简介

一、技术背景
电解加工是金属工件在电解液中发生阳极溶解的一种加工方法。早在1929年W.Gussef就进行了电解加工试验，这种利用电化学阳极溶解原理进行零件成型的方法作为一种工艺的真正确立是在前苏联在炮管膛或加工中实现的。至今，电解加工经历了曲折的发展过程，因为在高流速、大电流、小间隙的加工条件下，间隙电场、流场、电化学作用交互影响，难以得到均匀的间隙，加工精度和加工稳定性差，参数自动控制困难，这些问题成为电解加工进一步推广的障碍，使电解加工的应用范围一度收窄。
半个世纪来，国内外学者和业内人士不懈地在电解加工工艺、设备、测试方面进行了大量研究，技术逐渐提高和完善，使电解加工技术具备了重新崛起的条件。二十一世纪高新产品精度与表面质量要求越来越高，材料更强、更硬、更韧。为解决精密加工的困难，电解加工正发挥独特上风，从一般特种加工向精密特种加工发展。
二、技术原理
旋流电解技术是一种有效分离和提纯金属的方法，是一种能够对
有价金属进行选择性电解（电积）的专利技术。
（1）传统电解技术
传统电解技术的原理是通过电场的作用将阴阳极放置在缓慢流动或停滞的槽体内，在电场的作用下，阴离子向阳极定向移动，阳离子向阴极定向移动，通过控制一定的技术条件，欲获得的金属阳离子在阴极得到电子沉积析出，从而得到电解产品。
阴极反应：
         金属离子在阴极得到电子形成金属
             Me+(aq)+e- →Me(S)
阳极反应：
阴极得到的电子需要通过阳极失去电子来平衡。阳极有几个可能的反应，最主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-
当电解液的金属浓度降低时，很难保证金属在阴极还原而不发生其它反应。金属浓度较低时最易发生的化学反应是氢气的产生，如下：
             2H+(aq)+2e- → H2(g)
（2）旋流电解技术
旋流电解技术是基于各金属离子理论析出电位（E¢）的差异，即欲被提取的出来。金属只要与溶液体系中其他金属离子有较大的电位差，则电位较正的金属易于在阴极优先析出，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，避免了传统电解过程受多种因素（离子浓度、析出电位、浓差极化、超电位、pH 值等）影响的限制，可以通过简单的技术条件生产出高质量的金属产品。设备的平面布置图如图1所示。

（3）旋流电解装置工作过程
旋流电解装置的作业过程：溶液在输液泵的作用下从槽底进入旋流槽，在槽体内高速流动，阴极析出金属沉积物，由于采用惰性阳极，因此在阳极上析出气体，该气体通过槽顶的排气装置随时排除并集中
进行后序处理。旋流槽工作以若干个槽体为一个模块，单个旋流槽相当于传统电解槽的一对阴阳极。阴极产物定期（一般情况，阴极在达 到25到30公斤的重量时需要进行采集）从顶部取出（粉末从底部），重新放入始极片后继续电解。

三、应用影响
旋流电解技术，主要运用于各类酸性体系（硫酸，盐酸，硝酸及氰化物）中，进行铜、银、金、铂与其他有价金属的生产和回收，以及混合金属溶液的分离以及含重金属离子废水的处理等。该技术可运用于有色金属，特别是稀贵金属冶炼和电镀废水、PCB（印刷电路板）、废旧金属、废电池回收处理等行业。
旋流电解技术能够选择性提纯铜电解后溶液中的铜，并得到标准阴极铜产品，同时能够对溶液中的杂质高效脱除，通过该技术不仅对含铜溶液的处理方式变得简单，而且大大增加了产品价值，使企业的经济效益得到提升。除了铜以外，旋流电解技术由于其自身的特点可以应用于其他有价金属的回收，其中包括锡，钴和镍等。其析出的金属产品质量好，有很强的金属光泽，金属生长致密，在旋流电解设备装置中还能捕捉气体，显著改善工作环境，故有广泛的发展前景。
四、效果指标
目前，此方案已经进入生试阶段，得到了广泛的应用。
此技术的环保效果：从源头改善工业污染，对PCB企业各工序的污染源特征进行本质分析，以确定其采用循环使用、清洁生产的技术可能性；针对各工序（即污染源）产出的不同类型液体废物（废蚀刻液、一次洗涤废水、）之具体特点，分别实行资源化、无害化战略，对其有价值部分进行回收，有用部分进行完全回用，以确保 PCB 企业蚀刻工序在生产品质上更稳定、含铜废液零排放、使生产成本大幅降低（≥75%）。
案例详述
设备图片如图3所示。

五、应用范围

目前，本公司的合作客户包括美国GE，美国3M，GEA集团，赛科，三菱重工，壳牌，日挥，中国石化和中国石油等国内外企业。
该技术主要应用于有色金属，特别是稀贵金属冶炼和电镀废水、PCB（印刷电路板）、废旧金属、废电池回收处理等行业。

六、案例

糖精厂含铜资源再生项目
制糖工业废水由于其流量大、有机物浓度高、且季节性生产的特点，使污水处理工艺难以按照常规方式进行。本研究选择适合北方地区特点、运行费用低、再启动快捷的水解-好氧-化学氧化-混凝沉淀的处理工艺，将生化与物化方法相结合，最后达到理想的效果。某糖厂制糖生产为秋季生产，废水排放流量为10000m3/d，考虑水量波动性，取时变化系数 1.2，则时最大流量为500m3/h。本项目处理后的排放水达到国家污水综合排放标准(GB8978-96)一级标准。图4展示了EDTA化学镀铜液的处理流程。

工艺流程简介

技术特色

旋流电解技术因其固有的特点具有如下技术优势：
应用领域广泛，可用于多个行业；
广泛的原料适应性，同一装置可处理多种金属，可选择性地对金属进行电解沉积；
便携式、模块化组件，装配方便，模组化安装，占地小，空间利用率高；
溶液闭路循环，有效回收溶液里的酸，避免酸雾排放；
较高的电流密度及电流效率；
流程简化，大大降低运营成本，降低了技术风险；
于传统电解技术相比，使用旋流式电解技术至少可以提前18-36个月收回成本。