專利名稱：一種鉍礦氟硅酸礦漿電解槽電極的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及生產(chǎn)精煉鉍的電解槽構(gòu)件，更具體涉及一種鉍礦氟硅酸礦漿電解槽電極。
背景技術(shù)：
國外金屬鉍的生產(chǎn)技術(shù)比較成熟，鉍類化合物品種較多，應(yīng)用領(lǐng)域較廣，使用價值較高。其中金屬鉍主要生產(chǎn)方法有三種Bettertan-Kroll法、火法工藝和電解提純工藝。其中的電解提純工藝具有節(jié)能、環(huán)保的優(yōu)勢被同行業(yè)譽為“驕陽產(chǎn)業(yè)”。但鉍礦氟硅酸礦漿電解槽工藝遇到了一個最大的困難就是電極構(gòu)件的設(shè)計。
中國專利公開號CN1031117A公開了“一種粗鉍電解提純的工藝”其發(fā)明的構(gòu)思是鉍含量為70-95％的粗鉍經(jīng)氫氧化鈉熔融化合除去銻元素，澆鑄成一定形狀的粗鉍錠作為電解陽極，陰極采用石墨，或者精鉍為材料。把電解陽極、陰極按一定的位置和間隔放置于電解槽。
上述工藝電解前必須先做粗鉍錠，因此操作復(fù)雜，效率不高。正如本行業(yè)專家廣為知道的那樣，在電解槽中必須包括有一系列的電極構(gòu)件，電極構(gòu)件進行電連接時在電解槽中由它的支撐體來限定，這些支撐體起到電流分布器及支撐電極的作用。電極通常由合適的材料制成且有一定的機械強度，例如，用澆鑄成一定形狀的粗鉍錠制陽極，石墨制陰極。
每一電極構(gòu)件由一個所述的支撐體及相應(yīng)的電極構(gòu)成。所述電極構(gòu)件安裝在上述電解槽裝置中，用諸如連接桿、支撐柱之類的合適的器件壓在一起。從具體需要和實際經(jīng)濟考慮，電連接方式既可用串聯(lián)也可用并聯(lián)，在串聯(lián)的情況下，加在電極終端構(gòu)件上的電流可使屬于同一個電極構(gòu)件的電流分布面具有雙向性，因此由支撐體的一個面支撐的電極就是電解池的陽極，而由其反面支撐的電極就是相鄰電解池的陰極。在并聯(lián)情況下，使用一系列的電接頭輸送電流，這些電接頭連接著匯流排和每一塊所述支撐體。這樣，電流縱向地流過支撐體，然后通過支撐體傳輸至電極。鉍礦氟硅酸礦漿電解工藝就是采用并聯(lián)形式，將兩個相鄰電解池隔開的同一個導(dǎo)電支撐體支撐的兩個電極具有相同極性。為了保證電解槽的電流盡可能均勻分布，就有必要把起電流分布作用的支撐體內(nèi)部的電阻損耗減至最小程度。正如所知，電流的不均勻分布會導(dǎo)致能量損耗的增加以及使電極和連接饋電裝置使用壽命縮短。電解槽越大，因此分布電流的支撐體也就越大，這樣，電流更難分布均勻，所以，具有良好導(dǎo)電性能的材料是制作導(dǎo)電支撐體的理想材料。十分遺憾的是，表現(xiàn)出良好的導(dǎo)電性能的金屬常常又不能承受住電解槽鉍礦氟硅酸礦漿腐蝕性的環(huán)境。因此，實用中的金屬基本上都是導(dǎo)電性較低的但卻具有承受電解槽環(huán)境的能力，例如，采用鈦或澆鑄成一定形狀的粗鉍錠作陽極構(gòu)件，采用鎳或石墨作陰極構(gòu)件。所以，實際上輸送到距離與匯流排連接處較近的電流分布支撐體部分的電流，要比輸送到距離與匯流排連接處較遠的電流分布支撐體部分的電流大。
進一步遇到的問題就是所述電解槽的裝配過程，這一過程包括將電極焊接至支撐裝置的饋電母線上。若通過一個沖壓過程在金屬結(jié)構(gòu)兩側(cè)獲得支撐電極的裝置，從而減少了安裝的復(fù)雜性。這種同時起著電流分布支撐體作用的金屬結(jié)構(gòu)必須用抗蝕性材料制成，這樣，由于上述原因，考慮到壓制片的尺寸，必定會在一定程度上導(dǎo)致電流分布的不均勻，這就使它的應(yīng)用受到了極其嚴格的限制。這樣，為了獲得電流分布基本上均勻的電極構(gòu)件，例如像前述那樣，采用適當數(shù)目的焊接點，然而為了使電阻引起的損耗降至最小，電極構(gòu)件需要較大厚度，因此每一單個電極構(gòu)件很重，而且鑄模方法也不象沖壓或模壓方法那樣簡單和經(jīng)濟。更重要的一點是采用鈦或澆鑄成一定形狀的粗鉍錠制陽極，鎳、石墨或鋼制陰極還增加了生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型可獲得這樣一種鉍礦氟硅酸礦漿電解槽電極裝置，即使它在大尺寸的情況下也能達到均勻的電流分布，并且它具有重量輕，裝配過程簡單而且經(jīng)濟的特點。
