Dsa蜂巢陽極的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種DSA蜂巢陽極。該DSA蜂巢陽極包括導(dǎo)電基架和多個DSA陽極片，導(dǎo)電基架包括導(dǎo)電橫梁和蜂巢孔板，蜂巢孔板固定在導(dǎo)電橫梁上，蜂巢孔板具有多個孔，多個陽極片分別與多個孔位置對應(yīng)并安裝在蜂巢孔板上，陽極片與蜂巢孔板電導(dǎo)通。多個DSA陽極片形成“蜂巢”結(jié)構(gòu)單元，小的表面積降低DSA陽極片的涂層內(nèi)應(yīng)力，不易出現(xiàn)涂層裂縫、分層脫落現(xiàn)象，減少涂層失效概率；該結(jié)構(gòu)將涂層惡化控制在蜂巢單元內(nèi)，可避免大面積彌漫性擴散造成涂層整體惡化失效，提高陽極使用壽命；當(dāng)某一DSA陽極片的涂層損壞時，方便更換；該結(jié)構(gòu)還可降低加工難度；蜂巢孔板的多個孔形成的蜂巢結(jié)構(gòu)提高了基礎(chǔ)導(dǎo)電能力與電場分布的均勻性。
【專利說明】DSA蜂巢陽極
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及DSA陽極，特別涉及一種具有蜂巢結(jié)構(gòu)的DSA陽極。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有濕法冶金領(lǐng)域，如Mn、Cu、Zn等均采用鉛合金陽極電積提取目標(biāo)產(chǎn)物，它存在諸多缺點。作為鉛陽極的替代，涂層鈦陽極(又稱DSA)具有如下優(yōu)點:1.較低的材料消耗率，可代替體積大、重量重的高硅鐵陽極和鉛銀合金陽極。2.較高的電催化活性，價格較鍍鉬陽極便宜，可采用較大的陽極電流密度和較低的電源輸出電壓。3.穩(wěn)定的尺寸，有利于保持極距的均勻性，有利于電解進行，提高電解效率。4.可加工成各種形狀(板狀、網(wǎng)狀和管狀等)。
[0003]然而，DSA陽極也存在下述局限性:
[0004]首先，鈦基底易氧化、涂層易脫落或涂層中活性組分易溶解。用于金屬提煉用的DSA陽極通常面積大，存在較大的涂層內(nèi)應(yīng)力。內(nèi)應(yīng)力隨著面積的增大而上升，更容易出現(xiàn)涂層裂縫、分層脫落等現(xiàn)象。一旦出現(xiàn)此類情況，氧侵入基底，鈦基層生成氧化膜。陽極迅速惡化，涂層失效，且惡化范圍與速率均不可控制。例如PbO2涂層陽極由于P2PbO2固有的電積畸變使^2PbO2與基體不能牢固地結(jié)合，使用過程中鈦基體會產(chǎn)生氧化物薄膜，會使金屬鈦鈍化，使得導(dǎo)電困難。
[0005]其次，反應(yīng)產(chǎn)物對電極表面的吸附“毒化”作用:在電解金屬錳的生產(chǎn)過程中，陽極不可避免地會產(chǎn)生二氧化錳的副反應(yīng)。這種副反應(yīng)產(chǎn)物對DSA陽極的涂層具有“毒化”作用。
[0006]第三,鈦作為閥金屬(valve metal,常見的閥金屬有Al、Mg、Ti及其合金)，用作DSA陽極的基材。一旦涂層開始惡化，就會大量產(chǎn)生不希望的陽極反應(yīng)物，浪費電能。
[0007]因而，涂層鈦陽極使用壽命較短、易失效，限制了它在濕法冶金領(lǐng)域，尤其是在副反應(yīng)產(chǎn)物明顯的金屬電解生產(chǎn)中的推廣應(yīng)用。
實用新型內(nèi)容
[0008]本實用新型的目的是提供一種具有蜂巢結(jié)構(gòu)的DSA陽極，可以解決上述現(xiàn)有技術(shù)問題中的一個或多個。
[0009]根據(jù)本實用新型的一個方面，提供了一種DSA蜂巢陽極，包括導(dǎo)電基架和多個DSA陽極片，導(dǎo)電基架包括導(dǎo)電橫梁和蜂巢孔板，蜂巢孔板固定在導(dǎo)電橫梁上，蜂巢孔板具有多個孔，多個陽極片分別與多個孔位置對應(yīng)并安裝在蜂巢孔板上，陽極片與蜂巢孔板電導(dǎo)通。
