的喷嘴位于相对的两端，构成交错供液。本发明提供的交错平行流电解槽电流效率高，电能消耗少，运行成本低。

Description

一种交错平行流电解槽、电解精炼***和电解精炼方法
技术领域
本发明属于电解精炼领域，尤其涉及一种交错平行流电解槽、电解精炼***和电解精炼方法。
背景技术
铜的制取无论是采取高温火法冶金还是湿法冶金，为了满足电气工业及其它行业对铜性质的要求，粗铜最终都需要采用电解或电积精炼工艺提纯，品质达到4N及以上。
电解精炼是目前采用最为广泛的粗铜提纯工艺，其具体过程为：将粗铜板作为阳极，用纯铜薄片或不锈钢板作阴极，把阴、阳极放在电解槽中，用硫酸、硫酸铜水溶液作电解质，在直流电的作用下，阳极上铜溶解下来，进入溶液，而溶液中的铜在阴极上析出；在此过程中，阳极上比铜电位负的金属进入溶液，而不能在阴极上析出，留在电解液中，待电解液净化过程中去除；贵金属和某些金属由于其电位比铜溶解电位正而不溶，沉淀于槽底成为阳极泥，阴极上析出纯度很高的金属铜。
对于铜电解精炼企业而言，电解生产成本主要有能源、人力、修理、辅料等组成，其中能源占比达到75％及以上，能源中电力成本占比接近95％以上(传统工艺除蒸汽外，平行流工艺、平行射流工艺不消耗蒸汽)，因此电流效率及电耗的高低，直接决定电铜成本，影响企业的经济效益。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种交错平行流电解槽、电解精炼***和电解精炼方法，本发明提供的交错平行流电解槽的电流效率高，电能消耗少，运行成本低。
本发明提供了一种交错平行流电解槽，在电解槽的每组阴阳极板之间设置有一组逆阴阳极板；其中，逆阴极板靠近阳极板侧，与阴极板规格一致；逆阳极板靠近阴极板侧，与阳极板规格一致；所述逆阴极板和逆阳极板均不与外部电源相连，二者之间通过导体连接；
所述电解槽内还设置有电解液交错供液装置；所述电解液交错供液装置在对应每个阴极板和逆阴极板的位置上设置有喷嘴，所述喷嘴用于将电解液从极板一端的两侧面底部射入极板两侧，相邻阴极板和逆阴极板所对应的喷嘴位于相对的两端，构成交错供液。
优选的，相邻极板的间距为80～120mm。
优选的，所述喷嘴位于极板侧面底部以上100～200mm处。
优选的，所述喷嘴的出液口为椭圆形。
本发明提供了一种电解精炼***，包括：
上述技术方案所述的交错平行流电解槽；
与所述交错平行流电解槽的溢流口相连的电解液循环槽；
与所述电解液循环槽的出液口相连的循环泵；所述循环泵的出液口与所述电解液交错供液装置的进液口相连；
与所述交错平行流电解槽的上清液出口相连的上清液槽；
与所述上清液槽出液口相连的净化过滤机；所述净化过滤机的滤液出口与所述电解液循环槽相连接。
优选的，所述***还包括换热器；所述换热器设置在所述循环泵的出液口与电解液交错供液装置的进液口的连接管路上，用于对管路中流经的电解液进行加热。
优选的，所述***还包括阳极泥浓密器；所述阳极泥浓密器的进料口与所述交错平行流电解槽的阳极泥出口相连接。
优选的，所述***还包括旁路管道；所述旁路管道的一端连接所述上清液槽的出液口，另一端连接所述电解液循环槽。
本发明提供了一种电解精炼方法，包括以下步骤：
以待精炼铜板作为阳极板和逆阳极板，在上述技术方案所述的交错平行流电解槽中进行电解精炼，在阴极板和逆阴极板上得到精炼铜。
优选的，所述电解精炼的温度为55～65℃；所述电解精炼的电流密度为350～800A/m2。
