[实用新型]活动阴极室电解制备硫酸亚锡的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电解制备硫酸亚锡的装置。

背景技术

硫酸亚锡为白色粉状晶体，常温时易溶于水。硫酸亚锡作为一种重要的无机化工原料，它广泛用于合金、马口铁、汽缸活塞、钢丝等酸性电镀，以及电子器件的光亮镀锡、铝合金装饰性彩镀、电子元件电镀、铝合金制品的氧化着色及印染工业中的媒染剂等。近年来，硫酸作为水泥煅烧的添加剂，用于制备“绿色”环保水泥，可以抑制水泥生产过程中重金属组分的挥发，从而降低环境污染。

硫酸亚锡的制备方法工业上大致上可分为化学法和电解法。化学法是采用锡或氧化亚锡与酸、盐等反应制备得到硫酸亚锡溶液，然后再经过浓缩等方法制备SnSO₄固体产品。化学法是SnSO₄的传统生产方法，锡的转化率可达85.6%，产品纯度达到98%，但设备投资大，需耗用大量去离子水和HCl，NaCO₃等化工原料。化学法和电解法制备SnSO₄比较成本高，缺乏竞争优势。

电解法制备SnSO₄包括无隔膜电解法、隔膜电解法和微孔性隔膜电解法。由于氢超电压的存在，电解时Sn²⁺在阴极上还原沉积的反应远比放电逸出氢气的反应优先发生，因此溶液中的Sn²⁺通过对流、扩散、电迁移和机械搅动可迅速到达阴极上放电，生成大量海绵锡，大大降低了电流效率。海绵锡如不及时清理，会造成两极短路，目前这一方法已经被淘汰。

隔膜电解法就是采用隔膜将电解槽的阴阳两极分隔开，锡阳极在阳极区发生氧化反应生成Sn²⁺，由于隔膜的阻隔作用，Sn²⁺较难进入阴极区而在阴极放电生成海绵锡，该生产工艺大大提高了电流效率，残极可重新熔铸新极板，锡利用率可达到98%以上，产品质量达到分析纯。主要有微孔性隔膜电解法和阴离子隔膜电解法，性能更优越的是阴离子隔膜。电解开始后，阳极区的Sn²⁺在电场的作用下向阴极方向迁移，由于Sn²⁺与固定离子同电荷，因此产生排斥力，不能穿过隔膜通道，而阴极区的OH^-、SO₄^2-等阴离子可以与通道四周的固定离子进行交换，穿过隔膜，完成导电和补充OH^-、SO₄^2-，隔膜既阻止了两极阳离子的对流和扩散，又阻止了其电迁移，该法的电流效率达到99%以上，产品纯度达到99%以上，目前多数厂家采用阴离子隔膜电解法制备硫酸亚锡。但隔膜法电解法槽电压高、电解过程中仍会产生大量的海绵锡，隔膜槽维护困难。

发明内容

为了克服已有隔膜电解法制备硫酸亚锡的装置的槽电压高、隔膜槽维护困难、加工成本较高的不足，本实用新型提供一种降低槽电压、隔膜维护槽维护方便、降低加工成本的活动阴极室电解制备硫酸亚锡的装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种活动阴极室电解制备硫酸亚锡的装置，包括电解槽和布置在电解槽内的阳极、阴极，所述阴极的两侧分别布置阳极，所述阴极与阳极之间设有隔膜，所述电解单元槽内设有活动阴极室，所述活动阴极室位于两块相邻阳极之间，所述活动阴极室包括阴极腔和隔膜框，所述阴极位于所述阴极腔内，所述阴极腔的两侧布置所述隔膜框，所述隔膜位于所述隔膜框内，所述隔膜框与阴极腔之间设有密封垫圈。

作为优选的一种方案，所述隔膜位于所述隔膜框靠近阴极腔的一侧，所述阴极腔的侧面与所述隔膜之间设有内密封垫圈，所述隔膜与隔膜框之间设有外密封垫圈。

进一步，所述阳极有多块，多块阳极等间隔布置。

再进一步，所述阳极为锡板或锡锭填充床电极，所述阴极为锡板，所述隔膜为聚合物阴离子隔膜。

所述阴极腔为矩形槽，所述矩形槽的两侧面镂空，所述隔膜固定在镂空的两个侧面上。

本实用新型的技术构思为：本实用新型针对电解法制备SnSO₄过程中存在的海绵锡处理困难、难密封和槽电压高等缺点，设计了一种活动阴极室电解装置电解制备硫酸亚锡，采用隔膜电解法制备硫酸亚锡，锡板为阳极材料，锡板为阴极材料，聚合物阴离子膜为隔膜材料。将阴极、阴极腔和隔膜组成活动阴极室整体置于阳极槽中构成活动阴极室电解装置，阴极锡板悬挂于活动阴极室中间，阳极锡板置于活动阴极室两侧阴离子膜外侧。整个阴极室和隔膜可整体取出、移动、更换。