[發明專利]一種電沉積制備金屬粉末的方法

有效

• 申請號: 201710098703.6
• 申請日: 2017-02-23
• 公開（公告）號: CN106757174B
• 公開（公告）日: 2020-08-21
• 發明（設計）人: 黃芃;王強;孫健
• 申請（專利權）人: 黃芃;王強;孫健
• 主分類號: C25C5/02
• 分類號: C25C5/02;C25C7/02
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 孫杰;錢成岑

本發明公開了一種電沉積制備金屬粉末的方法及裝置，屬于電化學技術及設備領域；該方法及裝置是采用石墨氈或碳氈為陽極材料對電解液進行電解，可通過調整工作電流來調整陰極沉積的金屬粉末的形態和大小；該電沉積制備金屬粉末的方法及裝置中由于采用了石墨氈或碳氈作為陽極，其極大的比表面積可使陽極在極小的電流密度下，獲得大的工作電流，能克服傳統致密陽極材料的“氣幕”和電蝕現象，同時石墨氈或碳氈易剪裁、可拼接，制作陽極極其方便，另外陰極電流密度的變大使陰極產品由致密向疏松變化，形狀由塊、片向粒、粉轉變，形態由大向小變化，有利于金屬粉末采集機構對陰極金屬粉末連續化和自動化采集。

技術領域

本發明涉及一種電沉積的方法，尤其是一種電沉積制備金屬粉末的方法，屬于電化學技術領域。

背景技術

濕法冶金電沉積生產金屬裝置的陽極制作材料分為兩類：一類為金屬材料，另一類為非金屬碳基材料。典型的是鈦或鈦合金等金屬陽極材料經摻雜后具有了導電性，目前在電化學領域得到了廣泛的應用，但鈦基陽極價格高，制造工藝復雜也是限制其應用的影響因素。碳基材料也可用于電沉積裝置的陰、陽極材料，一般用碳粉為原料摻和粘結劑壓制或燒結成型。常用的碳基電沉積陽極是板、塊、棒、片等固體形態，表面平滑、整體致密堅硬、導電性能好，體面積電流密度在一定強度下陽極不電蝕，可保證陰極產品的純度。采用上述碳基材料作為電沉積陽極時，具有以下缺點：（1）陽極表面析出氣體，形成“氣幕”，影響電解液與陽極板的有效接觸和導電，（2）陽極板體面積與表面積相同，在陰極板需要大工作電流時，陽極板對應提高表面積電流密度，但超過一定密度強度時，大多數陽極板會發生表面石墨剝落，出現陽極電蝕。而采用金屬材料的陽極，也會發生上述現象。

現有采用上述常規陽極材料的電沉積裝置中，作為陰極產品的金屬一般為致密狀態，如電解鐵的生產中，需要將陰極從電解槽中取出，再通過機械敲打、剝離的方法將陰極產品取下。存在以下問題：（1）生產效率較低，一般一個電解槽中具有多個陰極，其中一個陰極從電解槽中取出后，整個電解槽均需要停車（或間斷停車）；（2）提高陰極產品生產效率困難，一方面，為了盡可能的容易取下陰極產品，需要盡量縮短電沉積時間，但另一方面，為了盡可能提高電沉積效率，需要盡量提高電沉積時間，兩者之間難以取得平衡；（3）陰極產品（致密狀態的金屬）與電極分離困難，造成剝離過程費時費力，同時容易造成陰極板的損壞。因此，現目前電沉積法生產電解金屬的效率較低，成本偏高。另外電沉積金屬后期的應用上，粉末化是重要形態，傳統電沉積金屬還需要進行粉末化深加工，又大大增加了產品應用的成本。

以瀝青、聚丙烯腈、黏膠、酚醛等碳纖維原絲，經鋪網、針刺等工藝制氈，經預氧化、碳化（石墨化）后，制得的具有大比表面積的網狀材料，也包括碳纖維以編織方式制作的具有一定幾何尺寸的編織制品，這類材料簡稱“石墨氈”，也有稱“碳氈”，石墨氈和碳氈間具有碳化程度不同的區別。目前石墨氈、碳氈廣泛用于保溫隔熱、增強復合材料等領域。

硫酸法鈦白粉生產的廢液中主要含有硫酸亞鐵、游離硫酸、鈦、鈣、鎂等。

發明內容

本發明的發明目的在于：針對上述存在的問題，提供一種通過電沉積制備金屬粉末的方法，通過新陽極材料的采用，使其可在大工作電流、低電流密度下進行電沉積金屬粉末的制備，克服傳統電沉積裝置陽極電極材料的“氣幕”和電蝕現象，同時所得到的電沉積金屬為粉末狀便于與陰極分離同時該發明還將提供基于該方法的電沉積制備金屬粉末的裝置的設計，實現電沉積金屬粉末的生產，另外還通過裝置結構設計使可通過該裝置實現生產連續化和陰極產品自動收集。

本發明采用的技術方案如下：

一種電沉積制備金屬粉末的方法，采用石墨氈或碳氈為陽極材料對電解液進行電解。

進一步的，通過調整工作電流來控制陰極沉積的金屬粉末的形態和大小。

進一步的，該金屬粉末為鐵粉，該電解液為含有硫酸亞鐵的溶液。

進一步的，該電解液為硫酸法鈦白粉生產的廢液。