專利名稱：有色金屬電積用柵欄型陽極板的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于電解技術領域，特別是一種有色金屬電積用柵欄型陽極板。
背景技術：
在濕法提取鋅、銅、鎳、鈷、錳、鉻等金屬過程中，陽極材料目前仍使用鉛及鉛合金，其缺點是槽電壓高(3. 4 3. 8V)，電流效率低(75 88%)，電積過程能耗高(3400 4200度/噸鋅)，陽極使用壽命短(O. 5 I年)，陽極鉛易溶解而進入陰極產(chǎn)品中，導致陰極產(chǎn)品質量下降。為了降低鋅、銅、鎳、鈷、錳、鉻等電積的能耗及防止陽極鉛對陰極產(chǎn)品的污染，國內外對上述金屬電積過程用不溶性陽極進行了深入研究和開發(fā)。綜合國內外目前的研究和使用情況，主要有以下五類
I、鉛銀合金(含銀O. 5-1. 0%)陽極制造工藝簡單，但由于含銀較高而造價較高。Pb—Ag一Ca三元合金陽極和Pb—Ag一Ca一Sr四元合金極板具有強度高、耐腐蝕、使用壽命長、造價低、使用時表面形成的PbO2及MnO2較致密，析出鋅含鉛低、降低電能消耗等優(yōu)點，但其·制造工藝較為復雜，且變質元素在鉛合金中分布的均勻性難以控制。2、鈦基表面涂(鍍)尺寸穩(wěn)定陽極此類陽極是以鈦(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，導致電極的壽命短；(3)在電積溶液中，雜質離子，如錳，氧化后以氧化物態(tài)在陽極的沉積降低了涂覆貴金屬層的作用。3、一種新型惰性二氧化鉛陽極此電極的制備，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β -PbO2等基本過程，鍍制得到PbO2電極。但這樣電鍍制得的PbO2電極作為不溶性陽極，在使用中會出現(xiàn)以下問題(DPbO2沉積層與電極表面結合不緊密或沉積層不均勻；(2)Pb02沉積層多孔且粗糙，內應力大；(3) PbO2沉積層易剝落或腐蝕，壽命不長。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。4、以輕質金屬鋁為內芯與外層鉛合金通過熔鑄或電鍍的形式來互溶得到的陽極存在以下問題一是解決不了鉛合金液的流動性以及大尺寸陽極板局部可能出現(xiàn)的孔洞；二是鍍層會出現(xiàn)一些晶界縫隙，電解時產(chǎn)生的氧氣透過鍍層的晶界縫隙氧化鋁基體，形成導電性差的三氧化二鋁膜層，惡化陽極性能。5、表面改性陽極鉛陽極表面處理在鋅電解中受到越來越多的研究者重視，它能增大陽極的比表面積、減小陽極的腐蝕速率、改善陽極的物化性能以及降低陽極泥的數(shù)量等優(yōu)點。在噴丸和噴砂強化、KMnO4溶液化學、KF溶液電化學、涂覆催化活性物質的海綿鈦顆粒擠壓以及多孔陽極處理等研究領域得到成功應用。但仍然解決不了鉛基易彎曲，導致短路，降低電流效率和陽極壽命等現(xiàn)象。此外，目前工業(yè)上有色電積用的陽極主要采用的是陽極板，而陽極板的作用直接影響電積有色金屬的品質和效率，在電積過程中，陽極板在電解使用過程中，電解液的流動性能不好，使電解有色金屬的品質無法進一步改善，生產(chǎn)效率無法進一步提高。陽極板在操作上也存在很大的缺陷便攜式陰極吊架對陰極版進行起吊時，經(jīng)常會觸碰陽極板，不利于陽極板穩(wěn)固的放置在電解液槽中；且陽極板的比重大，由于內應力的作用而容易產(chǎn)生變形，增加了員工的工作量。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種有色金屬電積用柵欄型陽極板，以解決上述現(xiàn)有技術存在的問題。本發(fā)明的目的通過以下技術方案實現(xiàn)
一種有色金屬電積用柵欄型陽極板，其特征在于在棒芯表面復合有厚度2 10_的鉛或鉛基多元合金構成復合棒，在復合棒表面先拉制出瓦楞型或者鋸齒型花紋，再在復合棒表面涂覆或者電沉積一層導電陶瓷復合鍍層；若干個復合棒組裝成柵欄型陽極板，在復合棒之間采用絕緣夾邊條固定，并用絕緣鉚釘卡住。所述的復合棒由鉛基多元合金含量構成，按重量百分比為銀(Ag)O. I O. 3% ;鋁(Al)?！?01 O. 50% ;鈦(Ti)O. 01 O. 10% ；;猛 (Mn)O. I O. 8% ;鈣(。已)0· 02 O. 10% ^g(Sr)O. 02 O. 25% ;稀土(RE)O. 005 O. 02%,其余為鉛；組分總和為100%，按常規(guī)的熔煉、鑄錠和拉制工藝得到厚度3 5_的鉛基多元合金復合棒。作為本發(fā)明的優(yōu)選方案
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，并且每一個棒芯直徑為
