深圳宇众环保科技有限公司电解原理及工程概况解析

深圳宇众环保科技有限公司电解原理及工程概况解析

編輯：

1. 项目概况

二、一般设计准则

3.电解原理

当电解槽的蚀刻液阳极和阴极通电时，溶液中的铜离子（Cu）向阴极移动，到达阴极后获得电子并在阴极析出纯铜（又称氯化铜）。由于这些离子比铜离子更不容易析出，因此，电解时只要适当调节电位差，就可以避免这些离子在阳极上的析出。

电能转换成化学能的过程，即直流电通过电解池，在电极-溶液界面发生电化学反应的过程。接通电源后，在外电场作用下，蚀刻液中的正、负离子分别向阴极和阳极迁移，离子在电极-溶液界面发生电化学反应。在阴极进行还原反应。电解是一种非常有力的促进氧化还原反应的手段，许多难以进行的氧化还原反应都可以通过电解实现。例如熔融的氟化物在阳极可以氧化成单质氟，熔融的锂盐在阴极可以还原成金属锂。电解工业在国民经济中占有重要的地位，许多有色金属和稀有金属的冶炼，金属的精炼，基础化工产品的制备，以及电镀、电解抛光、阳极氧化等都是通过电解实现的。

4. 技术介绍

旋流电解技术是一种有效的金属分离和提纯方法，是一种能选择性电解（电分解）有价金属的新技术，特别适用于冶金工业中低浓度溶液、成分复杂的溶液的选择性电解（电分解）分离提纯，以及废水中重金属离子的剥离。

1.工作原理

一切电解技术都是基于电化学基本理论，旋风电解技术也不例外。传统电解技术将阴极和阴极置于缓流或静止的槽内，在电场作用下，阴离子向阳极移动，阳离子向阴极移动。通过控制一定的技术条件，使所需的金属阳离子在阴极上进行电子沉积，从而得到电解产物。

2.阴极反应：

金属离子在阴极获得电子，形成金属

Me+(aq)+e-→Me(S)

3、阳极反应：

阴极获得的电子需要与阳极失去的电子相平衡。阳极可能发生几种反应。最重要的反应是溶液中的水氧化产生氧气。反应如下：

2H2O → O2(g)+4H++4e-

当电解液中金属浓度降低时，很难保证金属在阴极被还原而不发生其他反应。金属浓度低时最有可能发生的化学反应是氢气的生成，如下所示：

2H+(水溶液)+2e-→H2(气体)

旋风电解技术是依据各个金属离子的理论沉淀电位（E¢）的差异，也就是所要提取的金属离子。

只要金属与溶液体系中其他金属离子具有较大的电位差，电位较正的金属往往会优先在阴极析出。其关键是通过高速溶液流动来消除浓差极化等对电解的不利因素，避免传统电解过程受各种因素（离子浓度、析出电位、浓差极化、过电位、pH值等）影响的局限性，在简单的工艺条件下就能生产出高质量的金属产品。

5.技术数据表

1. 平面图

2. 设计原则

每套旋风电解装置采用不锈钢（钛）作为阴极筒体，弹性不锈钢板（钛板）作为阴极起始板，置于筒体内部，紧贴内壁，阴极导电面积为0.5㎡（1㎡），根据溶液中金属离子浓度不同，最终控制阴极析出产物，阴极可析出金属板或金属粉末，阳极采用镀钛阳极。

设备主要部件：

（1）阴极组件：电解装置阴极是电解装置的主体部分，极板采用直径150mm的不锈钢管或钛管冲压成型，粉料采用直径200mm的不锈钢管或钛管冲压成型。

（2）阳极组件：是该装置的核心部件，直径50毫米，材质为SC3涂层钛材，为适应不同的环境介质，钛涂层材料会有所不同。

（3）端部（ABS）：电解槽端部采用ABS塑料模压、机加工而成。此部分设有溶液的进出管，并与相应的进出管相连接。同时，在顶端设有气体出口。

（4）端盖：各端配有螺纹连接的端盖。

（5）其他：如阴极电连接器、阴极屏蔽、内管及各种密封件。

图中数字代表：1.上端盖，2.阳极定位杆，3.上连接件，4.外槽，5.阳极，6.阴极，7.下连接件，8.密封组件，9.电气连接组件，10.下端盖

3. 工作流程

旋风电解装置运行过程：溶液在输液泵作用下从槽体底部进入旋风槽，在槽体内高速流动，在阴极处析出金属沉积物。由于采用惰性阳极，在阳极上析出气体，气体随时通过槽顶排气装置排出，浓缩后进行后续处理。旋风槽以若干个槽体为一个模块工作，单个旋风槽相当于传统电解槽中的一对阴极和阴极板。定期从顶部取出阴极产物（底部取粉）（一般阴极达到25~30公斤重量时需收集），重新插上起始电极后继续电解。

六、环境效益分析

我们的技术发展策略是源头预防污染而非被动事后治理，对PCB企业各工序污染源特性进行本质分析，确定回收利用和清洁生产的技术可行性；根据各工序（即污染源）产生的不同种类废液（蚀刻废液、初级洗涤废水）的具体特性，分别实施资源化利用和无害化策略，有价值的部分回收利用、有用的部分充分再利用，确保PCB企业蚀刻工序生产品质更加稳定、含铜废液零排放、生产成本大幅降低（≥75%）。

7. 设备图片

8. 流程

——魏文新，《印制电路世界》