一种铜电积用栅栏型不锈钢基复合阳极板制造技术

本实用新型专利技术涉及铜电积技术领域，尤其涉及一种铜电积用栅栏型不锈钢基复合阳极板。本实用新型专利技术提供的复合阳极板包括导电梁、栅栏型阳极板支架、固定架、绝缘护套和绝缘子；所述导电梁由不锈钢管、设置于所述不锈钢管表面的铜层与设置于所述铜层表面的第一铅合金层组成；所述栅栏型阳极板支架与所述导电梁垂直连接；所述栅栏型阳极板支架由若干根平行设置的阳极复合棒组成；所述阳极复合棒由不锈钢管、设置于所述不锈钢管表面的第二铅合金层与设置于所述第二铅合金层表面的α

【技术实现步骤摘要】
一种铜电积用栅栏型不锈钢基复合阳极板


[0001]本技术涉及铜电积
，尤其涉及一种铜电积用栅栏型不锈钢基复合阳极板。

技术介绍

[0002]未来电积铜技术的两大关注焦点是能源消耗和对环境造成的影响。电解设施将转向低能耗的生产工艺并借以消除这些危险/有害副产品的产生。为了解决这些问题,科学家们正致力于开发高性能阳极材料,研究替代的阳极反应。从能源和环境角度考虑,铅合金阳极的使用开拓了电解技术改进的新领域。
[0003]全湿法生产铜，需要大量铅合金材料阳极。目前，湿法电积铜时，电流密度一般在200～260A/m2范围内，电解周期在7～10d，每生产1万t铜需要3000～4000片阳极板，同时还要配备大量电解槽和不锈钢阴极板，一次性投资大，回收周期长。在现有条件下，提高电流密度是提高电铜产量的有效方法之一。但电流密度提高，会使浓差极化，导致槽电压增大，并导致阴极铜颗粒变粗，阳极腐蚀速率加快，溶液中铅离子含量提高。因此，提高电流密度时，必须同时加大电解液循环速度，适当调整添加剂及改变阳极板结构等。
[0004]目前，工业上使用的铅合金阳极可在电解过程中形成氧化膜保护层，并在生产中有相对高的安全保障，但阳极表面氧化层的腐蚀会使电积槽内产生有害物质,并对阴极造成污染。此外，电解过程中铅合金阳极需要600mV的附加电势与氧结合在其表面形成氧化铅层，这将消耗每个电解槽30％的电力。为了解决电积铜带来的环境问题和能源消耗问题，已开发出更高性能的阳极替代品。例如：
[0005]铅基阳极板：企业针对阳极板节点所做的努力，都集中在银、钙、锶、钴、稀土等元素添加，以及板形和板形轧制技术方面，增加其金属硬度、结晶致密性，虽有节电效果，但铅合金基体本身导电性差、易弯曲变形及易污染阴极产品等现象不可避免。
[0006]涂层钛阳极：这种阳极是在钛电极表面涂覆一层贵金属氧化物(如RuO2或IrO2)，其优点是能耗低(10％～17％)，不仅能够避免电积槽内铅的沉积和对阴极产物的污染，而且还不必加入硫酸钴；但这种阳极的主要缺点是使用寿命太短，材料成本太高。
[0007]以轻质金属铝为内芯与外层铅合金通过熔铸或电镀的形式来互溶得到的阳极：存在一些难以解决的问题，一是解决不了铅合金液的流动性以及大尺寸阳极板局部可能出现的孔洞；二是镀层会出现一些晶界缝隙，电解时产生的氧气透过镀层的晶界缝隙氧化铝基体，形成导电性差的三氧化二铝膜层，恶化阳极性能。
[0008]有色金属电积用栅栏型阳极板：改善了电解液的流动性能，提高了电解有色金属收集的效果和质量，避免了阴极板进行起吊时，触碰阳极板的缺陷。采用廉价的铝棒作为基体，材料成本明显降低，但依然存在界面电阻、寿命短、强度低和槽电压高的缺点。
[0009]由于传统阳极β-PbO2活性层在铅基体上的附着力低、易剥落，在电解过程中易污染阴极产品。α-PbO2与铅基体结合紧密，但α-PbO2作为阳极析氧过电位低、孔隙率高、耐蚀性较差，不能单独作为阳极，通过加入颗粒复合电沉积能产生无内应力的镀层，且其致密性
好，能在高电流密度下长时间应用。
[0010]因此，进一步开发一种高电流效率、能耗低、高强度、高电流密度下长期使用、阴极铜产品质量高(含铅少)的阳极十分必要。

