專利名稱：有色金屬電積用柵欄型陽(yáng)極板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
有色金屬電積用柵欄型陽(yáng)極板技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型屬于電解技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種有色金屬電積用柵欄型陽(yáng)極板。
背景技術(shù)：
[0002]在濕法提取鋅、銅、鎳、鈷、錳、鉻等金屬過程中，陽(yáng)極材料目前仍使用鉛及鉛合金， 其缺點(diǎn)是槽電壓高(3. 4 3. 8V)，電流效率低(75 88%)，電積過程能耗高(3400 4200 度/噸鋅)，陽(yáng)極使用壽命短(O. 5 I年)，陽(yáng)極鉛易溶解而進(jìn)入陰極產(chǎn)品中，導(dǎo)致陰極產(chǎn)品質(zhì)量下降。為了降低鋅、銅、鎳、鈷、錳、鉻等電積的能耗及防止陽(yáng)極鉛對(duì)陰極產(chǎn)品的污染，國(guó)內(nèi)外對(duì)上述金屬電積過程用不溶性陽(yáng)極進(jìn)行了深入研究和開發(fā)。綜合國(guó)內(nèi)外目前的研究和使用情況，主要有以下五類[0003]1、鉛銀合金(含銀O. 5—1.0%)陽(yáng)極制造工藝簡(jiǎn)單，但由于含銀較高而造價(jià)較高。 Pb一Ag一Ca三元合金陽(yáng)極和Pb—Ag一Ca一Sr四元合金極板具有強(qiáng)度高、耐腐蝕、使用壽命長(zhǎng)、造價(jià)低、使用時(shí)表面形成的PbO2及胞02較致密，析出鋅含鉛低、降低電能消耗等優(yōu)點(diǎn)， 但其制造工藝較為復(fù)雜，且變質(zhì)元素在鉛合金中分布的均勻性難以控制。[0004]2、鈦基表面涂(鍍)尺寸穩(wěn)定陽(yáng)極此類陽(yáng)極是以鈦(Ti)為基體，表面涂覆貴金屬或其氧化物，但是這種陽(yáng)極存在以下不足(I)采用鈦基體，電極成本高；(2 )由于電解生產(chǎn)中貴金屬涂層溶解和基體鈦的鈍化，導(dǎo)致電極的壽命短；(3)在電積溶液中，雜質(zhì)離子， 如錳，氧化后以氧化物態(tài)在陽(yáng)極的沉積降低了涂覆貴金屬層的作用。[0005]3、一種新型惰性二氧化鉛陽(yáng)極此電極的制備，通常選用鈦、石墨、塑料和陶瓷等為基體材料，通過基體表面粗化處理、涂鍍底層、a -PbO2中間層以及電鍍?chǔ)?-PbO2等基本過程，鍍制得到PbO2電極。但這樣電鍍制得的PbO2電極作為不溶性陽(yáng)極，在使用中會(huì) 出現(xiàn)以下問題(DPbO2沉積層與電極表面結(jié)合不緊密或沉積層不均勻；(2)Pb02沉積層多孔且粗糙，內(nèi)應(yīng)力大；(3) PbO2沉積層易剝落或腐蝕，壽命不長(zhǎng)。而摻雜含氟樹脂和(或)不活潑的顆粒PbO2電極用在有色金屬電積中的槽電壓高。[0006]4、以輕質(zhì)金屬鋁為內(nèi)芯與外層鉛合金通過熔鑄或電鍍的形式來互溶得到的陽(yáng)極存在以下問題一是解決不了鉛合金液的流動(dòng)性以及大尺寸陽(yáng)極板局部可能出現(xiàn)的孔洞； 二是鍍層會(huì)出現(xiàn)一些晶界縫隙，電解時(shí)產(chǎn)生的氧氣透過鍍層的晶界縫隙氧化鋁基體，形成導(dǎo)電性差的三氧化二鋁膜層，惡化陽(yáng)極性能。[0007]5、表面改性陽(yáng)極鉛陽(yáng)極表面處理在鋅電解中受到越來越多的研究者重視，它能增大陽(yáng)極的比表面積、減小陽(yáng)極的腐蝕速率、改善陽(yáng)極的物化性能以及降低陽(yáng)極泥的數(shù)量等優(yōu)點(diǎn)。在噴丸和噴砂強(qiáng)化、KMnO4溶液化學(xué)、KF溶液電化學(xué)、涂覆催化活性物質(zhì)的海綿鈦顆粒擠壓以及多孔陽(yáng)極處理等研究領(lǐng)域得到成功應(yīng)用。但仍然解決不了鉛基易彎曲，導(dǎo)致短路，降低電流效率和陽(yáng)極壽命等現(xiàn)象。