[0010]上述結(jié)構(gòu)具有如下優(yōu)點:由多個DSA陽極片形成DSA蜂巢陽極的“蜂巢”結(jié)構(gòu)單元，每個單元具有較小的表面積，可以大幅度降低DSA陽極片的涂層內(nèi)應(yīng)力，不易出現(xiàn)涂層裂縫、分層脫落等現(xiàn)象，減少涂層失效的概率；可以將可能發(fā)生的涂層惡化控制在各個單元之中，不容易發(fā)生大面積的彌漫性擴散而造成涂層整體惡化失效，從而提高陽極使用壽命；在某一 DSA陽極片的涂層損壞時，可以方便地在現(xiàn)場更換，既節(jié)約成本，又方便生產(chǎn)；降低DSA電極片的加工難度，提高產(chǎn)品質(zhì)量；此外，蜂巢孔板的多個孔形成的蜂巢結(jié)構(gòu)提高了基礎(chǔ)導(dǎo)電能力與電場分布的均勻性。
[0011 ] 在一些實施方式中，上述陽極還可包括多個基座，蜂巢孔板上具有多個基座孔，基座固定在基座孔內(nèi)，DSA陽極片通過基座固定于蜂巢孔板上?；饶軐?dǎo)電又耐腐蝕，由此，通過基座將多個DSA陽極片安裝至蜂巢孔板上，方便拆裝。
[0012]在一些實施方式中，基座為能夠?qū)щ姷穆輻U，DSA陽極片具有安裝孔，螺桿穿過安裝孔以可拆卸方式固定。緊固可采用螺母方式，卡扣方式等適合拆卸的方式。由此，可以使得DSA陽極片的更換更方便。
[0013]在一些實施方式中，DSA陽極片的表面具有透氣貼膜。存在陽極副反應(yīng)產(chǎn)物的環(huán)境下，使副反應(yīng)產(chǎn)物生長于網(wǎng)狀透氣貼膜之上，保護DSA陽極片的涂層免受副反應(yīng)產(chǎn)物的毒化，方便剝離副反應(yīng)產(chǎn)物，避免為清除副反應(yīng)物而對DSA陽極片的涂層產(chǎn)生損害，有效保護DSA陽極片的涂層。
[0014]在一些實施方式中，導(dǎo)電橫梁由銅制成，蜂巢孔板由招制成，蜂巢孔板表面具有耐腐蝕的防護層。蜂巢結(jié)構(gòu)提高了陽極基礎(chǔ)導(dǎo)電能力與電場分布的均勻性。鋁具有良好的導(dǎo)電性能，且可塑性強，容易加工，同時鋁材的價格低，降低了陽極制作成本。防護層可保護鋁制蜂巢孔板不被腐蝕，消除陽極液面線腐蝕現(xiàn)象。
[0015]在一些實施方式中，防護層是特富龍涂層或環(huán)氧樹脂涂層。通常，陽極在使用過程中，需長時間浸泡在酸性溶液之中，該防護層是絕緣的，既可保護鋁制蜂巢孔板，也可以在鈦作為陽極片的基材時，抑制不想要的陽極反應(yīng)物的產(chǎn)生，如金屬錳電解中二氧化錳副反應(yīng)物，從而節(jié)約電能。
[0016]在一些實施方式中，螺桿為沉頭螺桿，多個DSA陽極片分別安裝在所述蜂巢孔板的兩面。提高了蜂巢孔板上電場分布的均勻性。
[0017]在一些實施方式中,基座為鈦基座。鈦基座既能導(dǎo)電又耐腐蝕。
[0018]在一些實施方式中，鈦基座與DSA陽極片及蜂巢孔板的結(jié)合處封裝有娃膠。防止酸性溶液從基座、DSA陽極片、防護層與蜂巢孔板的接合處滲入侵蝕蜂巢孔板。
[0019]在一些實施方式中，孔及所述基座孔在所述蜂巢孔板上均勻分布。進一步提高了蜂巢孔板上電場分布的均勻性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型一實施方式的DSA蜂巢陽極的導(dǎo)電基板結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為本實用新型一實施方式的DSA蜂巢陽極的DSA陽極片結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3為本實用新型一實施方式的DSA蜂巢陽極的基座、蜂巢孔板及DSA陽極片連接示意圖；