技术实现思路

[0011]有鉴于此，本技术的目的在于提供一种铜电积用栅栏型不锈钢基复合阳极板，本技术提供的复合阳极板具有电催化活性好、槽电压低、使用寿命长、服役电流密度高、电效和强度高等优点。
[0012]本技术提供了一种铜电积用栅栏型不锈钢基复合阳极板，包括导电梁、栅栏型阳极板支架、固定架、绝缘护套和绝缘子；
[0013]所述导电梁由不锈钢管、设置于所述不锈钢管表面的铜层与设置于所述铜层表面的第一铅合金层组成；
[0014]所述栅栏型阳极板支架与所述导电梁垂直连接；所述栅栏型阳极板支架由若干根平行设置的阳极复合棒组成；所述阳极复合棒由不锈钢管、设置于所述不锈钢管表面的第二铅合金层与设置于所述第二铅合金层表面的α-PbO2层组成；
[0015]所述固定架的材质为铅或铅合金，其垂直连接于所述栅栏型阳极板支架，用以固定所述栅栏型阳极板支架的阳极复合棒；
[0016]所述绝缘护套平行设置于所述栅栏型阳极板支架的边缘侧，用以固定所述栅栏型阳极板支架的边缘；
[0017]所述绝缘子设置于所述栅栏型阳极板支架的下部，用以固定所述栅栏型阳极板支架的下部。
[0018]优选的，所述第一铅合金层包括依次叠加设置的铅锡锑稀土合金层和含锑铅合金层，所述铅锡锑稀土合金层近所述铜层的表面端。
[0019]优选的，所述铅锡锑稀土合金层的厚度为8～100μm，所述第一铅合金层的厚度为0.1～10mm。
[0020]优选的，所述第二铅合金层包括依次叠加设置的镍层、铜锡合金层和高钙铅合金层，所述镍层近所述锈钢管的表面端。
[0021]优选的，所述镍层的厚度为6～10μm，所述铜锡合金层的厚度为60～200μm，所述第二铅合金层的厚度为1～6mm。
[0022]优选的，在所述导电梁和阳极复合棒中，所述不锈钢管的外表面具有螺纹。
[0023]优选的，所述螺纹的深度为0.3～1.2mm。
[0024]优选的，所述不锈钢管的截面为空心异构状圆型、空心异构状方型、空心异构状长方型或空心椭圆型。
[0025]优选的，所述不锈钢管的截面内壁的长轴长2～20mm，短轴长1～8mm；所述不锈钢管的管厚度为2～6mm。
[0026]优选的，所述不锈钢管的材质为304不锈钢或316L不锈钢。
[0027]与现有技术相比，本技术提供了一种铜电积用栅栏型不锈钢基复合阳极板。本技术提供的复合阳极板包括导电梁、栅栏型阳极板支架、固定架、绝缘护套和绝缘子；所述导电梁由不锈钢管、设置于所述不锈钢管表面的铜层与设置于所述铜层表面的第
一铅合金层组成；所述栅栏型阳极板支架与所述导电梁垂直连接；所述栅栏型阳极板支架由若干根平行设置的阳极复合棒组成；所述阳极复合棒由不锈钢管、设置于所述不锈钢管表面的第二铅合金层与设置于所述第二铅合金层表面的α-PbO2层组成；所述固定架的材质为铅或铅合金，其垂直连接于所述栅栏型阳极板支架，用以固定所述栅栏型阳极板支架的阳极复合棒；所述绝缘护套平行设置于所述栅栏型阳极板支架的边缘侧，用以固定所述栅栏型阳极板支架的边缘；所述绝缘子设置于所述栅栏型阳极板支架的下部，用以固定所述栅栏型阳极板支架的下部。该铜电积用栅栏型不锈钢基复合阳极板至少具有如下优点：1)采用不锈钢管作为基体，与导电铜包不锈钢管连接在一起，形成整体阳极板结构，极大地降低了阳极板的电阻，提高了阳极板的导通效率，槽电压显著下降，电流效率迅速增加。2)不锈钢的导热系数与铅合金的相差不大，在电解过程中，相比铝基或铜基铅合金材料，不锈钢基铅合金更不易产生脱落现象。3)采用栅栏型空心不锈钢基复合材料，极大地减少了材料用量，降低了阳极板30％以上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铜电积用栅栏型不锈钢基复合阳极板，其特征在于，包括导电梁、栅栏型阳极板支架、固定架、绝缘护套和绝缘子；所述导电梁由不锈钢管、设置于所述不锈钢管表面的铜层与设置于所述铜层表面的第一铅合金层组成；所述栅栏型阳极板支架与所述导电梁垂直连接；所述栅栏型阳极板支架由若干根平行设置的阳极复合棒组成；所述阳极复合棒由不锈钢管、设置于所述不锈钢管表面的第二铅合金层与设置于所述第二铅合金层表面的α-PbO2层组成；所述固定架的材质为铅或铅合金，其垂直连接于所述栅栏型阳极板支架，用以固定所述栅栏型阳极板支架的阳极复合棒；所述绝缘护套平行设置于所述栅栏型阳极板支架的边缘侧，用以固定所述栅栏型阳极板支架的边缘；所述绝缘子设置于所述栅栏型阳极板支架的下部，用以固定所述栅栏型阳极板支架的下部。2.根据权利要求1所述的铜电积用栅栏型不锈钢基复合阳极板，其特征在于，所述第一铅合金层包括依次叠加设置的铅锡锑稀土合金层和含锑铅合金层，所述铅锡锑稀土合金层近所述铜层的表面端。3.根据权利要求2所述的铜电积用栅栏型不锈钢基复合阳极板，其特征在于，所述铅锡锑稀土合金层的厚度为8～100μm，所述第一铅合金层的厚度为0.1～10mm。4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈步明，冷和，黄惠，郭忠诚，何亚鹏，董劲，李学龙，李威，
申请(专利权)人：昆明理工恒达科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：