[0008]此外，目前工業(yè)上有色電積用的陽(yáng)極主要采用的是陽(yáng)極板，而陽(yáng)極板的作用直接影響電積有色金屬的品質(zhì)和效率，在電積過程中，陽(yáng)極板在電解使用過程中，電解液的流動(dòng)性能不好，使電解有色金屬的品質(zhì)無法進(jìn)一步改善，生產(chǎn)效率無法進(jìn)一步提高。陽(yáng)極板在操作上也存在很大的缺陷便攜式陰極吊架對(duì)陰極版進(jìn)行起吊時(shí)，經(jīng)常會(huì)觸碰陽(yáng)極板，不利于陽(yáng)極板穩(wěn)固的放置在電解液槽中；且陽(yáng)極板的比重大，由于內(nèi)應(yīng)力的作用而容易產(chǎn)生變形， 增加了員工的工作量。發(fā)明內(nèi)容[0009]本實(shí)用新型的目的在于提供一種有色金屬電積用柵欄型陽(yáng)極板，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。[0010]本實(shí)用新型的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)[0011]一種有色金屬電積用柵欄型陽(yáng)極板，其特征在于在棒芯表面復(fù)合有厚度2 IOmm的鉛或鉛基多元合金構(gòu)成復(fù)合棒，在復(fù)合棒表面先拉制出瓦楞型或者鋸齒型花紋，再在復(fù)合棒表面涂覆或者電沉積一層導(dǎo)電陶瓷復(fù)合鍍層；若干個(gè)復(fù)合棒組裝成柵欄型陽(yáng)極板，在復(fù)合棒之間采用絕緣夾邊條固定，并用絕緣鉚釘卡住。[0012]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案[0013]所述棒芯采用鈦及鈦合金、鋁及鋁合金或鎂及鎂合金為基材，并且每一個(gè)棒芯直徑為4 10mnin[0014]所述的瓦楞型或者鋸齒型花紋的寬度I 1. 5mm、深度O. 5 1. 5mm。[0015]所述的柵欄型陽(yáng)極板規(guī)格尺寸是表面積為1.1M2U. 6M2、2. 8M2、3. 2M2或3. 6M2。[0016]所述的絕緣夾邊條采用直徑為16 44mm的圓柱型絕緣夾邊條；所述的絕緣鉚釘長(zhǎng)度為21 41_。所述的棒芯表面復(fù)合的鉛基多元合金是鉛銀、鉛銀鈣、鉛銀銻或鉛鈣錫。[0018]所述的導(dǎo)電陶瓷復(fù)合材料采用PbO2-MnO2-碳納米管。[0019]本實(shí)用新型制成的有色金屬電積用柵欄型陽(yáng)極板，其優(yōu)點(diǎn)在于改善了電解液的流動(dòng)性能，降低了陰極區(qū)的濃差極化，提高了陰極金屬的沉積量和電解有色金屬收集的效果和質(zhì)量，從而提高了陰極電流效率；避免了陰極板進(jìn)行起吊時(shí)，觸碰陽(yáng)極板的缺陷；同時(shí)采用電化學(xué)方法在鋸齒形花紋表面制成PbO2-MnO2-碳納米管復(fù)合鍍層，代替原有的鉛及鉛合金陽(yáng)極板，可增加陽(yáng)極棒的比表面積，提高陽(yáng)極的附著力和使用壽命，并能形成較好的固定連接；采用廉價(jià)的鋁棒作為基體，材料成本明顯降低。柵欄型陽(yáng)極板不會(huì)發(fā)生彎曲變形， 從而避免了陰陽(yáng)極板短路的現(xiàn)象；柵欄型陽(yáng)極板與傳統(tǒng)鉛基合金陽(yáng)極板相比，導(dǎo)電性顯著提高，槽電壓可降低10%，材料成本降低20%，電流效率提高2 — 5%。[0020]
[0021]圖1是本實(shí)用新型的外形示意圖。[0022]圖2是圖1的A-A剖面視圖。[0023]圖3是復(fù)合棒的截面圖。[0024]圖中各標(biāo)號(hào)為1-柵欄型陽(yáng)極板，2-絕緣夾板條，3-復(fù)合棒的底端鉛合金層，4-棒芯，5-構(gòu)成復(fù)合棒的鉛或鉛基多元合金，6-導(dǎo)電陶瓷復(fù)合鍍層。
具體實(shí)施方式
