[实用新型]一种湿法冶金用复合阳极

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种湿法冶金用复合阳极，属于湿法冶金电沉积设备技术领域。

背景技术

湿法冶金具有资源适应性强，清洁生产等优势，被广泛应用于Cu、Zn、Mn、Ni、Co等金属的冶炼，电沉积生产金属过程中铅合金阳极是主要的阳极材料。由于Pb合金本身的导电率低、质软且密度大，使得传统的铅合金阳极在应用过程中表现出以下特点：1)极板的导电性差、电阻高。一方面使阳极的电阻电压降高，从而提高槽电压，增加能耗；另一方面，由于极板面积大（>1m²），低导电率使极板表面的电流分布不均匀，极板各处极化程度不一，在电解液/空气交界处的极化程度最高，腐蚀严重，是造成极板“断颈”的原因之一；2）极板的力学强度不高，再加上极板自身重量大。一方面引起极板蠕变延伸，从而破坏极板表面生成的稳定的氧化膜保护层，增加阳极的腐蚀，从而缩短阳极寿命，降低阴极产品品质；另一方面极板易发生翘曲变形，造成阴阳极短接，使阳极穿孔，阴极烧板，从而严重影响阳极的使用寿命和电解能耗。

为解决上述问题，有人提出在制备层状复合阳极，即在阳极内部复合力学性能和导电性能更好的其它金属或合金（在此称导电芯板）。但都只是在阳极板内部机械嵌入导电芯板，然后再与预先铸造好的传统极耳焊接在一起。这种结构存在以下缺陷：1）导电芯板一般用的材质为Al或Ti,与铅很难形成冶金结合。机械的嵌入，一方面无法保证芯板与外层铅合金的良好电接触，无法完全发挥芯板的汇集和传导电流的作用；另一方面，芯板与外层铅合金无法形成冶金结合，使两层之间易发生相对滑移，外层铅合金依然可能会发生蠕变延伸，起不到提高力学性能的目的。2）导电芯板未与极耳中的导电条（铜棒）直接连接。一方面使得导电芯板汇集的电流仍然需要依靠铅合金传导进入极耳中的铜棒，从而不能完全发挥该结构阳极提高极板导电性能、降低极板电阻电压降的特点；另一方面，由于机械性能良好的导电芯板未与铜棒直接连接，过渡段的铅合金在下部极板重力的作用下会发生拉伸变形，不能达到该结构阳极提高极板力学强度、减少变形的目的。若电解液/空气界面位于过渡段，则“断颈”的问题将仍然存在。

综上所述，传统铅阳极重量大，存在导电率低、质软的缺陷，现有技术针对上述问题提出的复合平板阳极则存在导电芯板与极耳中的导电芯棒不能直接连接，且导电芯板与外层铅合金无法形成冶金结合的缺点。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术之不足而提供一种结构合理、强度高、重量轻、导电性能好、使用寿命长的湿法冶金用复合阳极。

本实用新型的一种湿法冶金用复合阳极，所述阳极由导电芯、铅合金包覆层和过渡层组成；所述导电芯由上部用作阳极极耳的导电芯棒与下部导电芯板连为一体构成，在所述导电芯表面依次镀制有过渡层、铸造有包覆层。

本实用新型的一种湿法冶金用复合阳极，所述导电芯板的材质为铝合金，其形状为板状、梳状、框架状中的一种。

本实用新型的一种湿法冶金用复合阳极，所述导电芯棒由铝、铝合金、铜、铜合金中的一种构成；导电芯板材质为铝合金。

本实用新型的一种湿法冶金用复合阳极，所述导电芯棒由铝或铝合金构成时，导电芯棒与导电芯板采用铸造工艺一体成型,或者通过焊接工艺接合成一个整体。

本实用新型的一种湿法冶金用复合阳极，所述导电芯棒由铜或铜合金构成时，导电芯棒与导电芯板通过铸造工艺在铜或铜合金棒外部包覆一层铝合金一体成型，包覆的铝合金层的厚度为0.5-2mm。

本实用新型的一种湿法冶金用复合阳极，所述导电芯棒由铜合金构成时，将导电芯棒卷绕包覆在导电芯板的一端，使导电芯板与导电芯棒形成整体；或将导电芯板一端切割成至少2片，然后，以相对方向将导电芯棒卷绕包覆在导电芯板的一端，使导电芯板与导电芯棒形成整体。

本实用新型的一种湿法冶金用复合阳极，所述导电芯板厚度为1-3mm。

本实用新型的一种湿法冶金用复合阳极，导电芯表面镀制的过渡层为铅或铅合金，厚度为0.1-1mm；镀制工艺为熔盐化学镀。

本实用新型的一种湿法冶金用复合阳极，导电芯表面铸造的包覆层为铅合金；铸造采用反重力铸造或重力铸造工艺;所述包覆层厚度为2-6mm。

本实用新型的一种湿法冶金用复合阳极，所述过渡层的铅合金与所述包覆层的铅合金的成分相同或不同。

本实用新型的一种湿法冶金用复合阳极，所述过渡层的铅合金以及所述包覆层的铅合金中的合金元素选自Ca,Sn,Sb,Ag,Sr,Al,Ba,Bi,Nd,La,Ce,Pr,Sm,Eu中的至少一种，质量百分含量为0.1%～10%。