[發(fā)明專利]一種電解用新型不溶陽極

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201510704784.0
• 申請日: 2015-10-27
• 公開（公告）號: CN106609382A
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何家成;何惟薇;許曼麗
• 申請（專利權(quán)）人: 何家成;何惟薇;許曼麗
• 主分類號: C25C7/02
• 分類號: C25C7/02;C25C5/02;C22C11/00
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技術(shù)領(lǐng)域

在制取無機非金屬材料及有機材料的工業(yè)中，無機合成和有機合成的意義，已眾所周知。而在材料科學(xué)與工程的另一領(lǐng)域，金屬材料的研制和生產(chǎn)中，電化學(xué)方法也是舉足輕重，倍受高度重視，這就是金屬的電解提取與精煉。

按電解的介質(zhì)可分為水溶液電解冶金與熔鹽電解冶金，本研究制成的一種電解用新型不溶陽極主要用于水溶液電解冶金。

冶金方法可分為火法冶金與濕法冶金。前者系利用高溫從礦物原料中提取金屬的冶金過程，后者則利用溶劑，借助于化學(xué)及化工過程，從礦物原料中分離、提取金屬的冶金過程。濕法冶金一般包括浸出(即將礦物中的金屬轉(zhuǎn)入溶液)、凈化(將浸出液凈化，去除雜質(zhì))、沉積(從凈化液中提取金屬)。電解沉積即以用電化學(xué)方法，使金屬離子在陰極上還原析出，此法得到廣泛應(yīng)用，成為電解冶金的基本過程。

電解冶金依過程的目的及特點，分為電解提取和電解精煉。電解提取時采用不溶陽極，使經(jīng)浸出、凈化處理的電解液中待提取的金屬離子在陰極還原，制得純金屬。

電解精煉時則采用可溶性陽極，即以火法冶金的方法煉制成粗金屬作為陽極進行電解，通過選擇性地陽極溶解與陰極沉積，達到分離雜質(zhì)和提純金屬的目的。

電解冶金還可用于制取金屬粉末，如在水溶液中電解制取Cu、Ni、Fe、Ag、Sn、Pb、Cr、粉末，在熔融鹽中電解制取Ti、Zr、Te、Nb、Be等金屬粉末。

背景技術(shù)

電化學(xué)領(lǐng)域中的電解冶金，科學(xué)發(fā)展應(yīng)用非常之多。廣泛用于冶金行業(yè)的電解提純金屬，例如粗銅的電解精煉；粗鉛的電解精煉；含鋅溶液的電解提取等都是在低電流密度下進行的。金屬制粉領(lǐng)域也廣泛應(yīng)用，例如電解銅粉；電解鎳粉；電解銀粉等都是在中、高電流密度條件下進行的。此外金屬防腐，海水的淡化處理等領(lǐng)域且都要用不溶陽極，所以不溶陽極有著廣泛應(yīng)用之前景。

碳和石墨是電化學(xué)工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的非金屬電極材料，它既可作為為陽極與陰極材料，又可作為電催化劑載體，電極導(dǎo)電組分或骨架，工作介質(zhì)包括水溶液和熔融鹽。其優(yōu)點主要是導(dǎo)電及導(dǎo)熱性能好，易加工且價廉。其缺點則為機械強度低，易磨損，在一定條件下氧化損失，特別不適合用于電解制粉。

金屬陽極根據(jù)電催化劑的組成劃分為鉑系和非鉑系兩大類。鉑金是最好的不溶陽極材料，具有良好的電化學(xué)特性，但價格昂貴稀少，不便于工業(yè)化的主要原因，只能用于特殊領(lǐng)域。其次就是鈦金屬，鈦具有耐腐蝕、質(zhì)輕、強度高等優(yōu)點，但用于電解提取金屬，表面極易氧化，必需鍍鉑處理才能使用，然而終因鉑損耗大且價昂，未能廣泛應(yīng)用。

然而鉛基合金陽極運以而生，鉛基合金陽極廣泛用于硫酸及硫酸鹽介質(zhì)、中性介質(zhì)和鉻酸鹽介質(zhì)。含銀1％(Pb-Ag)鉛銀合金陽極，廣泛用于鋅冶金，煉鋅企業(yè)根據(jù)實際情況，其中銀得含量在0～1％之間調(diào)整。鉛銀鈣(Pb-Ag-Ca)；鉛錫鈣(Pb-Sn-Ca)三元鉛基合金，也廣泛用于錳電解等。鉛銀鈣錫(Pb-Ag-Ca--Sn)；鉛銀鈣銻(Pb-Ag-Ca-Sb)等四元鉛基合金陽極，用于高電流密度(1200～1600A/m2)的金屬制粉行業(yè)，在高電流密度下對不溶陽極電化學(xué)腐蝕是很大的，甚至于陽極表面部分脫落，含鉛的物質(zhì)影響產(chǎn)品質(zhì)量，以電積銅粉為例，銅粉中鉛含量超標(biāo)準(zhǔn)(GB5246-85標(biāo)準(zhǔn)中鉛含量為0.05％)。

發(fā)明內(nèi)容

本研究為一種新型不溶陽極，是五元鉛基合金鑄成的不溶陽極(Ag-As-Sn-Sb--Pb)，既改善了金屬鉛在酸性溶液中的鈍化性，又改善了該不溶陽極在硫酸溶液中的抗腐蝕性，是非常理想的一種不溶陽極。其化學(xué)成分為Ag 815～980g、Sn 3.15～3.50％、As 0.65～0.85％、Sb 1.10～1.30％，余量為鉛。其規(guī)格及尺寸可根據(jù)所使用電解槽的大小而定。

具體實施方式

實施例1.

用該五元鉛基合金作陽極，純銅板作陰極，硫酸體系，硫酸濃度為180g/L，銅離子濃度為9g/L，在電流密度為1200A/m²條件下進行電解，室溫，時間為2小時。在陰極純銅板上析出銅粉后，刮下銅粉，經(jīng)過濾、洗滌、烘干。檢測烘 干后銅粉中鉛含量為0.031％。

實施例2.

用該五元鉛基合金作陽極，純銅板作陰極，硫酸體系，硫酸濃度為180g/L，銅離子濃度為9g/L，在電流密度為1300A/m²條件下進行電解，室溫，時間2小時。在陰極純銅板上析出銅粉后，刮下銅粉，經(jīng)過濾、洗滌、烘干。檢測烘干后的銅粉中鉛含量為0.039％。

實施例3.

用該五元鉛基合金作陽極，純銅板作陰極，硫酸體系，硫酸濃度為180g/L，銅離子濃度為9g/L，在電流密度為1400A/m²條件下進行電解，室溫，時間2小時。在陰極純銅板上析出銅粉后，刮下銅粉，經(jīng)過濾、洗滌、烘干。檢測烘干后銅粉中鉛含量為0.047％。均小于國家標(biāo)準(zhǔn)(GB5246-85標(biāo)準(zhǔn)中鉛含量為0.05％)。