与现有技术相比，本发明提供了一种交错平行流电解槽、电解精炼***和电解精炼方法。本发明提供的交错平行流电解槽在电解槽的每组阴阳极板之间设置有一组逆阴阳极板；其中，逆阴极板靠近阳极板侧，与阴极板规格一致；逆阳极板靠近阴极板侧，与阳极板规格一致；所述逆阴极板和逆阳极板均不与外部电源相连，二者之间通过导体连接；所述电解槽内还设置有电解液交错供液装置；所述电解液交错供液装置在对应每个阴极板和逆阴极板的位置上设置有喷嘴，所述喷嘴用于将电解液从极板一端的两侧面底部射入极板两侧，相邻阴极板和逆阴极板所对应的喷嘴位于相对的两端，构成交错供液。进行电解精炼时，电解液经供液装置均匀从阴极板与逆阴极板的底部侧面交错射入，电解液紧贴阴极板和逆阴极板的侧面向上流动，经电解槽顶部溢流出，之后再汇总返回供液装置；电解槽内的阳极板、电解液、阴极板在接通外部电源下形成第一闭合回路；逆阳极板与逆阴极板由导体连接，通过电解液形成第二闭合回路；电解精炼期间，阳极板和逆阳极板不断溶解消耗，阴极板和逆阴极板表面不断析出高纯金属。本发明提供的电解槽通过在每组阴阳极板之间设置有一组逆阴阳极板，显著提升了电解槽的电流效率，降低了电能消耗，其原理具体为：由麦克斯韦方程和洛伦兹力定律可知，电解过程中电解槽内产生电磁场，且随着电流强度的增大，磁场强度也随之增大，磁场与带电物体(电荷或电流)之间的又会相互作用，电解槽通电状态下，槽内整个电解质是一个带电体，在电流作用下，离子发生对流和扩散；因此，电解过程可以充分利用磁场作用，通过增设逆阳极和逆阴极，形成闭合回路，可实现“二次”电解的目的，从而提高电流效率，降低电能消耗，降低生产成本。同时，本发明提供的电解槽还设置了与改进后的极板结构向配合的电解液供液装置，该供液装置可从侧面底部对阴极板和逆阴极板进行交错供液，提高电解槽内电解质的流动性，提升电解精炼效果。此外，在本发明提供的优选技术方案中，供液装置的喷嘴采用椭圆形出液口，椭圆形的出液口够使射出的电解液形成扇形水幕，增强电解液与阴极接触面积，增大阴极扩散层搅动，减少扩散层厚度，减少对阳极的搅动，避免搅动附着在阳极表面的阳极泥，从而消除浓差极化和阳极钝化瓶颈，实现电流密度的提高，产能的增加。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的交错平行流电解槽的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的交错平行流电解槽的极板和喷嘴设置方式的俯视示意图；
图3是本发明实施例提供的绝缘板结构的俯视示意图；
图4是本发明实施例提供的电解槽内极板组合方式的俯视示意图；
图5是本发明实施例提供的电解液交错供液装置的俯视示意图；
图6是本发明实施例提供的喷嘴的结构示意图；
图7是本发明实施例提供的电解精炼***的工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
本发明提供了一种交错平行流电解槽，在电解槽的每组阴阳极板之间设置有一组逆阴阳极板；其中，逆阴极板靠近阳极板侧，与阴极板规格一致；逆阳极板靠近阴极板侧，与阳极板规格一致；所述逆阴极板和逆阳极板均不与外部电源相连，二者之间通过导体连接；
所述电解槽内还设置有电解液交错供液装置；所述电解液交错供液装置在对应每个阴极板和逆阴极板的位置上设置有喷嘴，所述喷嘴用于将电解液从极板一端的两侧面底部射入极板两侧，相邻阴极板和逆阴极板所对应的喷嘴位于相对的两端，构成交错供液。
参见图1和图2，图1是本发明实施例提供的交错平行流电解槽的结构示意图，图2是本发明实施例提供的交错平行流电解槽的极板和喷嘴设置方式的俯视示意图。其中，1表示槽体，2表示极板单元，3表示导电金属排，4表示绝缘板，5表示电解液交错供液装置，6表示溢流口，7表示上清液堵，8表示阳极泥堵，2-1表示阳极板，2-2表示阴极板，2-3表示逆阳极板，2-3表示逆阴极板，5-1表示喷嘴。
