专利汇可以提供用于金属电解沉积的喷泉式床电极电解池专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且这里描述了一种 电解 沉积 电解池 ,其具有生长金属珠(15)的喷泉式床 电极 (16),由半透膜隔开,并且适于在模 块 安排中被组装在堆叠中。,下面是用于金属电解沉积的喷泉式床电极电解池专利的具体信息内容。
1.一种用于从金属离子溶液中电解沉积金属的堆叠电解池阵列的 电解池单元,包括由绝缘膜隔开的阳极外壳和阴极外壳,所述阳极外壳 由阳极板限定,且设置有用于向阳极传送直流电的至少一个导电突起, 所述阴极外壳由阴极板限定,且设置有能够形成金属珠的喷泉式床的至 少一个引流管,所述膜设置有与所述金属珠的喷泉式床对应的穿孔,其 允许电解液的自由流通而阻碍所述金属珠从阴极室进入阳极室通过。
2.根据权利要求1所述的电解池单元,其中,所述至少一个导电 突起被成形为肋。
3.根据权利要求2所述的电解池单元,其中,所述肋具有所述阳 极被紧固到其上的第一主表面,以及设置有接触带的第二主表面,所述 接触带被焊接到所述阳极板。
4.根据权利要求2或3所述的电解池单元,其中,所述阳极外壳 还包括肋形间隔体。
5.根据以上权利要求所述的电解池单元,其中,所述阴极外壳由 棒阵列构成。
6.根据权利要求5所述的电解池单元,其中,所述棒是矩形的。
7.根据以上权利要求中任何一个所述的电解池单元,其中,所述 阴极外壳包括至少一个用于观察的窗口。
8.根据以上权利要求所述的电解池单元,其中,所述阳极外壳和 所述阴极外壳包括周边平坦区域,例如框或凸缘,用于将所述阳极外壳 固定到所述阴极外壳。
9.根据以上权利要求所述的电解池单元,其中,所述阳极外壳由 钛或其合金制成,所述阴极外壳由不锈钢、镍或钛制成。
10.根据权利要求9所述的电解池单元,其中,所述阳极是网状钛 结构,在其至少一个表面上涂覆有贵金属或贵金属氧化物。
11.根据权利要求9或10所述的电解池单元,其中,使得所述阳 极外壳与电解池阵列中相邻电解池单元的阴极外壳接触,并且在其间设 置有至少一个双金属带。
12.根据权利要求11所述的电解池单元,其中,所述至少一个双 金属带被焊接到所述阴极外壳和所述阳极外壳中的至少一个。
13.根据权利要求12所述的电解池单元,其中,所述至少一个双 金属带被焊接到所述阳极外壳对应于所述至少一个导电突起。
14.根据权利要求13所述的电解池单元,其中,所述至少一个双 金属带和所述至少一个导电突起在一个单个步骤中被焊接到所述阳极 外壳。
15.根据以上权利要求所述的电解池单元,其中,所述绝缘膜形成 全面垫片,该垫片至少在其周边部分参与所述阳极外壳与所述阴极外壳 之间的液压密封。
16.根据权利要求15所述的电解池单元,其中,所述绝缘膜设置 有额外的绝缘罩,其对应于与所述阳极外缘和/或所述至少一个引流管 的竖直边接触的区域。
17.根据以上权利要求所述的电解池单元,其中,所述绝缘膜由织 造织物形成。
18.根据权利要求17所述的电解池单元,其中,所述织物被织成 平纹或反向席型纹。
19.根据权利要求18所述的电解池单元,其中,所述织物的纬线 与经线的直径比在1.15到1.5之间。
20.根据权利要求19所述的电解池单元,其中,所述织物的纬线 与经线的直径比为约5∶4。
21.根据权利要求17到20所述的电解池单元,其中,经线间距与 经线直径的比大于3。
22.根据权利要求17到21所述的电解池单元,其中,所述织物的 厚度在0.4mm到0.6mm之间。
23.根据权利要求17到22所述的电解池单元,其中,所述织物是 聚酯织物。
24.根据权利要求10所述的电解池单元,其中,所述绝缘膜通过 在所述网状钛阳极与涂覆有贵金属或贵金属氧化物的所述至少一个表 面相对的表面上施用绝缘涂层来获得。
25.根据权利要求24所述的电解池单元,其中,所述绝缘涂层是 陶瓷涂层。
26.根据权利要求25所述的电解池单元,其中,所述陶瓷涂层选 自由电子管金属氧化物和碳化硅组成的组中。
27.根据权利要求26所述的电解池单元,其中,所述陶瓷涂层通 过等离子体喷涂施用。
28.根据权利要求24所述的电解池单元,其中,所述绝缘涂层包 括氟化的聚合材料。
29.根据以上权利要求所述的电解池单元,其中,所述至少一个引 流管是矩形管。
30.根据权利要求29所述的电解池单元,其中,所述矩形管由抗 腐蚀金属制成,优选地由不锈钢或钛制成。
31.根据权利要求30所述的电解池单元,其中,所述金属矩形管 至少在其平行于所述阳极板和所述阴极板的两个主表面上设置有绝缘 外涂层和/或泡沫带。
32.根据权利要求29至31所述的电解池单元,其中,所述矩形管 的深度等于限定所述阴极外壳的所述阴极板与所述膜之间的距离。
33.根据权利要求29至32所述的电解池单元,其中,所述至少一 个引流管的底部设置有相对于管宽度增大的入口。
34.根据权利要求29至33所述的电解池单元,其中,所述至少一 个引流管在其下部设置有箭头形元件,其相对于水平线的角度在60°到 80°之间,优选地等于约70°。
35.根据以上权利要求所述的电解池单元,其中,所述至少一个引 流管包括设置有至少一个管口的基部,所述管口用于送入电解液,从而 产生能够形成金属珠的所述喷泉式床的移动。
