[發明專利]一種高活性銥鋯系復合氧化物惰性陽極的制備方法

有效

• 申請號: 201910302487.1
• 申請日: 2019-04-16
• 公開（公告）號: CN109972178B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 王成彥;劉寶;陳永強;王碩
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C25C7/02
• 分類號: C25C7/02;C23C18/12
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

一種濕法冶金用高活性銥鋯系復合氧化物陽極的制備方法，包括銥鋯二元復合氧化物惰性陽極、銥釕鋯三元復合氧化物惰性陽極、銥鈷鋯三元復合氧化物惰性陽極、銥鉬鋯三元復合氧化物惰性陽極、銥銣鋯三元復合氧化物惰性陽極和銥釕銣鋯四元復合氧化物惰性陽極。所制得陽極由鈦基體以及氧化物涂層組成，涂層中二氧化鋯和氧化銣為非晶相，二氧化銥與二氧化釕為金紅石相，四氧化三鈷為尖晶石相，三氧化鉬為α相。鋯或釕或鈷的加入提高了陽極的析氧活性表面積，改善了陽極活性，銣或鉬的加入增強了陽極的導電性能。本發明制備流程簡單，所制得陽極具有較好的析氧催化活性以及使用壽命，由于涂層中的貴金屬銥元素被非貴金屬所取代，降低了陽極的生產成本。

技術領域

本發明屬于濕法冶金技術領域，尤其涉及一種高活性銥鋯系復合氧化物惰性陽極的制備方法，包括銥鋯二元復合氧化物惰性陽極、銥釕鋯三元復合氧化物惰性陽極、銥鈷鋯三元復合氧化物惰性陽極、銥鉬鋯三元復合氧化物惰性陽極、銥銣鋯三元復合氧化物惰性陽極和銥釕銣鋯四元復合氧化物惰性陽極。

背景技術

隨著社會的不斷進步，工業生產中對環境的污染以及能源的耗費有了更為嚴格的要求，節能減排已經成為21世紀社會發展的主題。近十幾年來，我國有色產業發展迅速，銅、鋅等金屬的產量增長迅速。與火法冶煉相比，濕法冶金具有生產能力大、效率高、操作條件好、污染較輕且有價金屬綜合回收率高的優點，目前，世界上80％左右的鋅以及20％左右的銅靠濕法冶煉提取。陽極作為濕法冶金過程中的核心主體以及重要裝備，有著濕法冶金的“心臟”之稱。陽極性能的優劣會直接影響濕法冶煉過程中的能耗以及陰極產品質量。

目前，濕法冶金行業使用的陽極多為純Pb陽極以及Pb合金陽極，如：Pb-Ag、Pb-Ag-Sn和Pb-Sb-Sn-Ag等。其雖具有易加工成型、制作成本低、硫酸電解液中耐腐蝕、使用壽命長等優點，但也存在著陽極析氧過電位高、電解過程陽極Pb溶解污染陰極產品、電解過程中大量陽極泥的產生會增加勞動成本等缺點。據統計，純Pb陽極在電解過程中的析氧過電位可達860mV，而Pb-Ag合金陽極的析氧過電位也在600mV左右，由此增加的無用電耗約占鋅電積總能耗的30％左右，因此，高析氧活性陽極的開發與應用受到了廣泛的關注。

20世紀40～50年代，隨著鈦金屬生產取得突破性進展，全球鈦金屬產量不斷增加，為鈦基涂層陽極的發展奠定了基礎。鈦被稱為閥金屬，有穩定的氧化層保護，在電解條件下有良好的耐久性和形穩性。與純Pb陽極和Pb合金陽極相比，鈦基涂層陽極具有外形尺寸穩定、析氧過電位低、電解過程中陽極不會對陰極產品造成污染等優點，近年來在高純產品的電解生產過程得到了廣泛使用。二氧化釕(RuO₂)和二氧化銥(IrO₂)由于其良好的析氧催化性能，多用于鈦基涂層陽極的制備。而在使用過程中發現，Ti/RuO₂陽極雖表現出了優異的析氧催化性能，較好的降低了電解過程中陽極的析氧過電位，但在硫酸體系中，Ti/RuO₂陽極的使用壽命較短，約100天，制約了其在濕法冶金過程中的應用。Ti/IrO₂陽極的析氧催化性能雖略差于Ti/RuO₂陽極，但其在硫酸體系中表現出了較好的耐腐蝕性能，其使用壽命可達1年以上，但銥價格昂貴，Ti/IrO₂陽極的制作成本較高，限制了其大規模的應用。因此，制備一種析氧活性高，使用壽命長且制作成本低廉的析氧陽極，對有色冶金產業的節能降耗具有十分重要的意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種高活性銥鋯系復合氧化物惰性陽極的制備方法，該制備方法流程簡單，所制得的陽極具有較好的析氧催化活性、較長使用壽命以及低廉的制備成本。

一種高活性銥鋯系復合氧化物惰性陽極的制備方法，包括銥鋯二元復合氧化物惰性陽極、銥釕鋯三元復合氧化物惰性陽極、銥鈷鋯三元復合氧化物惰性陽極、銥鉬鋯三元復合氧化物惰性陽極、銥銣鋯三元復合氧化物惰性陽極和銥釕銣鋯四元復合氧化物惰性陽極。

其中銥鋯二元復合氧化物惰性陽極的制備方法，制備步驟為：