本发明提供的交错平行流电解槽包括槽体1、极板单元2、导电金属排3、绝缘板4和电解液交错供液装置5。其中，槽体1的顶部边缘设置有溢流口6，槽体1的底面具有一定的坡度，坡面高位处设置有上清液出口，坡面低位处设置有阳极泥出口，所述上清液出口和阳极泥出口处分别设置有上清液堵7和阳极泥堵8。
在本发明提供的电解槽中，极板单元2设置于槽体1内，包括若干组阴阳极板和若干组逆阴阳极板。其中，每组阴阳极板包括一块阳极板2-1和一块阴极板2-2，阳极板2-1与外部电源的正极相连通，阴极板2-2与外部电源的负极相连通；每组逆阴阳极板包括一块逆阳极板2-3和一块逆阴极板2-4，逆阳极板2-3与阳极板2-1规格一致，逆阴极板2-4与阴极板2-2规格一致，逆阳极板2-3和逆阴极板2-4均不与外部电源相连，二者之间通过导体连接。在本发明中，每组阴阳极板之间设置一组逆阴阳极板，其中，逆阴极板2-4靠近阳极板2-1侧，逆阳极板2-3靠近阴极板2-2侧，如图2所示。在本发明中，相邻极板的间距优选为80～120mm，具体可为80mm、90mm、100mm、110mm或120mm。在本发明中，以铜电解槽为例，阳极板2-1和逆阳极板2-3的材料为待电解精致的粗铜，阴极板2-2和逆阴极板2-4的材料优选为纯铜或不锈钢。
在本发明提供的电解槽中，优选还包括导电金属排3，导电金属排3包括正极导电金属排和负极导电金属排，所述正极导电金属排用于连通阳极板2-1与外部电源的正极，所述负极导电金属排用于连通阴极板2-2与外部电源的负极。在本发明中，导电金属排3的材质优选为铜，即导电铜排。在本发明中，导电金属排3优选紧贴槽体1放置于槽体1的顶部。
在本发明提供的电解槽中，优选还包括绝缘板4，绝缘板4包括绝缘板基板和镶嵌于绝缘板基板中的用于连接逆阳极板2-3和逆阴极板2-4的导体；所述绝缘板基板的材质优选为玻璃钢、三元乙丙橡胶或其它耐温耐酸碱绝缘材质；所述导体的材质优选为铜。在本发明提供的一个实施例中，绝缘板4的结构如图3所示，图3是本发明实施例提供的绝缘板结构的俯视示意图，其中，4-1表示绝缘板基板，4-2表示导体。在本发明中，绝缘板4优选紧贴导电铜排3放置于导电铜排3的顶部。在本发明提供的一个实施例中，电解槽内阳极板、阴极板、逆阳极板和逆阴极板的位置关系，以及逆阳极板与逆阴极板的连接方式如图4所示，图4是本发明实施例提供的电解槽内极板组合方式的俯视示意图，其中，2-1表示阳极板，2-2表示阴极板，2-3表示逆阳极板，2-3表示逆阴极板，4-1表示绝缘板基板，4-2表示导体。
在本发明提供的电解槽中，电解液交错供液装置5设置在槽体1内，用于在阴极板2-2的两侧面和逆阴极板2-4的两侧面交错喷射电解液，更具体来说，电解液交错供液装置5在对应每个阴极板2-2和逆阴极板2-4的位置上设置有喷嘴5-1，喷嘴5-1用于将电解液从极板一端的两侧面底部射入极板两侧，射入方向与极板所在平面相平行，相邻阴极板和逆阴极板所对应的喷嘴5-1位于相对的两端，构成交错供液，如图2所示。在本发明中，电解液交错供液装置5优选为悬挂于槽体1的侧壁或镶嵌于槽体1的侧壁；喷嘴5-1优选位于极板侧面底部以上100～200mm处；喷嘴5-1的出液口优选为椭圆形，椭圆形的出液口可使喷嘴5-1喷射出扇形水幕，所述扇形水幕的喷射方向与极板所在平面相平行。在本发明提供的一个实施例中，电解液交错供液装置5的具体结构如图5所示，图5是本发明实施例提供的电解液交错供液装置的俯视示意图，其中，5-1表示喷嘴，5-2表示供液腔体，5-3表示进液连接管；在本发明提供的上述实施例中，供液腔体5-2为电解液流通管道，其材质优选为不锈钢；喷射5-1安装在供液腔体5-2上，其材质优选为不锈钢或硬质PVC；进液连接管5-3与供液腔体5-2的进液口相连接，其材质优选为PVC不导电绝缘材料。在本发明提供的一个实施例中，喷嘴5-1的具体结构如图6所示，图6是本发明实施例提供的喷嘴的结构示意图，其中，上图展示的为喷嘴主体结构，下图展示的为喷嘴出液口结构，5-11为出液口，5-12为螺纹。
