[發(fā)明專利]有色金屬電積用柵欄型陽極板

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210381953.8
• 申請日: 2012-10-10
• 公開（公告）號: CN102888625A
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭忠誠;陳步明;朱盤龍;王敏;王坤侖
• 申請（專利權(quán)）人: 昆明理工恒達(dá)科技有限公司
• 主分類號: C25C7/02
• 分類號: C25C7/02
• 代理公司: 昆明正原專利商標(biāo)代理有限公司 53100
• 代理人: 陳左

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電解技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種有色金屬電積用柵欄型陽極板。

背景技術(shù)

在濕法提取鋅、銅、鎳、鈷、錳、鉻等金屬過程中，陽極材料目前仍使用鉛及鉛合金，其缺點是：槽電壓高（3.4～3.8V），電流效率低（75～88%），電積過程能耗高（3400～4200度/噸鋅），陽極使用壽命短（0.5～1年），陽極鉛易溶解而進(jìn)入陰極產(chǎn)品中，導(dǎo)致陰極產(chǎn)品質(zhì)量下降。為了降低鋅、銅、鎳、鈷、錳、鉻等電積的能耗及防止陽極鉛對陰極產(chǎn)品的污染，國內(nèi)外對上述金屬電積過程用不溶性陽極進(jìn)行了深入研究和開發(fā)。綜合國內(nèi)外目前的研究和使用情況，主要有以下五類：

1、鉛銀合金(含銀0.5—1.0％)陽極制造工藝簡單，但由于含銀較高而造價較高。Pb—Ag—Ca三元合金陽極和Pb—Ag—Ca—Sr四元合金極板具有強(qiáng)度高、耐腐蝕、使用壽命長、造價低、使用時表面形成的PbO₂及MnO₂較致密，析出鋅含鉛低、降低電能消耗等優(yōu)點，但其制造工藝較為復(fù)雜,且變質(zhì)元素在鉛合金中分布的均勻性難以控制。

2、鈦基表面涂(鍍)尺寸穩(wěn)定陽極：此類陽極是以鈦（Ti）為基體，表面涂覆貴金屬或其氧化物，但是這種陽極存在以下不足：（1）采用鈦基體，電極成本高；（2）由于電解生產(chǎn)中貴金屬涂層溶解和基體鈦的鈍化，導(dǎo)致電極的壽命短；（3）在電積溶液中，雜質(zhì)離子，如錳，氧化后以氧化物態(tài)在陽極的沉積降低了涂覆貴金屬層的作用。

3、一種新型惰性二氧化鉛陽極：此電極的制備，通常選用鈦、石墨、塑料和陶瓷等為基體材料，通過基體表面粗化處理、涂鍍底層、α-PbO₂中間層以及電鍍β-PbO₂等基本過程，鍍制得到PbO₂電極。但這樣電鍍制得的PbO₂電極作為不溶性陽極，在使用中會出現(xiàn)以下問題：（1）PbO₂沉積層與電極表面結(jié)合不緊密或沉積層不均勻；（2）PbO₂沉積層多孔且粗糙，內(nèi)應(yīng)力大；（3）PbO₂沉積層易剝落或腐蝕，壽命不長。而摻雜含氟樹脂和（或）不活潑的顆粒PbO₂電極用在有色金屬電積中的槽電壓高。

4、以輕質(zhì)金屬鋁為內(nèi)芯與外層鉛合金通過熔鑄或電鍍的形式來互溶得到的陽極存在以下問題：一是解決不了鉛合金液的流動性以及大尺寸陽極板局部可能出現(xiàn)的孔洞；二是鍍層會出現(xiàn)一些晶界縫隙，電解時產(chǎn)生的氧氣透過鍍層的晶界縫隙氧化鋁基體，形成導(dǎo)電性差的三氧化二鋁膜層，惡化陽極性能。

5、表面改性陽極：鉛陽極表面處理在鋅電解中受到越來越多的研究者重視，它能增大陽極的比表面積、減小陽極的腐蝕速率、改善陽極的物化性能以及降低陽極泥的數(shù)量等優(yōu)點。在噴丸和噴砂強(qiáng)化、KMnO₄溶液化學(xué)、KF溶液電化學(xué)、涂覆催化活性物質(zhì)的海綿鈦顆粒擠壓以及多孔陽極處理等研究領(lǐng)域得到成功應(yīng)用。但仍然解決不了鉛基易彎曲，導(dǎo)致短路，降低電流效率和陽極壽命等現(xiàn)象。

此外，目前工業(yè)上有色電積用的陽極主要采用的是陽極板，而陽極板的作用直接影響電積有色金屬的品質(zhì)和效率，在電積過程中，陽極板在電解使用過程中，電解液的流動性能不好，使電解有色金屬的品質(zhì)無法進(jìn)一步改善，生產(chǎn)效率無法進(jìn)一步提高。陽極板在操作上也存在很大的缺陷：便攜式陰極吊架對陰極版進(jìn)行起吊時，經(jīng)常會觸碰陽極板，不利于陽極板穩(wěn)固的放置在電解液槽中；且陽極板的比重大，由于內(nèi)應(yīng)力的作用而容易產(chǎn)生變形，增加了員工的工作量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種有色金屬電積用柵欄型陽極板，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種有色金屬電積用柵欄型陽極板，其特征在于：在棒芯表面復(fù)合有厚度2～10mm的鉛或鉛基多元合金構(gòu)成復(fù)合棒，在復(fù)合棒表面先拉制出瓦楞型或者鋸齒型花紋，再在復(fù)合棒表面涂覆或者電沉積一層導(dǎo)電陶瓷復(fù)合鍍層；若干個復(fù)合棒組裝成柵欄型陽極板，在復(fù)合棒之間采用絕緣夾邊條固定，并用絕緣鉚釘卡住。所述的復(fù)合棒由鉛基多元合金含量構(gòu)成，按重量百分比為：銀（Ag）0.1～0.3%；鋁（A1）0.01～0.50%；鈦（Ti）0.01～0.10%；；錳（Mn）0.1～0.8%；鈣（Ca）0.02～0.10%；鍶（Sr）0.02～0.25%；稀土（RE）0.005～0.02%，其余為鉛；組分總和為100%，按常規(guī)的熔煉、鑄錠和拉制工藝得到厚度3～5mm的鉛基多元合金復(fù)合棒。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案：