[發明專利]DSA蜂巢陽極

在審

• 申請號: 201410390023.8
• 申請日: 2014-08-08
• 公開（公告）號: CN105332008A
• 公開（公告）日: 2016-02-17
• 發明（設計）人: 施軍銳
• 申請（專利權）人: 施軍銳
• 主分類號: C25C7/02
• 分類號: C25C7/02
• 代理公司: 北京商專永信知識產權代理事務所(普通合伙) 11400
• 代理人: 方挺;葛強

技術領域

本發明涉及DSA陽極，特別涉及一種具有蜂巢結構的DSA陽極。

背景技術

現有濕法冶金領域，如Mn、Cu、Zn等均采用鉛合金陽極電積提取目標產物，它存在諸多缺點。作為鉛陽極的替代，涂層鈦陽極(又稱DSA)具有如下優點：1.較低的材料消耗率,可代替體積大、重量重的高硅鐵陽極和鉛銀合金陽極。2.較高的電催化活性,價格較鍍鉑陽極便宜,可采用較大的陽極電流密度和較低的電源輸出電壓。3.穩定的尺寸，有利于保持極距的均勻性，有利于電解進行，提高電解效率。4.可加工成各種形狀(板狀、網狀和管狀等)。

然而，DSA陽極也存在下述局限性：

首先，鈦基底易氧化、涂層易脫落或涂層中活性組分易溶解。用于金屬提煉用的DSA陽極通常面積大，存在較大的涂層內應力。內應力隨著面積的增大而上升，更容易出現涂層裂縫、分層脫落等現象。一旦出現此類情況，氧侵入基底，鈦基層生成氧化膜。陽極迅速惡化，涂層失效，且惡化范圍與速率均不可控制。例如PbO₂涂層陽極由于β₂PbO₂固有的電積畸變使β₂PbO₂與基體不能牢固地結合,使用過程中鈦基體會產生氧化物薄膜,會使金屬鈦鈍化,使得導電困難。

其次，反應產物對電極表面的吸附“毒化”作用：在電解金屬錳的生產過程中，陽極不可避免地會產生二氧化錳的副反應。這種副反應產物對DSA陽極的涂層具有“毒化”作用。

第三，鈦作為閥金屬(valvemetal，常見的閥金屬有Al、Mg、Ti及其合金)，用作DSA陽極的基材。一旦涂層開始惡化，就會大量產生不希望的陽極反應物，浪費電能。

因而，涂層鈦陽極使用壽命較短、易失效，限制了它在濕法冶金領域，尤其是在副反應產物明顯的金屬電解生產中的推廣應用。

發明內容

本發明的目的是提供一種具有蜂巢結構的DSA陽極，可以解決上述現有技術問題中的一個或多個。

根據本發明的一個方面，提供了一種DSA蜂巢陽極，包括導電基架和多個DSA陽極片，導電基架包括導電橫梁和蜂巢孔板，蜂巢孔板固定在導電橫梁上，蜂巢孔板具有多個孔，多個陽極片分別與多個孔位置對應并安裝在蜂巢孔板上，陽極片與蜂巢孔板電導通。

上述結構具有如下優點：由多個DSA陽極片形成DSA蜂巢陽極的“蜂巢”結構單元，每個單元具有較小的表面積，可以大幅度降低DSA陽極片的涂層內應力，不易出現涂層裂縫、分層脫落等現象，減少涂層失效的概率；可以將可能發生的涂層惡化控制在各個單元之中，不容易發生大面積的彌漫性擴散而造成涂層整體惡化失效，從而提高陽極使用壽命；在某一DSA陽極片的涂層損壞時，可以方便地在現場更換，既節約成本，又方便生產；降低DSA電極片的加工難度，提高產品質量；此外，蜂巢孔板的多個孔形成的蜂巢結構提高了基礎導電能力與電場分布的均勻性。

在一些實施方式中，上述陽極還可包括多個基座，蜂巢孔板上具有多個基座孔，基座固定在基座孔內，DSA陽極片通過基座固定于蜂巢孔板上。基座既能導電又耐腐蝕，由此，通過基座將多個DSA陽極片安裝至蜂巢孔板上，方便拆裝。

在一些實施方式中，基座為能夠導電的螺桿，DSA陽極片具有安裝孔，螺桿穿過安裝孔以可拆卸方式固定。緊固可采用螺母方式，卡扣方式等適合拆卸的方式。由此，可以使得DSA陽極片的更換更方便。

在一些實施方式中，DSA陽極片的表面具有透氣貼膜。存在陽極副反應產物的環境下，使副反應產物生長于網狀透氣貼膜之上，保護DSA陽極片的涂層免受副反應產物的毒化，方便剝離副反應產物，避免為清除副反應物而對DSA陽極片的涂層產生損害，有效保護DSA陽極片的涂層。

在一些實施方式中，導電橫梁由銅制成，蜂巢孔板由鋁制成，蜂巢孔板表面具有耐腐蝕的防護層。蜂巢結構提高了陽極基礎導電能力與電場分布的均勻性。鋁具有良好的導電性能，且可塑性強，容易加工，同時鋁材的價格低，降低了陽極制作成本。防護層可保護鋁制蜂巢孔板不被腐蝕，消除陽極液面線腐蝕現象。

在一些實施方式中，防護層是特富龍涂層或環氧樹脂涂層。通常，陽極在使用過程中，需長時間浸泡在酸性溶液之中，該防護層是絕緣的，既可保護鋁制蜂巢孔板，也可以在鈦作為陽極片的基材時，抑制不想要的陽極反應物的產生，如金屬錳電解中二氧化錳副反應物，從而節約電能。

在一些實施方式中，螺桿為沉頭螺桿，多個DSA陽極片分別安裝在所述蜂巢孔板的兩面。提高了蜂巢孔板上電場分布的均勻性。