一種有色金屬電積用柵欄型陽極板的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于電解技術領域，具體涉及到一種有色金屬電積用柵欄型陽極板。
【背景技術】
[0002]在濕法提取鋅、銅、鎳、鉆、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(0.5-1年)，陽極鉛易溶解而進入陰極產(chǎn)品中，導致陰極產(chǎn)品質(zhì)量下降。為了降低鋅、銅、鎳、鉆、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(nèi)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(nèi)外目前的研究和使用情況如下:
[0003]1、鉛銀合金(含銀0.5-1%)陽極:制造工藝簡單，但由于含銀較高而造價較高。Pb-Ag-Ca三元合金陽極和Pb-Ag-Ca-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Pb02& MnO 2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(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(zhì)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。
[0005]3、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、α-ΡΚ)2ψ間層以及電鍍P-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:(I) PbO2沉積層與電極表面結合不緊密或沉積層不均勻；(2) PbO2沉積層多孔且粗糙，內(nèi)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。
[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。
[0007]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(zhì)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。
[0008]6、有色金屬電積用柵欄型陽極板:改善了電解液的流動性能，提高了電解有色金屬收集的效果和質(zhì)量，同時也減輕了極板重量，避免了陰極板進行起吊時，觸碰陽極板的缺陷。采用廉價的鋁棒作為基體，材料成本明顯降低，但依然存在界面電阻和壽命短的問題，極板整體結構穩(wěn)定性不夠。
[0009]此外，如專利CN20283019U所述，其柵欄型陽極板為在鈦及鈦合金、鋁及鋁合金或鎂及鎂合金棒芯表面復合一層鉛基多元合金制備成圓棒狀結構的復合棒，復合棒表面拉制出瓦楞型或者鋸齒型花紋，同時復合棒之間采用絕緣夾邊條連接固定，組裝成柵欄型陽極板，并在其復合棒表面涂覆或者電沉積一層PbO2-MnO2-碳納米管導電陶瓷復合鍍層。
[0010]專利CN103572331A描述了一種柵欄型鈦基PbO2陽極，包括鈦包銅導電排和連接于鈦包銅導電排下方的豎直鈦棒，每根鈦棒經(jīng)表面處理工藝后鍍上？1^02復合層，棒之間采用絕緣夾邊條連接，組裝成柵欄型鈦基PbOJH極板。
[0011]專利CN103572331A描述了一種柵欄型鋁棒鉛合金陽極板，包括有鋁或鋁合金導電梁、焊接于導電梁上的銅鋁爆炸復合導電頭、焊接于鋁或鋁合金導電梁下方的柵欄型陽極板支架，組成柵欄型陽極板支架的每根鋁棒鉛合金復合陽極棒相互之間采用絕緣夾邊條連接固定，絕緣夾邊條相互焊接組成一整體框架；再在柵欄型陽極板支架表面覆著一層β -PbO2-聚苯胺導電陶瓷。
