[發明專利]濕法冶金用改性陽極及其制備方法

在審

• 申請號: 202111573797.0
• 申請日: 2021-12-21
• 公開（公告）號: CN114232035A
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 黃健;胡志同;李武斌;李勇;張誼;杜洪伍;葉昌美;任康銘
• 申請（專利權）人: 貴州省新材料研究開發基地
• 主分類號: C25C7/02
• 分類號: C25C7/02;C22C11/00;C22C11/06;C22C1/02;C22F1/02;C22F1/12;C21D9/46;B22F7/04;B21B1/02;B21B3/00;B21B13/02
• 代理公司: 北京聯創佳為專利事務所(普通合伙) 11362
• 代理人: 韓煒

本發明涉及一種濕法冶金用改性陽極及其制備方法。所述濕法冶金用改性陽極制備方法包括二步重熔熔煉、交叉軋制、真空退火、機械活化四個步驟。本發明采用二步重熔法解決元素燒損和降低冶煉成本；利用交叉軋制和真空退火的工藝方法，細化晶粒大小和組織結構，減少晶粒內部的位錯纏結，提高了材料的強度，利于合金陽極的槽電壓降低，電流效率升高；通過機械活化處理將鈷粉利用納米層高擴散性能嵌入陽極板中，使陽極材料表面達到改性及強化的目的，提升了陽極材料機械性能和電催化活性，明顯減少了濕法冶金過程中陽極材料強度低、導電性差和使用壽命短的問題。

技術領域

本發明屬于濕法冶金用陽極材料技術領域，尤其涉及濕法冶金用改性陽極及其制備方法。

背景技術

近年來，濕法冶金技術因其具有污染少、成本低、純度高等優點，在鋅、錳和銅等有色金屬冶煉中發揮著越來越重要的作用。濕法冶金用陽極材料的制備是濕法冶金過程中的關鍵工序，陽極材料的組成和性能對其起著至關重要的作用。鉛合金陽極因其價格便宜、制備工藝簡單、在酸性電解液中操作穩定等優勢沿用至今。但是，長期生產實踐發現傳統鉛合金陽極仍存在強度低、導電性差、電催化活性低以及耐腐蝕性差等缺陷。

在現有技術條件下，為了能夠提升濕法冶金用陽極材料的性能，大量的研究者研發非鉛合金陽極，利用表面涂敷技術在鈦基體、鋁基體、不銹鋼基體、塑料基體、石墨基體和陶瓷基體表面涂敷一層氧化物涂層，以達到提升濕法冶金用陽極導電性、化學穩定性、電催化活性以及壽命的目的。

目前也有不少關于濕法冶金用復合陽極材料方面的改進研究。

申請號201512122717.1的專利公開了一種濕法冶金電沉積工序用多孔鋁基復合陽極及制備方法，所述陽極基體為具有“三維通孔結構”的鋁合金,在鋁合金基體的“三維通孔結構”的孔壁上以及鋁合金基體表面設有包覆層,所述包覆層由鉛銀合金內層與濕法冶金電積工序用成熟鉛陽極用的鉛合金外層組成，該專利技術采用“三維通孔結構”，在電解過程中所產生的陽極泥更易附著于陽極孔內難以去除，使得陽極材料的壽命和性能大大降低。

申請號201710478157.9的專利公開了一種錳電積用碳纖維基梯度復合陽極材料及其制備方法，將復合在碳纖維基體表面依次引入了納米石墨烯顆粒的α-PbO₂復合鍍層、β-PbO₂復合鍍層、SiO₂顆粒的β-PbO₂復合鍍層、Ru0₂顆粒的β-MnO₂復合涂層。該專利采用的梯度復合涂層技術雖然提高了陽極材料電催化活性、使用壽命，但是仍存在必須鍍覆過渡層、步驟繁瑣、鍍層結合強度差等問題，限制了在濕法冶金領域的推廣。

申請號201811566952.4的專利公開了一種用于電解錳的鈦基復合陽極及其制備方法、應用，包括以下步驟:(1)將表面打磨光滑的鈦基體清洗后放入酸溶液中進行浸蝕處理得到預處理鈦基體；(2)將用于形成活性氧阻擋層的混合鹽涂覆在上述預處理鈦基體表面,再焙燒處理得到含活性氧阻擋層的鈦基體；(3)以含活性氧阻擋層的鈦基體為陽極,在其表面電沉積二氧化錳沉積層即得到鈦基復合陽極。該專利采用鈦板作為基體雖然提升了陽極材料的強度，但仍存在鈦板成本高、涂層易剝落的問題。

針對現有技術所研制濕法冶金用復合陽極材料，基體與涂層間均存在難以長效結合以及工藝復雜等方面問題,發明人經反復研究,發明了濕法冶金用改性陽極及其制備方法。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明通過對冶煉工序、軋制條件、退火工藝及活化改性進行研究，提供了濕法冶金用改性陽極及其制備方法，提高了濕法冶金用陽極的強度、化學穩定性，同時大幅度降低了電解過程陽極材料易腐蝕問題，獲得了高電催化活性和壽命的陽極材料，能滿足濕法冶金領域陽極材料的技術要求。本發明具體是通過以下技術方案實現的：

一種濕法冶金用改性陽極，包括陽極基體，在陽極基體表面設有納米活化層，納米活化層內有鈷顆粒。