一種電解錳用柵欄型陽極板的制作方法

本實用新型屬于電解工藝使用的陽極板技術領域。

背景技術：

在濕法冶金提取錳的過程中，傳統的電解錳陽極板，通常由導電梁、開孔的鉛合金陽極極板焊接構成，極板厚度通常為8mm～10mm，板面開孔率約為45％左右，根據電化學原理，開孔率越高，極板電流密度越大，吸附于陽極板的陽極泥越少，陰極錳產量越高，從而減少物耗，減少工人清槽次數。近幾年來，不少陽極板生產廠家雖對電解錳陽極做了許多改進，如在極板開孔率、極板強度、極板壽命等方面。

中國專利CN201210001113.1公開了一種電解錳用的新型陽極，包括導電棒，導電棒為長條狀，還包括陽極柱，陽極柱為柱狀，連接在導電棒上，在與導電棒相連接的陽極柱一端還設置有保護套，保護套套在陽極柱上，保護套與陽極柱之間還涂有一層密封膠，用保護套和密封膠密封陽極柱，提高了電解錳生產效率，解決了腐蝕和由此造成的斷板問題，使在高氟氯電解液中使用的電解錳鉛合金陽極板的使用壽命由2-5個月提高到20-26個月。

中國專利CN201210125238.7公開了一種用于電解錳的夾芯鉛合金柱狀陽極，包括導電棒，導電棒為長條狀，導電棒由鉛殼體包覆銅排構成，還包括陽極柱，陽極柱為柱狀，陽極柱由金屬芯和鉛合金外層組成，陽極柱的鉛合金外層焊接或鉚接連接在導電棒的鉛殼體上，陽極柱的鉛合金外層上還套有保護套，保護套和陽極柱的鉛合金外層之間還涂有密封膠。該發明采用陽極柱的夾芯可以有效地提高陽極柱部位的機械強度，降低了陽極柱部位的電阻，增加陽極的導電能力，降低了電解錳的生產電耗，提高了陽極的抗變形能力，延長了陽極的使用壽命。

中國專利CN201220017633.1公開了一種電解錳用陽極，包括導電棒，導電棒為鉛合金殼體包覆銅排構成，還包括陽極柱，陽極柱為柱狀，連接在導電棒的鉛合金殼體上，提高了電流密度，減少了陽極渣，提高了電解錳產量，同時，提高了陽極使用壽命。

中國專利CN201220012732.1公開了一種用于電解錳用陽極結構，包括導電棒，導電棒由導電殼體包覆銅排構成，還包括陽極柱，陽極柱為柱狀，連接在導電棒的導電殼體上，在與導電殼體相連接的陽極柱一端還設置有保護套，保護套套在陽極柱上，保護套與陽極柱之間還涂有一層密封膠，采用柱狀結構的陽極柱替代傳統的多孔陽極板，并且用保護套和密封膠密封陽極柱，提高了電解錳生產效率。解決了腐蝕和由此造成的斷板問題，使在高氟氯電解液中使用的電解錳鉛合金陽極板的使用壽命由2-5個月提高到20-26個月。

中國專利CN20122090741.X公開了一種電解錳用夾芯鉛合金柱狀陽極，包括導電棒，導電棒為復合結構，內層為導電銅排，外層為鉛殼體，在導電棒上焊接或鉚接有四根或四根以上陽極柱，陽極柱由鉛合金外層包裹金屬芯組成，陽極柱的鉛合金外層上還套有保護套，保護套和陽極柱的鉛合金外層之間還涂有密封膠，采用陽極柱的夾芯可以有效地提高陽極柱部位的機械強度，降低了陽極柱部位的電阻，增加陽極的導電能力，降低了電解錳的生產電耗，提高了陽極的抗變形能力，延長了陽極的使用壽命。

上述各種陽極板相較于傳統電解錳陽極板，改善了開孔率，提高了陽極強度和陽極使用壽命，但依然存在長時間使用極板結構穩定性不夠、整體易變形、極板電流分布不均、導電梁腐蝕等問題；同時，導電梁整體采用鉛包銅的結構，在一定程度上增加了極板生產成本，造成使用成本偏高等問題。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于解決現有技術的問題，提供一種電流分布均勻、電流效率高、極板穩定性和耐蝕性較強、使用壽命長、產品成本低的電解錳用柵欄型陽極板。

