[其他]電解用鈦合金陽極及其制造方法

無效

• 申請號: 87101005
• 申請日: 1987-03-30
• 公開（公告）號: CN87101005A
• 公開（公告）日: 1988-10-19
• 發明（設計）人: 方平偉;胡五玉
• 申請（專利權）人: 上海鋼鐵研究所
• 主分類號: C25B11/02
• 分類號: C25B11/02;C25B11/04
• 代理公司: 上海冶金專利事務所
• 代理人: 鄭國強,尤洪毅

本發明涉及電解用的陽極，具體地說涉及電解用的鈦合金陽極及其制備方法。適用于電解生產二氧化錳，也可用作蓄電池及其他電解工業。

電解二氧化錳是優質電池和染料工業強氧化劑不可缺少的原料。電解生產二氧化錳時的反應式是：Mn²⁺+2H₂O-2e→MnO₂+4H⁺。反應溫度為90-100℃。反應后的二氧化錳沉積在惰性的陽極上。這是一個涉及到吸附后的錳質水解和歧化的復雜反應。因受化學工藝限制。反應速度慢，電流密度低，約在7-12mAcm^-2。槽電壓在-2.2至-3.0V之間。

電解生產二氧化錳。目前一般采用石墨和鉛陽極。這類陽極容易對產品造成沾染。使產品質量變差，且使用壽命短，而更換陽極材料又費時費工。金屬鈮、鉭和鈦均能用作陽極材料，但相比之下，鈦的價格較低廉，更適宜作陽極材料。用純鈦作陽極，固有耐腐蝕的優點。但其在使用過程中表面易形成一種具有高電阻的氧化膜，在一定條件下可能增厚至實際不能導電的程度，亦即產生鈍化現象，使槽電壓顯著上升，電耗增大。另外，在電解二氧化錳過程中，沉積在純鈦陽極上的二氧化錳易產生龜裂起皮的情況，使電解過程惡化。

因此，為了有效解決純鈦陽極易鈍化的難題，國內外對此進行了廣泛研究。蘇聯發明證書484893提出了一種鈦錳合金陽極。該陽極合金的成份含錳6-16%，余量為鈦。試驗證明，該鈦錳合金陽極使用時不易鈍化。但該發明所提出的鈦錳合金，熔煉較困難，合金易脆化，電解槽槽電壓偏高。

本發明的目的是提供一種電解生產二氧化錳使用的半永久性鈦合金陽極及其制備方法。本發明的鈦合金陽極還適用于其他電解工業。本發明的特征與已知的鈦錳合金陽極相比，熔煉較易，在合理的工藝條件下具有良好塑性;電解槽電壓穩定于允許范圍，并在相當大的電解電流密度范圍內陽極不產生鈍化。本發明的另一特點在于采用同一種材料作陽極體，陽極體為實心棒狀，呈橢園形、菱形或異形斷面。

為達到上述目的，在已知的金屬鈦中加入鐵、鉻、錳、鎳等金屬元素，其中至少含有上述元素中的三種，其加入量占總量的10-20%（重量）。

結合附圖說明本發明的鈦合金陽極結構。

圖1為鈦合金陽極結構。

圖2和圖3為鈦合金陽極體的幾種斷面。

本發明的鈦合金電極結構由異形斷面，特殊表面的合金棒1及易導電金屬制的槽鋼架2組成，鈦合金陽極棒1上端3用易熔金屬4垂直固定在槽鋼架2上。陽極棒的間距為10-20mm。

本發明的鈦合金陽極棒1的斷面可以是橢園形、菱形，其a、b兩端的尺寸分別為25-30mm及5-6mm，也可以是異形，其a端為5-6mm，b兩端為25-30mm。

實施例一

將78-80%鈦，6-8%錳，4-6%鉻，1-3%鐵的混合合金壓制成方坯，再把50-60支這類合金方坯焊接成自耗電極，然后進行熔煉。熔煉采用真空或保護氣氛。待二次自耗熔煉結束后，將棒材于900-1050℃溫度范圍進行熱鍛，繼而在850- 1000℃保溫后熱軋成橢園形、菱形或異形狀，進行水淬或空冷。所制成的合金塑性好，彎曲至180°時僅有微裂，但對使用性能不影響。而鈦錳合金彎至29-45°時即告斷裂。

在H₂SO₄4Og/l+MnSO₄·H₂O 130g/l的典型電解溶液中，鈍鈦陽極和本發明的鈦合金陽極的腐蝕速率見表1。

表1????純鈦陽極和本發明陽極的腐蝕速率

純鈦陽極 0.703g/m²·h

本發明陽極 0.007g/m²·h

實施例二

本發明的鈦合金陽極在80A電流，電解558h，剝離產品后未作任何反向電極處理的情況下，繼續在100A/m²電流密度下進行電解比較試驗。電解液為：H₂SO₄40g/l+MnSO₄·H₂O 130g/l，電解時間360h，純鈦陽極，石墨陽極及本發明陽極的使用結果見表2。

表2????三種陽極材料使用性能比較

純鈦陽極????石墨陽極????本發明陽極

電解電流密度A/m²50 50 100

電解時間，h????360????360????360