專利名稱：用于硫酸銨電解生產(chǎn)過硫酸銨的石墨陰極電解槽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種石墨陰極電解槽，特別涉及一種用于硫酸銨電解生產(chǎn)過硫酸銨的石墨陰極電解槽。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)成熟的生產(chǎn)過硫酸銨方法是普遍采用鉛陰極的電解槽生產(chǎn)過硫酸鹽。電解槽的陰極為金屬鉛板構(gòu)成的無底排籃式電極，每一排籃內(nèi)安裝一排陽極組成一個(gè)電解單元，通常每4-6個(gè)并配以冷卻水盤管的單元組成一個(gè)電解槽用于過硫酸銨的工業(yè)化。在生產(chǎn)過程中鉛陰極在酸性條件下由于鉛自身的特性，會(huì)不斷地被腐蝕溶解于硫酸銨電解液。 由于這一原因，當(dāng)前的鉛陰極電解槽存在如下的問題一、酸性條件下，鉛陰極不斷地溶解，鉛鹽進(jìn)入電解液中，造成鉛進(jìn)入產(chǎn)品中因而導(dǎo)致產(chǎn)品的鉛污染。二、通常鉛陰極使用6-8個(gè)月后，因腐蝕而需要取出維修，造成生產(chǎn)設(shè)備的維修工人工作負(fù)何很高。三、維修工人與鉛電極及鉛電極維修過程中產(chǎn)生的污染物接觸，使工廠員工有吸入較高濃度鉛的風(fēng)險(xiǎn)。四、生產(chǎn)過程中溶解在電解液中的鉛不斷地沉淀在電解槽中形成鉛泥，這是一種環(huán)境危害性極大的重金屬污染物，每臺(tái)槽子每年產(chǎn)生上百公斤。需對(duì)該環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)處置， 處置困難且風(fēng)險(xiǎn)很高。五、因鉛的金屬活動(dòng)性較高(排在氫的前面)，而在電解過程中有氫氣從鉛陰極上析出，因此每一鉛陰極上有析氫電位存在。雖然該電壓不高僅零點(diǎn)幾伏，但電解電流達(dá)數(shù)千安培，由此制造每噸產(chǎn)品耗電能達(dá)1700-1900千瓦時(shí)每噸產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種，其可以解決電解槽陰極的腐蝕和頻繁的維修問題，并可以完全消除生產(chǎn)過程中存在的鉛污染、延長電解槽的維修周期、強(qiáng)化設(shè)備的生產(chǎn)能力、降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。為解決所述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種用于硫酸銨電解生產(chǎn)過硫酸銨的石墨陰極電解槽，其特征在于，其包括陰極石墨排、石墨電極柱、陽極蓋板、陰極銅排、陽極插孔，陰極石墨排、石墨電極柱組成石墨陰極框架，陰極銅排與石墨電極柱的頭部相連，陽極蓋板固定于石墨陰極框架的上方，陽極蓋板上對(duì)應(yīng)地開有一組陽極插孔。本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于本發(fā)明可以解決電解槽陰極的腐蝕和頻繁的維修問題，并可以完全消除生產(chǎn)過程中存在的鉛污染、延長電解槽的維修周期、強(qiáng)化設(shè)備的生產(chǎn)能力、降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。


圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面舉個(gè)較佳實(shí)施例，并結(jié)合附圖來更清楚完整地說明本發(fā)明。如圖1所示，本發(fā)明用于硫酸銨電解生產(chǎn)過硫酸銨的石墨陰極電解槽包括陰極石墨排1、石墨電極柱2、陽極蓋板3、陰極銅排4、陽極插孔5，陰極石墨排1、石墨電極柱2組成石墨陰極框架，陰極銅排4與石墨電極柱2的頭部相連，陽極蓋板3固定于石墨陰極框架的上方，陽極蓋板3上對(duì)應(yīng)地開有一組陽極插孔5。陽極蓋板用于固定陽極和形成液封，陽極插孔用于插入陽極通電，形成電解回路。在正常使用時(shí)，陽極蓋板固定在石墨陰極框架上后浸入盛有一定濃度的硫酸/硫酸銨混合液的槽殼中；然后以陰極銅排為負(fù)極、插在陽極插孔中的陽極為正極，加上適當(dāng)?shù)碾妷翰⒖刂埔欢ǖ碾娏鬟M(jìn)行電解。電解時(shí)電流依次通過陽極、槽殼中的電解液、陰極石墨排和石墨電極柱匯集到陰極銅排，形成電解電流的回路。同時(shí)在陰陽極上發(fā)生如下的電化學(xué)反應(yīng)在陰極石墨排和石墨柱上氫離子得到電子，形成氫氣，反應(yīng)式如下式(1)2H++2e = = H2..................................................................式(1)形成的氫氣，收集在陽極上蓋板和電解液所組成的液封內(nèi)后放空或回收。在陽極上，硫酸根離子失去電子，形成過硫酸根離子，反應(yīng)式如下式(2):2S042:2e == S2O廣............................................................式(2)形成的過硫酸根離子，溶解在電解液中。將電解液蒸發(fā)結(jié)晶，便得到產(chǎn)品過硫酸銨晶體。本發(fā)明的獨(dú)到之處是使用了無析氫電勢(shì)的石墨材料替代了有析氫電勢(shì)的鉛電極， 并且綜合考慮了石墨電極的幾何尺寸和形狀，使陰陽間的電流路徑盡可能縮短而降低電解電壓降，由此達(dá)到了良好的節(jié)能效果。同時(shí)在用石墨取代鉛的改進(jìn)上徹底消除了生產(chǎn)過程中的鉛污染，從而又達(dá)到了良好的環(huán)保效果。除此之外，由于石墨耐硫酸的腐蝕，浸泡在電解液中陰極材料的使用壽命較鉛電極大幅度延長，這使得電解槽的維修周期、維修成本和工人的勞動(dòng)強(qiáng)度有大幅度下降的好處。雖然以上描述了本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這些僅是舉例說明，在不背離本發(fā)明的原理和實(shí)質(zhì)的前提下，可以對(duì)這些實(shí)施方式做出多種變更或修改。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍由所附權(quán)利要求書限定。
權(quán)利要求
1. 一種用于硫酸銨電解生產(chǎn)過硫酸銨的石墨陰極電解槽，其特征在于，其包括陰極石墨排、石墨電極柱、陽極蓋板、陰極銅排、陽極插孔，陰極石墨排、石墨電極柱組成石墨陰極框架，陰極銅排與石墨電極柱的頭部相連，陽極蓋板固定于石墨陰極框架的上方，陽極蓋板上對(duì)應(yīng)地開有一組陽極插孔。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于硫酸銨電解生產(chǎn)過硫酸銨的石墨陰極電解槽，其包括陰極石墨排、石墨電極柱、陽極蓋板、陰極銅排、陽極插孔，陰極石墨排、石墨電極柱組成石墨陰極框架，陰極銅排與石墨電極柱的頭部相連，陽極蓋板固定于石墨陰極框架的上方，陽極蓋板上對(duì)應(yīng)地開有一組陽極插孔。本發(fā)明可以解決電解槽陰極的腐蝕和頻繁的維修問題，并可以完全消除生產(chǎn)過程中存在的鉛污染、延長電解槽的維修周期、強(qiáng)化設(shè)備的生產(chǎn)能力、降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。
文檔編號(hào)C25B1/28GK102345139SQ201110340309
公開日2012年2月8日 申請(qǐng)日期2011年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月1日
發(fā)明者傅瑞芳, 張?zhí)旆? 鐘仁標(biāo) 申請(qǐng)人:上海天壇助劑有限公司