[0025]實(shí)施例1 :一種有色金屬電積用柵欄型陽(yáng)極板，在基材直徑為4 6mm招棒棒芯上復(fù)合鉛基多元合金制得復(fù)合棒，復(fù)合棒厚度3 5mm,在復(fù)合棒表面拉制鋸齒形花紋,花紋的寬度I 1. 5mm、深度O. 5 1. Omm ;再在鋸齒型花紋表面通過電沉積制備PbO2-MnO2-碳納米管導(dǎo)電陶瓷鍍層。然后用絕緣夾邊條將30根復(fù)合棒卡住固定，并在復(fù)合棒的底端鑄造成型厚20_的鉛銀鈣合金層。所述的鉛基多元合金復(fù)合棒，按常規(guī)的熔煉、鑄錠和拉制工藝得到。[0026]實(shí)施例2 :基材直徑為4 6mm鈦棒棒芯上復(fù)合鉛銀合金制得復(fù)合棒,將復(fù)合棒表面拉制成瓦榜型花紋，瓦榜型花紋的寬度I 1. 5_、深度O. 5 1. 0_。最后在鉛銀合金外表面套制 PbO2-MnO2-碳納米管導(dǎo)電陶瓷復(fù)合層。然后用絕緣夾邊條將42根復(fù)合棒卡住固定，并在復(fù)合棒的底端鑄造成型厚20mm的鉛銀鈣合金層。
權(quán)利要求1.一種有色金屬電積用柵欄型陽(yáng)極板，其特征在于在棒芯表面復(fù)合有厚度2 10_ 的鉛或鉛基多元合金構(gòu)成復(fù)合棒，在復(fù)合棒表面先拉制出瓦楞型或者鋸齒型花紋，再在復(fù)合棒表面涂覆或者電沉積一層導(dǎo)電陶瓷復(fù)合鍍層；若干個(gè)復(fù)合棒組裝成柵欄型陽(yáng)極板，在復(fù)合棒之間采用絕緣夾邊條固定，并用絕緣鉚釘卡住。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有色金屬電積用柵欄型陽(yáng)極板，其特征在于所述棒芯采用鈦及鈦合金、鋁及鋁合金或鎂及鎂合金為基材，并且每一個(gè)棒芯的直徑為4 10mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的有色金屬電積用柵欄型陽(yáng)極板，其特征在于所述的瓦楞型或者鋸齒型花紋的寬度I 1. 5mm、深度O. 5 1. 5mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的有色金屬電積用柵欄型陽(yáng)極板，其特征在于所述的柵欄型陽(yáng)極板規(guī)格尺寸是表面積為1. 1M2、1. 6M2、2. 8M2、3. 2M2或3. 6M2。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有色金屬電積用柵欄型陽(yáng)極板，其特征在于所述的絕緣夾邊條采用直徑為16 44mm的圓柱型絕緣夾邊條；所述的絕緣鉚釘長(zhǎng)度為21 41mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有色金屬電積用柵欄型陽(yáng)極板，其特征在于所述的棒芯表面復(fù)合厚度3 5_的鉛基多元合金構(gòu)成復(fù)合棒，鉛基多元合金還可是鉛銀、鉛銀鈣、鉛銀銻或鉛鈣錫。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有色金屬電積用柵欄型陽(yáng)極板，其特征在于所述的導(dǎo)電陶瓷復(fù)合鍍層采用PbO2-MnO2-碳納米管。
專利摘要一種有色金屬電積用柵欄型陽(yáng)極板，其特征在于在棒芯表面復(fù)合有厚度2～10mm的鉛或鉛基多元合金構(gòu)成復(fù)合棒，在復(fù)合棒表面先拉制出瓦楞型或者鋸齒型花紋，再在復(fù)合棒表面涂覆或者電沉積一層導(dǎo)電陶瓷復(fù)合鍍層；若干個(gè)復(fù)合棒組裝成柵欄型陽(yáng)極板，在復(fù)合棒之間采用絕緣夾邊條固定，并用絕緣鉚釘卡??；本實(shí)用新型提供的有色金屬電積用柵欄型陽(yáng)極板，改善了電解液的流動(dòng)性，降低了陰極區(qū)的濃差極化，提高了陰極金屬的沉積量，從而提高了陰極電流效率；柵欄型陽(yáng)極板不會(huì)發(fā)生彎曲變形，從而避免了陰陽(yáng)極板短路的現(xiàn)象；柵欄型陽(yáng)極板與傳統(tǒng)鉛基合金陽(yáng)極板相比，導(dǎo)電性顯著提高，槽電壓可降低10%，材料成本降低20%，電流效率提高2—5%。
文檔編號(hào)C25C7/02GK202830195SQ20122051768
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月10日
發(fā)明者郭忠誠(chéng), 陳步明, 朱盤龍, 王敏, 王坤侖 申請(qǐng)人:昆明理工恒達(dá)科技有限公司