[0023]圖4為本實用新型一實施方式的DSA蜂巢陽極的正面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖5為本實用新型一實施方式的DSA蜂巢陽極的背面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖對本實用新型的實施方式作進一步詳細的說明。
[0026]圖1?5示意性地顯示了根據(jù)實用新型的一種實施方式的DSA蜂巢陽極。如圖所示，DSA蜂巢陽極包括導(dǎo)電基架I和多個DSA陽極片2。多個DSA陽極片2固定在導(dǎo)電基架I上并與導(dǎo)電基架I電導(dǎo)通。
[0027]導(dǎo)電基架I包括導(dǎo)電橫梁11和蜂巢孔板12。
[0028]如圖1所示，蜂巢孔板12與導(dǎo)電橫梁11焊接或螺紋連接以固定在導(dǎo)電橫梁11上。蜂巢孔板12由鋁制成。在本實施例中，蜂巢孔板12上均布有正六邊形的孔121。每行的孔121相互交錯，呈蜂巢結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊，節(jié)省空間。蜂巢孔板12的表面具有耐腐蝕的防護層，該防護層為噴涂在蜂巢孔板12上的特富龍涂層或環(huán)氧樹脂涂層。通常，陽極在使用過程中，需長時間浸泡在酸性溶液之中，鋁制的蜂巢孔板12無法直接裸露于酸性溶液使用，需要致密的防護層保護，可通過噴涂特富龍或環(huán)氧樹脂涂層獲得。該防護層是絕緣的，既可保護鋁制蜂巢孔板12，也可以在鈦作為陽極片基材時，抑制不期望發(fā)生的陽極反應(yīng)物產(chǎn)生，如金屬錳電解中二氧化錳副反應(yīng)物，節(jié)約電能。蜂巢孔板12上還均布有多個基座孔122。
[0029]在其它的實施例中多個蜂巢孔板12上的孔121還可以形成網(wǎng)格狀或其它形態(tài)。
[0030]導(dǎo)電橫梁11例如為40*8mm的Tl銅桿。由銅、鋁制成的導(dǎo)電基架I充分利用銅、鋁的良導(dǎo)電體電氣性能。均布的孔形成的蜂巢結(jié)構(gòu)提高陽極基礎(chǔ)導(dǎo)電能力與電場分布的均勻性。
[0031]如圖2所示，DSA陽極片2的中部沖壓有凹陷部21，凹陷部21的形狀和大小與蜂巢孔的形狀及大小相對應(yīng)，以使DSA陽極片2的凹陷部21剛好卡在孔121內(nèi)。在本實施例中孔121為正六邊形，凹陷部21形狀也為正六邊形。DSA陽極片2上還具有安裝孔22。安裝孔22與蜂巢孔板12上的基座孔122位置相對應(yīng)。DSA陽極片2的表面具有網(wǎng)狀透氣貼膜，該網(wǎng)狀可以是PTFE (聚四氟乙烯)膜。存在陽極副反應(yīng)產(chǎn)物的環(huán)境下，DSA陽極片2表面的網(wǎng)狀透氣貼膜使副反應(yīng)產(chǎn)物生長于網(wǎng)狀透氣貼膜上，保護DSA陽極片2的涂層免受副反應(yīng)產(chǎn)物的毒化，方便剝離副反應(yīng)產(chǎn)物，避免為清除副反應(yīng)物而對DSA陽極片2的涂層產(chǎn)生損害，從而有效保護DSA陽極片2的涂層。DSA陽極片2可以是其它如網(wǎng)狀、片狀、或孔狀的結(jié)構(gòu)。DSA陽極片2的形狀還可以是方形、圓形、多邊形、或菱形等形狀。
[0032]本實用新型的DSA蜂巢陽極具有多個DSA陽極片2。DSA陽極片2的穩(wěn)定性決定陽極的使用效果與壽命。首先，較小的陽極表面積可以大幅度降低DSA陽極片2的涂層內(nèi)應(yīng)力，不易出現(xiàn)涂層裂縫、分層脫落等現(xiàn)象，減少涂層失效的概率。其次，可以將可能發(fā)生的涂層惡化過程控制在單元個體之中，不會發(fā)生大面積的彌漫性擴散，造成涂層整體惡化失效，從而提高陽極使用壽命。第三，在某一 DSA陽極片2的涂層損壞時，可以方便地在現(xiàn)場更換，既節(jié)約成本，又方便生產(chǎn)。第四，降低DSA陽極片2的加工難度，提高產(chǎn)品質(zhì)量。