进行电解精炼时，电解液经供液装置均匀从阴极板与逆阴极板的底部侧面交错射入，电解液紧贴阴极板和逆阴极板的侧面向上流动，经电解槽顶部溢流出，之后再汇总返回供液装置；电解槽内的阳极板、电解液、阴极板在接通外部电源下形成第一闭合回路；逆阳极板与逆阴极板由导体连接，通过电解液形成第二闭合回路；电解精炼期间，阳极板和逆阳极板不断溶解消耗，阴极板和逆阴极板表面不断析出高纯金属。
本发明提供的电解槽通过在每组阴阳极板之间设置有一组逆阴阳极板，显著提升了电解槽的电流效率，降低了电能消耗，其原理具体为：由麦克斯韦方程和洛伦兹力定律可知，电解过程中电解槽内产生电磁场，且随着电流强度的增大，磁场强度也随之增大，磁场与带电物体(电荷或电流)之间的又会相互作用，电解槽通电状态下，槽内整个电解质是一个带电体，在电流作用下，离子发生对流和扩散；因此，电解过程可以充分利用磁场作用，通过增设逆阳极和逆阴极，形成闭合回路，可实现“二次”电解的目的，从而提高电流效率，降低电能消耗，降低生产成本。
同时，本发明提供的电解槽还设置了与改进后的极板结构向配合的电解液供液装置，该供液装置可从侧面底部对阴极板和逆阴极板进行交错供液，提高电解槽内电解质的流动性，提升电解精炼效果。
此外，在本发明提供的优选技术方案中，供液装置的喷嘴采用椭圆形出液口，椭圆形的出液口够使射出的电解液形成扇形水幕，增强电解液与阴极接触面积，增大阴极扩散层搅动，减少扩散层厚度，减少对阳极的搅动，避免搅动附着在阳极表面的阳极泥，从而消除浓差极化和阳极钝化瓶颈，实现电流密度的提高，产能的增加。
本发明还提供了一种电解精炼***，包括：
上述技术方案所述的交错平行流电解槽；
与所述交错平行流电解槽的溢流口相连的电解液循环槽；
与所述电解液循环槽的出液口相连的循环泵；所述循环泵的出液口与所述电解液交错供液装置的进液口相连；
与所述交错平行流电解槽的上清液出口相连的上清液槽；
与所述上清液槽出液口相连的净化过滤机；所述净化过滤机的滤液出口与所述电解液循环槽相连接。
参见图7，图7是本发明实施例提供的电解精炼***的工艺流程图。其中，1表示槽体，2表示极板单元，3表示导电金属排，4表示绝缘板，5表示电解液交错供液装置，6表示溢流口，7表示上清液堵，8表示阳极泥堵，9表示电解液循环槽，10表示循环泵，11表示换热器，12表示上清液槽，13表示过滤泵，14表示净化过滤机，15表示阳极泥浓密器。
本发明提供的电解精炼***包括交错平行流电解槽、电解液循环槽9、循环泵10、上清液槽12和净化过滤机14。其中，所述交错平行流电解槽的具体结构在上文中已经介绍，在此不再赘述。
在本发明提供的电解精炼***中，电解液循环槽9用于缓存循环使用的电解液，其上设置有进液口和出液口；电解液循环槽9的进液口与交错平行流电解槽的溢流口6相连。
在本发明提供的电解精炼***中，循环泵10用于将电解液循环槽9内的电解液泵入交错平行流电解槽中，循环泵10的进液口与电解液循环槽9的出液口相连，循环泵10的出液口与交错平行流电解槽中的电解液交错供液装置5的进液口相连。
在本发明提供的电解精炼***中，优选还包括换热器11，换热器11设置在循环泵10的出液口与电解液交错供液装置5的进液口相连管路上，用于对管路中流经的电解液进行加热；换热器11优选为板式换热器。
在本发明提供的电解精炼***中，上清液槽12用于缓存交错平行流电解槽排出的上清液，其上设置有进液口和出液口；上清液槽12的进液口与交错平行流电解槽的上清液出口相连。在本发明中，所述上清液出口设置有上清液堵7，上清液出槽时，人工拔堵后自流汇集到上清液槽12中。