[0012]上述不同陽極板在使用過程或多或少存在極板結構穩(wěn)定性不夠、整體易變形、復合棒電流分布不均、導電梁腐蝕等問題；同時，在使用過程中，陽極泥的清理難度大，因陽極泥沉積過多容易造成極板短路。采用絕緣夾邊條連接固定復合棒的柵欄型陽極板在加工過程中制造工藝復雜繁瑣，影響了生產(chǎn)效率，且絕緣條長期浸泡在電解液中易發(fā)生老化變形，不利于陽極板結構的穩(wěn)定性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本實用新型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。
[0014]本實用新型的目的通過以下技術方案實現(xiàn):
[0015]—種有色金屬電積用柵欄型陽極板，
[0016]—種有色金屬電積用柵欄型陽極板，該陽極板是在鋁棒芯表面復合鉛或鉛基多元合金層形成鋁基鉛合金復合棒，一組平行排列的豎向鋁基鉛合金復合棒頂端與帶耐高溫絕緣防腐涂層的橫向?qū)щ娏合嗪附?，鋁基鉛合金復合棒中部相互之間采用澆鑄的鉛或鉛基多元合金橫條連接固定，在兩端的鋁基鉛合金復合棒上套裝絕緣護套固定強化，并用絕緣鉚釘將鋁基鉛合金復合棒與絕緣護套連接固定，在鋁基鉛合金復合棒和鉛或鉛基多元合金橫條表面制備有致密的PbO2導電陶瓷層；鋁基鉛合金復合棒、橫向?qū)щ娏汉豌U或鉛基多元合金橫條組裝成柵欄型陽極板。
[0017]本實用新型所述鉛或鉛基多元合金橫條為相互間隔一定距離的平行的2?8條。所述的鋁棒芯為矩形或橢圓形或圓形或不規(guī)則外形的鋁棒芯。所述矩形鋁棒芯橫截面的寬度為4?20mm，厚度為I?6mm。所述鉛或鉛基多元合金復合層厚度為I?10mm。所述招棒芯表面沿縱向帶有方型齒狀或圓弧狀或鋸齒狀豎紋。所述耐高溫絕緣防腐涂層為改性環(huán)氧有機硅類防腐涂料或改性環(huán)氧類陶瓷涂料或改性環(huán)氧類粉末涂料或改性乙烯基酯類涂料或改性聚脲涂料。所述的絕緣護套由PP、ABS、HIPS, PB-1、PP-ABS塑料合金中的任意一種或者任一種的改性物注塑成型制成。所述的絕緣護套為帶卡槽的方型絕緣護套。在鋁基鉛合金復合棒和鉛或鉛基多元合金橫條表面制備的PbO2導電陶瓷層通過陽極氧化工藝獲得，PbO2晶型為β型PbO2，氧化工藝條件為電流密度100-800A/m2，電解液溫度10_30°C，氧化時間0.5-4ho
[0018]本實用新型制成的有色金屬電積用陽極棒，除具備原有柵欄型陽極板的優(yōu)點外，還具有如下優(yōu)點:
[0019](I)采用鋁基鉛合金復合棒狀結構形式，可降低陽極泥的清潔難度，同時也可減少因陽極泥沉積造成極板短路的現(xiàn)象；
[0020](2)采用帶有耐高溫絕緣防腐涂層的導電梁，可消除導電梁的腐蝕現(xiàn)象，延長其使用壽命，能有效實現(xiàn)導電梁的重復利用；
[0021](3)在鋁基鉛合金復合棒之間采用澆鑄鉛或鉛基多元合金橫條連接固定的形式，不僅可增強陽極板整體結構的穩(wěn)定性，也可避免因少數(shù)復合棒導電不良造成的電流分布不均；
[0022](4)陽極板兩邊采用絕緣護套固化增強的形式，使得陽極板整體結構的牢固性更強，也可很好的起到絕緣防護作用。
【附圖說明】
[0023]圖1是本實用新型的結構示意圖；
[0024]圖2是圖1中A-A剖面圖；
[0025]圖3是圖1中B-B剖面圖；
[0026]圖4是圖1中C-C剖面圖；
[0027]圖5是絕緣護套的橫截面形狀示意圖；
[0028]圖6(a)?圖6(w)是各種形狀鋁基鉛合金復合棒的截面圖。
[0029]圖中各標號為:1_柵欄型陽極板；2_鉛或鉛基多元合金橫條；3_絕緣護套；4-導電梁；5_絕緣鉚釘；6_耐高溫絕緣防腐涂層；7_卡槽；8_導電陶瓷層；9_鉛或鉛基多元合金層；10-鋁棒芯。
【具體實施方式】
[0030]以下結合實施例及附圖對本實用新型進行進一步的具體說明。
[0031]實施例1:
[0032]—種有色金屬電積用柵欄型陽極板，該陽極板是在鋁棒芯10表面復合鉛或鉛基多元合金層9形成鋁基鉛合金復合棒，一組平行排列的豎向鋁基鉛合金復合棒頂端與帶耐高溫絕緣防腐涂層6的橫向?qū)щ娏?相焊接，鋁基鉛合金復合棒中部相互之間采用澆鑄的鉛或鉛基多元合金橫條2連接固定，在兩端的鋁基鉛合金復合棒上套裝絕緣護套3固定強化，并用絕緣鉚釘5將鋁基鉛合金復合棒與絕緣護套連接固定，在鋁基鉛合金復合棒和鉛或鉛基多元合金橫條表面制備有致密的PbO2導電陶瓷層8 ;鋁基鉛合金復合棒、橫向?qū)щ娏汉豌U或鉛基多元合金橫條組裝成柵欄型陽極板I。鉛或鉛基多元合金橫條3澆鑄有相互間隔一定距離的平行的2?8條