[0033]如圖3所示，DSA蜂巢陽極還包括基座3?；?為焊接于蜂巢孔板12上的基座孔122的螺桿。還可以采用雙頭鈦螺桿，因此可以在蜂巢孔板12的正方兩面安裝DSA陽極片2，使蜂巢孔板12正、反兩面的導(dǎo)電面積相同，導(dǎo)電均勻。如圖4所示，是蜂巢孔板12的奇數(shù)行孔121處安裝DSA陽極片2的示意圖，為了顯示清楚起見，蜂巢孔板12的偶數(shù)行孔121未示出。如圖5所示，是蜂巢孔板12的偶數(shù)行孔121處安裝DSA陽極片2的示意圖，為了顯示清楚起見，蜂巢孔板12的奇數(shù)行孔121未示出。雙頭螺桿穿過DSA陽極片2的安裝孔22并通過螺母4將DSA陽極片2安裝在雙頭螺桿上。為了提高螺桿的導(dǎo)電能力，還可以使螺桿的表面具有金層。鈦基座既能導(dǎo)電又耐腐蝕。這樣，DSA陽極片2、基座3形成導(dǎo)電通路。安裝好后，在各部分的接合處涂上硅膠封裝，可以防止酸性溶液從基座3上的螺桿4、DSA陽極片2、防護層與蜂巢孔板12的接合處滲入侵蝕鋁蜂巢孔板12。
[0034]以上所述的僅是本實用新型的一些實施方式。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.DSA蜂巢陽極，其特征在于:包括導(dǎo)電基架和多個DSA陽極片，所述導(dǎo)電基架包括導(dǎo)電橫梁和蜂巢孔板，所述蜂巢孔板固定在所述導(dǎo)電橫梁上，所述蜂巢孔板具有多個孔，所述多個陽極片分別與所述多個孔位置對應(yīng)并安裝在所述蜂巢孔板上，所述陽極片與所述蜂巢孔板電導(dǎo)通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的DSA蜂巢陽極，其特征在于:還包括多個基座，所述蜂巢孔板上具有多個基座孔，所述基座固定在所述基座孔內(nèi)，所述DSA陽極片通過所述基座固定于所述蜂巢孔板上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的DSA蜂巢陽極，其特征在于:所述基座為能夠?qū)щ姷穆輻U，所述DSA陽極片具有安裝孔，所述螺桿穿過所述安裝孔固定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3任一項所述的DSA蜂巢陽極，其特征在于:所述DSA陽極片的表面具有透氣貼膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的DSA蜂巢陽極，其特征在于:所述導(dǎo)電橫梁由銅制成，所述蜂巢孔板由鋁制成，所述鋁制蜂巢孔板表面具有耐腐蝕的防護層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的DSA蜂巢陽極，其特征在于:所述防護層是特富龍涂層或環(huán)氧樹脂涂層。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的DSA蜂巢陽極，其特征在于:所述螺桿為沉頭螺桿，所述多個DSA陽極片分別安裝在所述蜂巢孔板的兩面。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的DSA蜂巢陽極，其特征在于:所述基座為鈦基座。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的DSA蜂巢陽極，其特征在于:所述鈦基座與所述DSA陽極片及所述蜂巢孔板的結(jié)合處封裝有硅膠。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的DSA蜂巢陽極，其特征在于:所述孔及所述基座孔在所述蜂巢孔板上均勻分布。
【文檔編號】C25C7/02GK204138791SQ201420448595
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年8月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月8日
【發(fā)明者】施軍銳 申請人:施軍銳