更具體地說，本實用新型的鉍礦氟硅酸礦漿電解槽的電極具有兩個一樣的電極終端構(gòu)件，其特征在于它的電極包括的陰陽電極終端構(gòu)件均由具有一定面積的電極芯體和饋電連接裝置組成，饋電連接裝置位于電極芯體的上方，上述電極芯體由至少一片高度導(dǎo)電的金屬構(gòu)成，該電極芯體表面帶有凸起肋條且具有外圍凸起邊。所述的芯體肋條是由冷壓或熱壓芯體或一體鑄模成型而得到的，且以基本等同的間距設(shè)置且基本上沿水平方向橫向伸展。上述的芯體肋條具有基本上為梯形的橫斷面。上述饋電連接裝置為一對形似展翅雄鷹的翅膀狀的伸出翼緣，兩翼緣的伸展寬度大于電極芯體的寬度。所述的饋電連接裝置和電極芯體是由冷壓或熱壓芯體或一體鑄模成型而得到的。該饋電連接裝置和電極芯體的材料最好使用鉛。
使用這樣的結(jié)構(gòu)芯體所制得的電極，重量足夠輕，電阻損耗顯著減小，而且對尺寸大的電解槽情況也是這樣，另外，裝配方式簡單，經(jīng)濟。
此外，在具有外圍凸起邊的情況下，就使電流傳導(dǎo)芯體內(nèi)的縱向電流傳導(dǎo)路程減少至一半，因此促進了單均勻電流的獲得。而且外圍凸起邊帶來了更可靠的外部支撐強度。
使用本實用新型，尤其是直接將本實用新型的兩伸出翼緣搭在匯流排母線上，可以實現(xiàn)本實用新型電極結(jié)構(gòu)不同部件之間的機械連接和電連接，因為這類連接簡單且容易進行，所以它是最佳連接。
依照傳統(tǒng)技術(shù)，用點焊接與連續(xù)焊縫的方法，也可以實現(xiàn)本實用新型電極結(jié)構(gòu)不同部件之間的機械連接和電連接，但這類連接接觸電阻小，所以它也是可取的連接。
不同部件本身的尺寸要求不很嚴格，但尺寸的決定須考慮到電極應(yīng)有足夠的結(jié)構(gòu)強度和平坦度。
工業(yè)用電解槽中，匯流排母線最好用一塊具有適當厚度的銅片或鋁片制成，而且母線表面要做防腐處理。
電極芯體上的凸起肋條基本上是平行、等距離以適當間隔分開的，例如，間隔為20-36厘米，而橫向延伸方向基本上就是水平方向，電極芯體一側(cè)上的肋條可以與另一側(cè)上的肋條相對錯開。
同樣，肋條的形狀要求也不嚴格例如，一個合適的形狀實際是一個具有梯形的橫截面形狀，此梯形截面的窄底面的寬度大約是10-20毫米，而梯形的高度可能大約為20～2.5毫米。假如凸起肋條由一體鑄模成型，實際上它就可便利用具有L形，U形或梯形的橫截面。
在侵蝕性很強的氟硅酸溶液情況下Pb金屬在其覆蓋容易形成它的氧化物。因此該饋電連接裝置和電極芯體的材料最好使用鉛。
如上所述，本實用新型的電極不僅可以用于雙極電解槽，而且可用于單極電解槽。在單極電解槽的情況下，陰陽電荷工作區(qū)位于電極芯體的兩側(cè)，很明顯，電極芯體由同一種材料制得；相反，在雙極電解槽的情況下，Pb制成的電極芯體無論是否被適當活化，都可以應(yīng)用在陰極側(cè)和陽極側(cè)面上，同時電極使用Pb又降低了生產(chǎn)成本。本實用新型的饋電連接裝置為一對形似展翅雄鷹的翅膀狀的伸出翼緣，是直接用來搭在匯流排母線上實現(xiàn)不同部件之間的機械連接和電連接的，因為這類連接簡單且容易進行，所以翼緣結(jié)構(gòu)給更換電極帶來了極大的方便。


圖1所示是一個較佳實施方案的主視圖，饋電連接裝置和電極芯體是由一體鑄模成型而得到的，而所說的饋電連接裝置和電極芯體的材料僅僅是Pb金屬。
圖2所示是本實用新型圖1的側(cè)截面視圖，其中反應(yīng)的電極芯體表面帶有凸起肋條。該芯體肋條是一體鑄模成型而得到的，且以基本等同的間距設(shè)置，圖中還反應(yīng)出電極芯體肋條具有基本上為梯形的橫斷面且兩面的肋條相互錯開。