4 IOmm0所述的瓦楞型或者鋸齒型花紋的寬度I I. 5mm、深度O. 5 I. 5mm。所述的柵欄型陽極板規(guī)格尺寸是表面積為I. IM2U. 6M2、2. 8M2、3. 2M2或3. 6M2。所述的絕緣夾邊條采用直徑為16 44mm的圓柱型絕緣夾邊條；所述的絕緣鉚釘長度為21 41_。所述的棒芯表面復合的鉛基多元合金是鉛銀、鉛銀鈣、鉛銀銻或鉛鈣錫。所述的導電陶瓷復合材料采用PbO2-MnO2-碳納米管。本發(fā)明制成的有色金屬電積用柵欄型陽極板，其優(yōu)點在于改善了電解液的流動性能，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量，從而提高了陰極電流效率；避免了陰極板進行起吊時，觸碰陽極板的缺陷；同時采用電化學方法在鋸齒形花紋表面制成PbO2-MnO2-碳納米管復合鍍層，代替原有的鉛及鉛合金陽極板，可增加陽極棒的比表面積，提高陽極的附著力和使用壽命，并能形成較好的固定連接；采用廉價的鋁棒作為基體，材料成本明顯降低。柵欄型陽極板不會發(fā)生彎曲變形，從而避免了陰陽極板短路的現(xiàn)象；柵欄型陽極板與傳統(tǒng)鉛基合金陽極板相比，導電性顯著提高，槽電壓可降低10%，材料成本降低20%，電流效率提高2 — 5%。


圖I是本發(fā)明的外形示意圖。圖2是圖I的A-A剖面視圖。圖3是復合棒的截面圖。圖中各標號為I-柵欄型陽極板，2-絕緣夾板條，3-復合棒的底端鉛合金層，4-棒芯，5-構成復合棒的鉛或鉛基多元合金，6-導電陶瓷復合鍍層。
具體實施例方式實施例I :一種有色金屬電積用柵欄型陽極板，在基材直徑為4 6mm鋁棒上復合鉛基多元合金制得復合棒，在復合棒表面拉制鋸齒形花紋，花紋的寬度I I. 5mm、深度
O.5 I. Omm ;再在鋸齒型花紋表面通過電沉積制備PbO2-MnO2-碳納米管導電陶瓷鍍層。然后用絕緣夾邊條將30根復合棒卡住固定，并在復合棒的底端鑄造成型厚20mm的鉛銀鈣合金層。所述的鉛基多元合金復合棒，按常規(guī)的熔煉、鑄錠和拉制工藝得到。 實施例2 :基材直徑為4 6mm鈦棒上復合鉛銀合金制得復合棒,將復合棒表面拉制成瓦榜型花紋，瓦榜型花紋的寬度I I. 5_、深度O. 5 I. 0_。最后在鉛銀合金外表面套制PbO2-MnO2-碳納米管導電陶瓷復合層。然后用絕緣夾邊條將42根復合棒卡住固定，并在復合棒的底端鑄造成型厚20_的鉛銀鈣合金層。
權利要求
1.一種有色金屬電積用柵欄型陽極板，其特征在于在棒芯表面復合有厚度2 10_的鉛或鉛基多元合金構成復合棒，在復合棒表面先拉制出瓦楞型或者鋸齒型花紋，再在復合棒表面涂覆或者電沉積一層導電陶瓷復合鍍層；若干個復合棒組裝成柵欄型陽極板，在復合棒之間采用絕緣夾邊條固定，并用絕緣鉚釘卡??；所述的復合棒由鉛基多元合金含量構成，按重量百分比為銀(Ag)O. I O. 3% ;鋁(八1)0· 01 O. 50% ;鈦(11)0· 01 O. 10% ；；猛(Mn)O. I O. 8% ;鈣(。已)0· 02 O. 10% ^g(Sr)O. 02 O. 25% ;稀土(RE)O. 005 O. 02%,其余為鉛；組分總和為100%，按常規(guī)的熔煉、鑄錠和拉制工藝得到厚度3 5_的鉛基多元合金復合棒。
2.根據(jù)權利要求I所述的有色金屬電積用柵欄型陽極板，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，并且每一個棒芯的直徑為4 10mm。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的有色金屬電積用柵欄型陽極板，其特征在于所述的瓦楞型或者鋸齒型花紋的寬度I I. 5mm、深度O. 5 I. 5mm。
4.根據(jù)權利要求I或2所述的有色金屬電積用柵欄型陽極板，其特征在于所述的柵欄型陽極板規(guī)格尺寸是表面積為I. 1M2、1. 6M2、2. 8M2、3. 2M2或3. 6M2。
5.根據(jù)權利要求I所述的有色金屬電積用柵欄型陽極板，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；所述的絕緣鉚釘長度為21 41mm。
6.根據(jù)權利要求I所述的有色金屬電積用柵欄型陽極板，其特征在于所述的棒芯表面復合的鉛基多元合金是鉛銀、鉛銀鈣、鉛銀銻或鉛鈣錫。
7.根據(jù)權利要求I所述的有色金屬電積用柵欄型陽極板，其特征在于所述的導電陶瓷復合鍍層采用PbO2-MnO2-碳納米管。
全文摘要
一種有色金屬電積用柵欄型陽極板，其特征在于在棒芯表面復合有厚度2～10mm的鉛或鉛基多元合金構成復合棒，在復合棒表面先拉制出瓦楞型或者鋸齒型花紋，再在復合棒表面涂覆或者電沉積一層導電陶瓷復合鍍層；若干個復合棒組裝成柵欄型陽極板，在復合棒之間采用絕緣夾邊條固定，并用絕緣鉚釘卡?。槐景l(fā)明提供的有色金屬電積用柵欄型陽極板，改善了電解液的流動性，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；柵欄型陽極板不會發(fā)生彎曲變形，從而避免了陰陽極板短路的現(xiàn)象；柵欄型陽極板與傳統(tǒng)鉛基合金陽極板相比，導電性顯著提高，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C25C7/02GK102888625SQ20121038195
公開日2013年1月23日 申請日期2012年10月10日 優(yōu)先權日2012年10月10日
發(fā)明者郭忠誠, 陳步明, 朱盤龍, 王敏, 王坤侖 申請人:昆明理工恒達科技有限公司