在本发明提供的电解精炼***中，净化过滤机14用于对上清液槽12排出的电解液进行过滤，其上设置有进液口和滤液出口；净化过滤机14的进液口与上清液槽12的出液口相连，净化过滤机14的滤液出口与电解液循环槽9的进液口相连。
在本发明提供的电解精炼***中，优选还包括过滤泵13，过滤泵13设置在上清液槽12的出液口与净化过滤机14的进液口的连接管路上，用于将上清液槽12中的电解液泵入净化过滤机14中。
在本发明提供的电解精炼***中，优选还包括旁路管道，所述旁路管道不经过净化过滤机14，一端连接上清液槽12的出液口，另一端连接电解液循环槽9。在本发明提供的一个设置有过滤泵13的实施例中，所述旁路管道通过过滤泵13与上清液槽12的出液口相连接。
在本发明提供的电解精炼***中，优选还包括阳极泥浓密器15，阳极泥浓密器15用于对交错平行流电解槽排出的阳极泥进行浓密化处理，浓密化的阳极泥泥浆可输送下游工序进行有价金属回收。在本发明中，阳极泥浓密器15上设置有进料口和出料口，阳极泥浓密器15的进料口与交错平行流电解槽的阳极泥出口相连接。在本发明中，阳极泥出口设置有阳极泥堵8，阳极泥出槽时，人工拔堵后自流汇集到阳极泥浓密器15中。
本发明提供的电解精炼***的具体工作过程如下：电解液由电解液循环槽9流出经循环泵10泵入电解液交错供液装置5中，电解液经供液装置5均匀从阴极板与逆阴极板的底部侧面交错射入，电解液紧贴阴极板和逆阴极板的侧面向上流动，经电解槽顶部溢流出，之后再汇总返回到电解液循环槽9；电解精炼期间，阳极板和逆阳极板不断溶解消耗，阴极板和逆阴极板表面不断析出高纯金属；同时，为保证电解液的洁净度，电解精炼期间定期抽取电解槽内的上清液，上清液流经上清液槽12后在净化过滤机14中进行净化过滤，之后再返回到电解液循环槽9中。
本发明提供的电解精炼***设置有本发明提供的交错平行流电解槽，该***运行时的电流密度大，电流效率高，电能消耗少，运行成本低，具有广阔的市场前景。
本发明还提供了一种电解精炼方法，包括以下步骤：
以待精炼铜板作为阳极板和逆阳极板，在上述技术方案所述的交错平行流电解槽中进行电解精炼，在阴极板和逆阴极板上得到精炼铜。
在本发明提供的电解精炼方法在所述交错平行流电解槽中进行电解精炼。其中，所述电解精炼的温度优选为55～65℃，具体可为55℃、56℃、57℃、58℃、59℃、60℃、61℃、62℃、63℃、64℃或65℃；所述电解精炼的电流密度优选为350～800A/m2，具体可为350A/m2、400A/m2、450A/m2、500A/m2、550A/m2、600A/m2、650A/m2、700A/m2、750A/m2或800A/m2；电解精炼过程中，电解液的进液流量优选控制在90～300L/槽·min，具体可为90L/槽·min、120L/槽·min、150L/槽·min、180L/槽·min、210L/槽·min、240L/槽·min、270L/槽·min或300L/槽·min。
本发明提供的电解精炼方法在本发明提供的交错平行流电解槽中进行电解精炼，该方法进行电解精炼时的电流密度大，电流效率高，电能消耗少，运行成本低，具有广阔的市场前景。
为更清楚起见，下面通过以下实施例进行详细说明。
实施例1
一种如图7所示的交错平行流电解精炼***，包括：槽体1，极板单元2，导电金属排3，绝缘板4，电解液交错供液装置5，溢流口6，上清液堵7，阳极泥堵8，电解液循环槽9，循环泵10，换热器11，上清液槽12，过滤泵13，净化过滤机14，阳极泥浓密器15；
其中，槽体1、极板单元2、导电金属排3、绝缘板4、电解液交错供液装置5、溢流口6、上清液堵7和阳极泥堵8构成了所述精炼***的电解槽，该电解槽的具体结构如图1～6所示；
