專利名稱：銅電解精煉耐用型不銹鋼陰極板的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
有色金屬冶煉和金屬表面處理領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)的銅電解精煉過(guò)程中，陰極通常采用銅始極片。最早的始極片是用電解銅經(jīng)熔化后澆鑄而成。稍后，絕大多數(shù)銅冶煉廠均采用鈦板制作始極片，即在鈦種板表面沉積約2～3mm的銅層，然后剝離下來(lái)再加上掛耳作為陰極板。此種工藝方法需要完整獨(dú)立的始極片制作工序及剝離加工設(shè)備。
1979年，澳大利亞PERRY IAN JAMES發(fā)明了用不銹鋼陰極板代替?zhèn)鹘y(tǒng)的銅始極片的方法，其專利號(hào)分別為GB2040311和GB2104549。該專利使用的陰極板為316 L牌號(hào)的不銹鋼，不銹鋼成分(wt％)為碳(C)0.03，鎳(Ni)12.0，鉻(Cr)17.0，鉬(Mo)2.25，其余為鐵(Fe)。不銹鋼陰極板表面經(jīng)拋光處理，達(dá)到2B光潔度。陰極板左右兩邊使用的包邊材料是聚丙烯塑料，底邊用蠟涂覆。該方法的不足之處是(1)使用316 L牌號(hào)的不銹鋼，拋光工藝包括冷軋、除磷、軟化及在拋光軋機(jī)上輕微精軋等多道工序，工藝繁雜，原材料和加工成本高；(2)采用的聚丙烯塑料，其抗氧化和老化能力弱，使用壽命短；(3)不銹鋼底邊采用蠟涂覆，由于蠟較軟，容易碰脫，屏蔽效果差，蠟回收工序多，成本高；(4)采用該牌號(hào)的不銹鋼，電流效率只有94.5％。


圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。不銹鋼板切割到規(guī)定的陰極板尺寸，然后把導(dǎo)電棒焊接到不銹鋼板上，整板經(jīng)過(guò)拋光處理后，進(jìn)入后續(xù)氧化處理過(guò)程，氧化后的不銹鋼板即可作為陰極板進(jìn)入銅電解精煉過(guò)程，達(dá)到一定電解周期，符合產(chǎn)品要求的陰極銅從不銹鋼表面剝離下來(lái)，并包裝入庫(kù)，不銹鋼陰極板返回銅電解精煉過(guò)程繼續(xù)使用。(1)本發(fā)明采用的不銹鋼材料本發(fā)明采用的不銹鋼，其含量(重量百分比)為碳(C)0.09～0.12％，鎳(Ni)9.0～10.0％，鉻(Cr)17.0～18.0％，鈦(Ti)0.65～0.75％，其余為鐵(Fe)。(2)本發(fā)明不銹鋼的表面氧化處理方法本發(fā)明使用的不銹鋼，必須經(jīng)過(guò)氧化處理，使其表面生成一層氧化膜，保證陰極銅與不銹鋼陰極板既有良好的附著力又容易與不銹鋼剝離，氧化膜厚度為0.0005～0.010毫米(mm)。本發(fā)明既可采用化學(xué)氧化也可采用電解氧化處理方法?；瘜W(xué)氧化的工藝條件為硝酸鈰[Ce(NO3)3]5-10克/升，氯化鈉(NaCl)2-4克/升，鉬酸鈉(Na2MoO4)2-5克/升，pH 1-4，溶液溫度25-50℃，氧化時(shí)間20-30分鐘。電解氧化的工藝條件為檸檬酸(H3C6H5O7·H2O)20-50克/升，硼酸(H3BO3)10-20克/升，溶液溫度25-50℃，陽(yáng)極電流密度5-15安/平方分米(A/dm2)，氧化時(shí)間5-15分鐘。(3)本發(fā)明使用的不銹鋼陰極板采用工程塑料(ABS)包邊，包邊寬度15毫米(mm)，高度10毫米(mm)。
與共知技術(shù)相比所具有的優(yōu)點(diǎn)及積極效果1.本發(fā)明的不銹鋼陰極板可省去傳統(tǒng)的始極片工序，有效降低生產(chǎn)成本；2.本發(fā)明的不銹鋼陰極板允許在較高的電流密度下操作，可達(dá)280～300安/平方米(A/m2)；3.本發(fā)明的不銹鋼陰極板電流效率高，可達(dá)97％；4.本發(fā)明的不銹鋼陰極板槽電壓低，為0.24～0.26伏(V)；5.本發(fā)明的不銹鋼陰極板，其使用不需改變現(xiàn)有銅電解精煉的基本操作參數(shù)和添加劑的使用；6.本發(fā)明的不銹鋼陰極板，成本低，設(shè)備投資省，每塊板(1平方米)現(xiàn)需人民幣800元左右，顯著低于進(jìn)口板價(jià)格。