具體實施例以下是對本實用新型較佳實施方案的某些解釋和參考資料，但必須知道，該實施方案不能用來構(gòu)成對本實用新型的限制?，F(xiàn)用下例參考附圖描述本實用新型。
附圖1反應(yīng)的是一種鉍礦氟硅酸礦漿電解槽上使用的具有兩個一樣的陰陽電極終端構(gòu)件之一，該電極包括由600×900的電極芯體1和饋電連接裝置2、3組成，饋電連接裝置2、3位于電極芯體1的上方，上述電極芯體1表面帶有凸起肋條4、5且具有外圍凸起邊6、7，所述的芯體肋條4、5是由一體鑄模成型而得到的，且以260mm的等同間距設(shè)置且沿水平方向橫向伸展。上述饋電連接裝置為一對形似展翅雄鷹的翅膀狀的伸出翼緣2、3，兩翼緣的伸展寬度為840mm，該寬度尤其還要保證能直接將本實施例的兩伸出翼緣搭在匯流排母線上。所述的饋電連接裝置2、3和電極芯體1是由一體鑄模成型而得到的，而所說的饋電連接裝置2、3和電極芯體1的材料僅僅是Pb金屬。
圖2所示是本實用新型圖1的側(cè)截面視圖，其中反應(yīng)的電極芯體1表面帶有凸起肋條4、5。該芯體肋條是一體鑄模成型而得到的，且以260mm的等同間距設(shè)置，圖中還反應(yīng)出電極芯體肋條4、5具有基本上為梯形的橫斷面，且兩面的肋條相互錯開。
權(quán)利要求1.一種鉍礦氟硅酸礦漿電解槽電極，包括成對彼此獨立的陰陽電極終端構(gòu)件，其特征在于陰陽電極終端構(gòu)件的結(jié)構(gòu)完全一樣，即其陰陽電極終端構(gòu)件均由具有一定面積的電極芯體(1)和饋電連接裝置(2)、(3)組成，饋電連接裝置(2)、(3)位于電極芯體(1)的上方，上述電極芯體(1)由至少一片高度導(dǎo)電的金屬構(gòu)成，該電極芯體表面帶有凸起肋條(4)、(5)且具有外圍凸起邊(6)、(7)，上述饋電連接裝置為一對形似展翅雄鷹的翅膀狀的伸出翼緣(2)、(3)，兩翼緣的伸展寬度大于電極芯體的寬度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉍礦氟硅酸礦漿電解槽電極，其特征在于所述的芯體肋條(4)、(5)是由冷壓或熱壓芯體或一體鑄模成型而得到的，且以基本等同的間距設(shè)置且基本上沿水平方向橫向伸展。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉍礦氟硅酸礦漿電解槽電極，其特征在于所述的芯體肋條(4)、(5)具有基本上為梯形的橫斷面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉍礦氟硅酸礦漿電解槽電極，其特征在于所述的饋電連接裝置(2)、(3)和電極芯體(1)是由冷壓或熱壓芯體或一體鑄模成型而得到的。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鉍礦氟硅酸礦漿電解槽電極，其特征在于所述的饋電連接裝置(2)、(3)和電極芯體(1)是使用純鉛一體鑄模成型而得到的。
專利摘要本實用新型涉及一種鉍礦氟硅酸礦漿電解槽電極。它包括的陰陽電極終端構(gòu)件均由具有一定面積的電極芯體和饋電連接裝置組成，饋電連接裝置位于電極芯體的上方，上述電極芯體由至少一片高度導(dǎo)電的金屬構(gòu)成，該電極芯體表面帶有凸起肋條且具有外圍凸起邊，饋電連接裝置為一對形似展翅雄鷹的翅膀狀的伸出翼緣。本實用新型主要用于鉍礦氟硅酸礦漿電解槽做電極，它具有重量輕，裝配過程簡單而且經(jīng)濟的特點，即使它在大尺寸的情況下也能達到均勻的電流分布。
文檔編號C25C7/00GK2586704SQ02277700
公開日2003年11月19日 申請日期2002年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月11日
發(fā)明者吳祖祥, 戴建國, 曹宏武 申請人:郴州金旺實業(yè)有限公司