36.根据权利要求35所述的电解池单元,其中,所述至少一个管 口是双管口,其包括位于电解池基部的外部部分,以及延伸到所述至少 一个引流管内或入口附近的内部部分。
37.根据权利要求35或36所述的电解池单元,其中,双管口的所 述内部部分设置有穿孔,其允许电解液通过而阻碍所述金属珠通过。
38.根据以上权利要求所述的电解池单元,还包括至少一个折流 板,其被放在所述至少一个引流管顶部的上方,适于控制所述喷泉式床 的高度。
39.根据权利要求38所述的电解池单元,其中,所述至少一个折 流板一般是屋顶形的。
40.根据权利要求38或39所述的电解池单元,其中,所述至少一 个折流板设置有孔,其允许电解液的自由通过而阻碍所述金属珠通过。
41.根据以上权利要求所述的电解池单元,还设置有珠溢出系统, 其包括放在与所述至少一个引流管顶部相近高度处的至少一个堰,以及 用于收集溢出的珠的罐。
42.根据权利要求41所述的电解池单元,其中,所述罐设置有用 于将所述溢出的珠从底部排出的装置。
43.根据权利要求41或42所述的电解池单元,其中,所述罐具有 锥形底部。
44.根据以上权利要求所述的电解池单元,还包括设置有过滤元件 的电解液排出管,所述过滤元件允许电解液从电解池中排出而防止所述 金属珠排出。
45.根据以上权利要求所述的电解池单元,还包括用于将所述金属 珠从其中排出的珠排出设备,其设置有排出管以及T形隔离元件,在其 水平段中送入电解液。
46.一种堆叠电解沉积电解池单元阵列,每一个电解池单元包括由 阳极板限定的阳极外壳和由阴极板限定的阴极外壳,并且包括形成金属 珠的喷泉式床的引流管,所述阳极板接触阵列中相邻电解池的阴极板。
47.根据权利要求46所述的阵列,其中,所述阳极板通过双金属 接触带接触所述相邻电解池的所述阴极板。
48.根据权利要求46或47所述的阵列,其中,在堆叠电解池单元 之前,每一个电解池单元的所述阳极外壳和所述阴极外壳被相互固定。
49.根据权利要求46至48所述的阵列,其中,电解池单元是权利 要求1至45的电解池单元。
50.一种用于金属的电解沉积的方法,包括将金属珠送入权利要求 1至45的电解池单元的阴极室中,使所述珠与所述阴极板电接触,并在 通过所述至少一个引流管供应的含有金属离子的电解液的作用下,使受 到阴极电势的所述珠参入喷泉式床。
51.根据权利要求50所述的方法,其中,所述喷泉式床由设置在 所述至少一个引流管的一侧上、填充有珠的一般为矩形的至少一个环形 成。
52.根据权利要求50所述的方法,其中,所述喷泉式床由设置在 所述至少一个引流管的相对各侧上、填充有珠的一般为矩形的两个环形 成。
53.根据权利要求51或52所述的方法,其中,所述两个填充有珠 的矩形环允许自发形成填充所述阴极外壳下部拐角的珠的移动锥体,并 允许自然形成进入在所述至少一个引流管基部下方的竖直间隙中的珠 流动通道。
54.根据权利要求50至53所述的方法,其中,将被电解沉积的所 述金属选自由铜、锡、锰、锌、镍、铬和钴组成的组。
55.一种用于金属电解沉积的堆叠电解池阵列的电解池单元,其包 括与说明书和附图中不同的元件。
从移动床电解池中还原金属,虽然离实际工业应用还很远,但是在 本领域中已经公知为一种极具吸引力的技术。移动床金属沉积最初在 Scott等人的美国专利4,272,333中被描述为对流化床金属沉积(例如 参见美国专利4,141,804)的更一般概念的改进。金属珠床由液体电解 液流悬浮,直到它超过金属阴极的最上边,溢出由这种阴极和半透膜限 定的室,将下降床和阳极分开。下降床因此被阴极极化,电解液中的金 属离子可以在珠上放电使它们生长。所公开的方法允许将珠作为小的种 子提供,并且在达到期望生长度之后将它们从电解池中排出,但是却具 有一个明显的缺点,即其基本上是一个间歇式方法。此外,电解池必须 作为单个电解池操作,不可能以层状排列方式被有效堆叠,因此其每单 位体积或每单位装置表面的生产能力是很有限的。
在美国专利5,635,051和5,958,210的公开中提供了对这一概念的 重要改进,所述公开针对的是锌的电解沉积。在该情况中,阴极室包括 通过供应给引流管的电解液的上升运动而生成的喷泉式床,并且在设置 于该管两侧的下降区中分成两个环(annu1us)。阴极室和阳极室用例 如离子交换膜等的离子可透过隔层分开。因此,阳极液和阴极液被物理 地分开,并且生长的珠被再次排除在阳极室外,但是允许将被沉积的离 子通过而从阳极室到达阴极室。就工作能力、非常平坦、以及甚至可以 预见多个引流管的并行排列和相关的下降珠环以增加其至少一个尺寸 的大小的可能性而言,该电解池比在美国专利4,272,333中公开的那种 稍微好些。尽管如此,其中公开的沉积仍旧是典型的间歇式过程,为了 保持电解池条件的一定稳定性,必须用精细的恢复程序来抵消阳极液室 中金属离子的消耗。
本发明的一个目标是提供一种克服了现有技术的缺点,用于从金属 溶液中回收金属的喷泉式床电解池。
在不同的方面中,本发明的目标是提供一种克服了现有技术的缺 点,用于从含有金属离子的电解液中电解沉积金属的方法。
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