[發明專利]一種多孔鉛合金陽極的制備方法及其應用

有效

• 申請號: 201710083818.8
• 申請日: 2017-02-16
• 公開（公告）號: CN106884187B
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發明（設計）人: 周向陽;楊娟;馬馳原;王輝;龍波;王帥;劉宏專
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C25C7/02
• 分類號: C25C7/02;C22C1/08;C22C11/00;C22C11/02;C22C11/06
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 劉擎天

本發明提供了一種多孔鉛陽極的制備方法及其應用，所述多孔鉛合金陽極具有三維通孔結構，孔隙率大于50％。所述多孔鉛合金陽極制備方法采用泡沫金屬作為造孔基體并配合特有裝置的滲流法，包括泡沫金屬表面預處理、熔融鉛合金加壓滲流及泡沫金屬的溶出等步驟。本發明制備的多孔鉛合金陽極具有重量輕、抗蠕變、密度低、陽極過電位低、鉛合金用量少以及操作方便、泡沫金屬廉價易得等優點。此外，本發明的制備方法可針對不同有色金屬電積來開發相應的陽極，有利于實現大規模工業化。

技術領域

本發明涉及一種多孔鉛合金陽極的制備方法及其應用，屬于濕法冶金技術領域。

背景技術

由于濕法冶金具有資源綜合利用率高、過程環保以及對低品位礦適應性強等優點，Cu、Zn、Ni、Co、Cd、Mn等有色金屬通過濕法進行提取占的份額逐漸增大。電沉積是濕法冶煉提取有色金屬工藝過程中的一個重要工序，目前工業上大多采用不溶性的Pb合金作為陽極，但由于鉛密度大、電導率不高以及抗拉強度小，導致現有的Pb合金陽極在使用過程中容易出現蠕變、陽極壓降大\析氧過電位高以及電流效率低等缺陷；另外，有些陽極中還需加入含量較大的銀，這也進一步導致了該種陽極的原料成本高。因此減輕陽極重量、提高陽極導電性與抗拉強度、降低陽極中貴金屬含量對現有濕法冶金技術的提升意義重大。

制備新型多孔結構陽極是改善陽極電化學性能的一個有效手段。中國專利文獻201110306156.9先通過浸漬或化學鍍的方式在金屬基體表層預鍍一層過渡金屬層，然后再在預鍍層上進行澆鑄多孔鉛合金。但由于鋁表面很容易形成氧化層，這類方法無法保證預鍍層與鋁基體的長期有效結合，并且該方法的制備流程復雜繁瑣，制備難度較大。

中國專利文獻200810031807.6公布了一種反重力滲透法制備多孔陽極的方法，但該方法存在滲流鑄造的質量和生產效率低、所得到的陽極抗拉強度差，對鑄造溫度、充型壓力和粒子預熱溫度的要求苛刻，使用過程繁雜，得到的陽極無法滿足相應的性能要求。

發明內容

本發明的目的在于克服現有陽極之不足而提供一種陽極過電位低，重量輕，抗蠕變性能好、成本低，所使用的裝置簡單，操作方便，結構簡化的多孔鉛合金陽極的制備方法。

本發明的另一目的在于提供一種過電位低，重量輕，抗拉強度高、成本低的多孔鉛合金陽極的應用，將其應用作為濕法冶金電沉積工序的陽極。

本發明的技術方案在于提供一種多孔鉛合金陽極的制備方法，所述多孔鉛合金陽極具有三維通孔結構，制備過程中采用泡沫金屬作為造孔基體，在泡沫金屬基體的三維通孔結構中加壓滲流熔融鉛合金，經空冷后溶出泡沫金屬后得到多孔鉛合金陽極。

優選的，滲流過程中使用的滲流裝置包括滲流室、滑動模塊、升溫套筒；

滲流室的左右兩側設置滑動模塊，通過滑動模塊在水平方向滑動調節滲流室的空間大小；

在滲流室外側包裹升溫套筒；

泡沫金屬與鉛合金依次垂直加入滲流室中，且靠近其中的一側滑動模塊豎直排放；向泡沫金屬與鉛合金方向滑動另一側滑動模塊至另一側滑動模塊剛接觸鉛合金。

針對現有技術所研制多孔鉛合金陽極存在的流程復雜、效率低、陽極抗拉強度差等方面問題，本發明人經反復研究，得到了可解決這些問題的上述技術方案。

本發明方法是屬于滲流方式，通過配合本發明特有的滲流裝置，操作方便，結構簡化，可以協助保證鉛合金滲流完全。

本發明所使用裝置易于控制，對壓力等的要求并不是很高，只需簡單定位即可操作。

本發明中采用的泡沫金屬骨架具有相互連通的結構骨架，通過后續的溶出過程，進一步保證泡沫金屬完全溶出。

本發明采用的泡沫金屬脈絡相對較粗，溶出后制備得到具有強抗拉強度的多用鉛合金。