在本实施例中，电解槽的槽体1的顶部边缘设置有溢流口6，槽体1的底面具有一定的坡度，坡面高位处设置有上清液出口，坡面低位处设置有阳极泥出口，所述上清液出口和阳极泥出口处分别设置有上清液堵7和阳极泥堵8；
在本实施例中，电解槽的极板单元2设置在槽体1内，包括顺序循环设置的阳极板2-1、逆阴极板2-4、逆阳极板2-3、阴极板2-2(如图2所示)；以电解精炼铜为例，阳极板2-1和逆阳极板2-3为粗铜板，阴极板2-2和逆阴极板2-3不锈钢板；
在本实施例中，电解槽的导电金属排3包括正极导电金属排和负极导电金属排，所述正极导电金属排连通阳极板2-1与外部电源的正极，所述负极导电金属排连通阴极板2-2与外部电源的负极；导电金属排3的材质为铜，即导电铜排；导电金属排3紧贴槽体1放置于槽体1的顶部；
在本实施例中，电解槽的绝缘板4包括绝缘板基板4-1和镶嵌于绝缘板基板中的导体4-2(如图3所示)，其中，导体4-2连接逆阳极板2-3和逆阴极板2-4；绝缘板基板4-1的材质为耐温耐酸碱绝缘材质；导体4-2的材质为铜；绝缘板4紧贴导电铜排3放置于导电铜排3的顶部。在本实施例中，电解槽内阳极板、阴极板、逆阳极板和逆阴极板的具***置关系，以及逆阳极板与逆阴极板的连接方式如图4所示；
在本实施例中，电解槽的电解液交错供液装置5悬挂于槽体1的侧壁或镶嵌于槽体1的侧壁，其具体结构如图5所示，包括喷嘴5-1、供液腔体5-2和进液连接管5-3；其中，喷嘴5-1用于将电解液从极板一端的两侧面底部射入极板两侧，射入方向与极板所在平面相平行，相邻阴极板和逆阴极板所对应的喷嘴5-1位于相对的两端，构成交错供液，喷嘴5-1位于极板侧面底部以上100mm处；喷嘴5-1的具体结构如图6所示，长度为10～20mm，出液口为椭圆形；喷射5-1安装在供液腔体5-2上，进液连接管5-3与供液腔体5-2的进液口相连接；
在本实施例中，电解液循环槽9上设置有溢流液进液口、上清液进液口、过滤液进液口和出液口，电解液循环槽9的溢流液进液口与交错平行流电解槽的溢流口6相连；
在本实施例中，循环泵10的进液口与电解液循环槽9的出液口相连，循环泵10的出液口与电解液交错供液装置5的进液连接管5-3相连；
在本实施例中，换热器11设置在循环泵10的出液口与电解液交错供液装置5的相连管路上，具体为板式换热器；
在本实施例中，上清液槽12设置有进液口和出液口，上清液槽12的进液口与交错平行流电解槽的上清液出口相连；
在本实施例中，过滤泵13设置在上清液槽12的出液口管路上，过滤泵13的出液口分别与电解液循环槽9的上清液进液口和净化过滤机14的进液口相连；
在本实施例中，净化过滤机14设置有进液口和滤液出口，净化过滤机14的进液口与过滤泵13的出液口相连，净化过滤机14的滤液出口与电解液循环槽9的过滤液进液口相连；
在本实施例中，阳极泥浓密器15设置有进料口和出料口，阳极泥浓密器15的进料口与交错平行流电解槽的阳极泥出口相连接。
实施例2
一种粗铜的电解精炼方法，在实施例1所述***中进行，具体过程包括：
在槽体1内按照阳极板2-1、逆阴极板2-4、逆阳极板2-3、阴极板2-2的顺序，依次重复循环安装极板，极间距离为100mm，阳极和逆阳极的合计铜装入量为974.05吨；启动循环泵10，将电解液(电解液成分：Cu2+45～55g/L，H2SO4160～185g/L，Cl-45～65mg/L)输送至电解液交错供液装置5，输送流量为150L/槽·min；电解液通过安装在电解液交错供液装置5上的喷射5-1从阴极板2-2与逆阴极板2-4底部以上100mm处交错扇形射入阴极板2-2和逆阴极板2-4的两侧，紧贴阴极板2-2和逆阴极板2-4的板面由下而上流动