專利名稱：一種電積銅用鉛基惰性陽極的預處理方法
技術領域：
本發明涉及一種電積銅用鉛或鉛合金惰性陽極預處理的方法，用于降低電積銅用鉛或鉛合金惰性陽極的析氧過電位。屬于電化冶金用惰性陽極配套技術領域，是一種工藝簡單，操作方便，可顯著降低噸銅電耗的惰性陽極配套技術。
背景技術：
銅是國民經濟發展中重要的支柱性材料。近十年來，我國銅產量年平均遞增速度都在10%以上，2009年銅材產量888. 4萬噸，居世界第一位。根據銅資源的特點，銅冶煉方法一般可分為火法和濕法兩種。銅濕法冶煉的優點在于可將難選氧化銅礦和低品位銅礦作為原料、流程簡單、過程組合方案多、生產成本低和規模靈活。據報道，建設選礦-火法冶煉工藝生產廠噸銅投資約為6. 5萬元，而建設浸出-萃取-電積廠噸銅投資約為1. 5萬元。所以發展銅濕法冶金技術顯然是降低銅生產成本的一條有效途徑。電積技術在銅濕法冶煉中占有相當重要的地位。目前，在銅電積生產過程中，幾乎所有工廠都采用I^b-Ca-Sn陽極，但H3-Ca-Sn陽極的缺點是析氧過電位超過700mV，造成銅電積的電耗高達2000kWh/噸銅。由于銅電積的電耗過高，導致整個濕法煉銅的成本增加， 不利于我國銅濕法冶金技術的進一步推廣和國家節能減排戰略的實施。槽電壓是電積過程的重要技術指標，它由硫酸銅分解電壓以及電解質溶液電阻、 接線的接觸電阻、陽極泥電阻、極板電阻等引起的電壓降組成。其中，硫酸銅分解電壓是構成槽電壓的主要部分，占槽電壓的75 80%。因此，要降低銅電積電耗必須降低硫酸銅分解電壓。而硫酸銅的分解電壓為理論分解電壓與全部超電壓之和。銅電積的陰極超電壓值較小，僅為0. 02 0. 05V。陽極過電位是氧在陽極上析出所引起，其值約為0. 75V，占陽極總電壓的30%左右，是無用電耗的主要根源。故要降低槽電壓，降低氧的析出過電位為重中之重。經計算，槽電壓每降低0. IV，析出1噸陰極銅的電耗將降低80 lOOkWh。選擇適宜的陽極預處理方法是降低氧的析出超電壓的有效手段之一。因此，探尋一種能夠顯著降低惰性陽極析氧過電位的陽極預處理方法勢在必行。本發明的陽極預處理技術對于國家節能減排戰略的實施，促進國內銅濕法冶金技術的工程化、產業化和規模化進程具有重要意義，并對其它金屬電積的節能生產具有重要的推廣意義。
發明內容
本發明的目的在于提供一種能夠顯著降低鉛或鉛合金惰性陽極在銅電積液中析氧過電位的預處理方法，其工藝簡單，操作方便，可將電積銅用鉛或鉛合金惰性陽極的析氧過電位由700mV降至550mV以內。為實現上述目的，本發明采取以下技術方案一種電積銅用鉛基惰性陽極的預處理方法，包括如下步驟(1)預處理液由硫酸鈷、硫酸和蒸餾水組成，預處理液溫度為30 70°C ；(2)預處理槽構成陽極為待預處理陽極，陰極為不銹鋼板，陰陽極間距為3 6cm，預處理液循環量為0. 05 0. 5Ve/h(Ve是指預處理槽的容積)；(3)預處理工藝陽極電流密度為50 400A/m2，預處理時間為8 Mh。一種優選的技術方案，其特征在于所述的預處理液中，CoSO4的濃度為0. 1 3g/ L，H2SO4的濃度為2 80g/L。一種優選的技術方案，其特征在于所述的陰極為316L不銹鋼板。上述工藝中，陽極為待預處理的鉛或鉛合金電極，陰極為316L不銹鋼電極。