圖2是本發(fā)明不銹鋼陰極板的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中的1為不銹鋼板，2為ABS塑料包邊，3為導(dǎo)電棒。導(dǎo)電棒亞弧焊接到不銹鋼板上，包邊采用塑料銷釘連接到不銹鋼板上。
根據(jù)上述工藝條件電解，陰極周期達(dá)到8天時(shí)，得到表面平整的電解陰極銅。用手錘震動(dòng)陰極板，電解銅即從板面翹起，易于從板面剝離。
以電子天平測(cè)定電解得到的陰極銅的重量，計(jì)算電流效率。電流效率的平均值為97％。
以電子探針顯微分析得到的陰極銅的成分，銅的純度可達(dá)到99.97％。
由此可見(jiàn)，采用本發(fā)明不銹鋼陰極板電解得到的陰極銅純度高，易于從陰極板剝離，且電解過(guò)程穩(wěn)定，電流效率高。
權(quán)利要求
1.采用本發(fā)明銅電解精煉耐用型不銹鋼陰極板的制備方法，其特征在于制備的工藝流程為不銹鋼板切割到規(guī)定的陰極板尺寸，導(dǎo)電棒焊接到不銹鋼板上，不銹鋼整板經(jīng)拋光后進(jìn)行氧化處理，氧化處理后的不銹鋼板成為銅電解精煉耐用型陰極板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅電解精煉耐用型不銹鋼陰極板的制備方法，其特征在于采用的不銹鋼板材料成分(重量百分比)為碳(C)0.09～0.12％，鎳(Ni)9.0～10.0％，鉻(Cr)1 7.0～18.0％，鈦(Ti)0.65～0.75％，其余成分為鐵(Fe)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅電解精煉耐用型不銹鋼陰極板的制備方法，其特征在于陰極板氧化處理可采用化學(xué)處理或電解處理方法，氧化處理后其表面生成一層厚度為0.0005～0.01毫米(mm)的氧化膜。其化學(xué)氧化工藝條件為硝酸鈰[Ce(NO3)3]5～10克/升，氯化鈉(NaCl)2～4克/升，鉬酸鈉(Na2MoO4)2～5克/升，pH 1～4，溶液溫度25～50度(℃)，氧化時(shí)間20～30分鐘，電解氧化處理工藝條件為檸檬酸(H3C6H5O7·H2O)20～50克/升，硼酸(H3BO3)10～20克/升，溶液溫度25～50度(℃)，陽(yáng)極電流密度5～15安/平方分米(A/dm2)，氧化時(shí)間5～15分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅電解精煉耐用型不銹鋼陰極板的制備方法，其特征在于不銹鋼陰極板采用工程塑料(ABS)包邊，包邊寬度15毫米(mm)，高度10毫米(mm)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種銅電解精煉耐用型不銹鋼陰極板的制備方法，屬于有色金屬冶煉和金屬表面處理領(lǐng)域。該陰極板的材質(zhì)為1Cr18Ni9Ti不銹鋼，表面經(jīng)化學(xué)氧化或電解氧化處理生成完整的氧化膜，邊緣采用工程塑料(ABS)包邊。表面氧化膜的生成使陰極銅與不銹鋼板既有足夠的附著力，又易于從其剝離，同時(shí)也改善了陰極質(zhì)量，提高了陰極銅的質(zhì)量和電流效率。該不銹鋼陰極板的使用，省去了傳統(tǒng)的鈦種板制作始極片的工序，并可反復(fù)使用。
文檔編號(hào)C25C7/02GK1399010SQ0211335
公開(kāi)日2003年2月26日 申請(qǐng)日期2002年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月6日
發(fā)明者郭忠誠(chéng), 薛方勤, 朱曉云, 徐瑞東, 翟大成, 龍晉明 申請(qǐng)人:昆明理工大學(xué)