，从电解槽顶部的溢流口6汇流后进入回液管道，汇集后进入电解液循环槽9，开始下一轮电解液输送循环；待电解液温度加热至58℃时，电流密度设定为600A/m2，开始通电作业；通电作业80h后，出槽阴极和逆阴极铜，经洗涤、剥片、打包、称重后，计量得到263.17吨，理论应产铜146.86吨，计算可知电流效率179.2％；继续通电80h后，出槽阴极和逆阴极铜，经洗涤、剥片、打包、称重后，计量得到267.13吨，理论应产铜146.86吨，计算可知电流效率181.89％；再继续通电80h后，出槽阴极和逆阴极铜，经洗涤、剥片、打包、称重后，计量得到265.19吨，理论应产铜146.86吨，计算可知电流效率180.57％；阴极电解3个相同周期后，1个阳极周期结束，出槽残极，洗涤，打包，称重获得残极152.08吨，计算可知残极率为15.61％，符合电解技术经济指标。
1个阳极周期结束，直流电计量显示总电量为172995.21kwh，对标常规电解工艺，电耗下降45％。电耗的下降，体现为最为明显的是生产成本的下降，电解过程中，电力成本约占比总成本68％，总成本下降30.6％。
需要说明的是，本实施例中所述的常规电解工艺是指在实施例工艺基础上移除逆阳极板和逆阴极板，极间距依然保持为100mm，合计铜装入量相同。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种交错平行流电解槽，其特征在于，在电解槽的每组阴阳极板之间设置有一组逆阴阳极板；其中，逆阴极板靠近阳极板侧，与阴极板规格一致；逆阳极板靠近阴极板侧，与阳极板规格一致；所述逆阴极板和逆阳极板均不与外部电源相连，二者之间通过导体连接；
所述电解槽内还设置有电解液交错供液装置；所述电解液交错供液装置在对应每个阴极板和逆阴极板的位置上设置有喷嘴，所述喷嘴用于将电解液从极板一端的两侧面底部射入极板两侧，相邻阴极板和逆阴极板所对应的喷嘴位于相对的两端，构成交错供液。
2.根据权利要求1所述的交错平行流电解槽，其特征在于，相邻极板的间距为80～120mm。
3.根据权利要求1所述的交错平行流电解槽，其特征在于，所述喷嘴位于极板侧面底部以上100～200mm处。
4.根据权利要求1所述的交错平行流电解槽，其特征在于，所述喷嘴的出液口为椭圆形。
5.一种电解精炼***，包括：
权利要求1～4任一项所述的交错平行流电解槽；
与所述交错平行流电解槽的溢流口相连的电解液循环槽；
与所述电解液循环槽的出液口相连的循环泵；所述循环泵的出液口与所述电解液交错供液装置的进液口相连；
与所述交错平行流电解槽的上清液出口相连的上清液槽；
与所述上清液槽出液口相连的净化过滤机；所述净化过滤机的滤液出口与所述电解液循环槽相连接。
6.根据权利要求5所述的电解***，其特征在于，还包括换热器；所述换热器设置在所述循环泵的出液口与电解液交错供液装置的进液口的连接管路上，用于对管路中流经的电解液进行加热。
7.根据权利要求5所述的电解***，其特征在于，还包括阳极泥浓密器；所述阳极泥浓密器的进料口与所述交错平行流电解槽的阳极泥出口相连接。
8.根据权利要求5所述的电解***，其特征在于，还包括旁路管道；所述旁路管道的一端连接所述上清液槽的出液口，另一端连接所述电解液循环槽。
9.一种电解精炼方法，包括以下步骤：
以待精炼铜板作为阳极板和逆阳极板，在权利要求1～4任一项所述的交错平行流电解槽中进行电解精炼，在阴极板和逆阴极板上得到精炼铜。
10.根据权利要求9所述的电解精炼方法，其特征在于，所述电解精炼的温度为55～65℃；所述电解精炼的电流密度为350～800A/m2。
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