預處理完后，用水沖洗陽極表面，然后浸入銅電積液中進行電積工序。用本發明處理后的鉛或鉛合金惰性陽極作為銅電積過程的陽極，在噸銅電耗上比未經預處理的鉛或鉛合金惰性陽極更具優勢。陽極表面上Co2+的吸附量增多，相應增加了電極上單位面積內的電化學活性點的數量，那么，陽極析氧過電位的降低就是必然的。由本發明處理后的鉛或鉛合金惰性陽極，由于在陽極表面形成了比表面積大的 PbO2層(見圖幻以及大量的Co2+吸附在1 表面，導致單位面積的陽極上的電化學活性點數量增加，從而有效降低了陽極的析氧過電位。本發明采用含有硫酸鈷的預處理液，優化預處理工藝參數，本發明的預處理工藝十分簡單，操作方便，有利于工業化應用，可將電積銅用鉛或鉛合金惰性陽極的析氧過電位控制在550mV以內。以該法處理后的鉛或鉛基陽極作為銅電積用陽極，對減少陰極銅雜質鉛含量，降低噸銅耗電方面具有明顯的效果。下面通過附圖和具體實施方式
對本發明做進一步說明，但并不意味著對本發明保護范圍的限制。
圖1為H3-Ca-Sn陽極直接在銅電積液中電解他后的表面形貌。圖2為H3-Ca-Sn陽極經本發明的預處理方法處理后，在銅電積液中電解他后的表面形貌。
具體實施例方式
下面通過實施例進一步描述本發明，所有實施例中，銅電積液的組成與電積工藝均相同，陽極均為I^b-O. 08wt. % Ca-lwt. % Sn惰性陽極，陰極為316L不銹鋼板，具體工藝參數見表1。 表1銅電積液的組成及電積銅工藝參數
權利要求
1.一種電積銅用鉛基惰性陽極的預處理方法，包括如下步驟(1)預處理液由硫酸鈷、硫酸和蒸餾水組成，預處理液溫度為30 70°C；(2)預處理槽構成陽極為待預處理陽極，陰極為不銹鋼板，陰陽極間距為3 6cm，預處理液循環量為0. 05 0. 5Ve/h, Ve是指預處理槽的容積；(3)預處理工藝陽極電流密度為50 400A/m2，預處理時間為8 Mh。
2.根據權利要求1所述的電積銅用鉛基惰性陽極的預處理方法，其特征在于所述的預處理液中，CoSO4的濃度為0. 1 3g/L，H2SO4的濃度為2 80g/L。
3.根據權利要求1所述的電積銅用鉛基惰性陽極的預處理方法，其特征在于所述的陰極為316L不銹鋼板。
全文摘要
本發明涉及一種電積銅用鉛基惰性陽極的預處理方法，包括預處理液由硫酸鈷、硫酸和蒸餾水組成，預處理液溫度為30～70℃；陽極為待預處理陽極，陰極為不銹鋼板，陰陽極間距為3～6cm，預處理液循環量為0.05～0.5V槽/h，V槽是指預處理槽的容積；預處理工藝為陽極電流密度為50～400A/m2，預處理時間為8～24h。本發明采用含有硫酸鈷的預處理液，優化預處理工藝參數，本發明的預處理工藝十分簡單，操作方便，有利于工業化應用，可將電積銅用鉛或鉛合金惰性陽極的析氧過電位控制在550mV以內。以該法處理后的鉛或鉛基陽極作為銅電積用陽極，對減少陰極銅雜質鉛含量，降低噸銅耗電方面具有明顯的效果。
文檔編號C25C7/02GK102465313SQ20101054794
公開日2012年5月23日 申請日期2010年11月17日 優先權日2010年11月17日
發明者華志強, 呂旭東, 李弢, 王磊, 袁學韜 申請人:北京有色金屬研究總院