本實用新型的目的通過以下技術方案實現：

一種電解錳用柵欄型陽極板，由至少兩根復合棒連接橫條、豎直穿插于復合棒連接橫條中的一排鋁基鉛合金復合棒、焊接于一排鋁基鉛合金復合棒頂端的橫向導電鋁梁、安裝于復合棒連接橫條兩端且頂部套在橫向導電鋁梁上的絕緣護套組裝成柵欄型陽極板結構；所述復合棒連接橫條是外層澆鑄有鉛合金的帶一排通孔的鈦條；所述鋁基鉛合金復合棒是在鋁棒芯表面復合有鉛基多元合金層，在鉛基多元合金層表面鍍覆有PbO2導電陶瓷層；所述導電鋁梁是在導電鋁基體上涂裝耐高溫絕緣防腐涂層；絕緣護套與復合棒連接橫條兩端用絕緣鉚釘連接，橫向導電鋁梁的一端焊接有鋁包銅導電頭。

本實用新型所述鋁棒芯是橫截面為橢圓形或圓形或矩形或不規則外形的棒芯。所述鋁棒芯的柱面為齒狀或波紋狀柱形面。所述鋁基鉛合金復合棒為方型、橢圓型或圓型棒。所述導電鋁基體為鋁或鋁合金。所述的耐高溫絕緣防腐涂層為改性環氧有機硅類防腐涂料或改性環氧類陶瓷涂料或改性環氧類粉末涂料或改性乙烯基酯類涂料或改性聚脲涂料或改性聚氨酯涂料。所述絕緣護套為采用PP、ABS、HIPS、PB-1、PP-ABS塑料合金的任意一種或任意一種的改性物制作的護套。所述在鉛基多元合金層表面鍍覆的PbO2導電陶瓷層為β-PbO₂層。

本實用新型制造成本低，電流分布均勻，電流效率高，極板穩定性和耐蝕性大大增強，極板使用壽命得到極大延長。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖；

圖2是圖1的A-A剖面圖；

圖3是絕緣護套的橫截面示意圖；

圖4是圖1的B-B剖面圖；

圖5是圖1的C-C剖面圖；

圖6是圖1的D-D剖面圖；

圖7(a)～(w)是各種形狀鋁基鉛合金復合棒截面示意圖；

圖中各標號為：1-鋁基鉛合金復合棒；2-復合棒連接橫條；3-鋁包銅導電頭；4-導電鋁梁；5-絕緣護套；6-絕緣鉚釘；7-卡槽；8-耐高溫絕緣防腐涂層；9-鋁棒芯；10-導電鋁基體；11-鈦條；12-鉛基多元合金層；13-PbO₂導電陶瓷膜層。

具體實施方式

如圖1～圖6所示的電解錳用柵欄型陽極板，由至少兩根復合棒連接橫條2、豎直穿插于復合棒連接橫條中的一排鋁基鉛合金復合棒1、焊接于一排鋁基鉛合金復合棒頂端的橫向導電鋁梁4、安裝于復合棒連接橫條兩端且頂部套在橫向導電鋁梁上的絕緣護套5組裝成柵欄型陽極板結構。所述復合棒連接橫條2是外層澆鑄有鉛合金的帶有一排通孔的鈦條11，這種采用帶孔鈦條串聯外層再澆鑄鉛合金橫條的連接固定形式，同時結合極板兩邊的絕緣護套，可極大地增強陽極板整體結構的牢固穩定性，大大延長極板整體結構壽命，絕緣護套也起到良好的防護作用。所述鋁基鉛合金復合棒1是在鋁棒芯9表面復合有鉛基多元合金層12，在鉛基多元合金層表面鍍覆有PbO2導電陶瓷層13，該PbO2導電陶瓷層為β-PbO₂層，可有效減緩極板的腐蝕，同時也改變陽極泥沉積的形式，有利于提升電解錳生產的控制工藝。所述導電鋁梁4是在導電鋁基體10上涂裝耐高溫絕緣防腐涂層8，導電鋁基體可為鋁或鋁合金，耐高溫絕緣防腐涂層8為改性環氧有機硅類防腐涂料或改性環氧類陶瓷涂料或改性環氧類粉末涂料或改性乙烯基酯類涂料或改性聚脲涂料或改性聚氨酯涂料。采用鋁或鋁合金材質棒芯，且與導電鋁梁焊接一體，結合柵欄型結構，可保證電流分布的均勻性。可以采用在陽極板液位線上端整體涂裝耐高溫絕緣防腐涂層，在消除導電梁腐蝕的同時，也可避免極板、電解液和空氣三相界面處鋁基鉛合金復合棒的腐蝕破壞，大大延長極板整體的使用壽命，也能有效實現導電梁的重復利用。絕緣護套5與復合棒連接橫條兩端用絕緣鉚釘6連接。絕緣護套5為采用PP、ABS、HIPS、PB-1、PP-ABS塑料合金的任意一種或任意一種的改性物制作的護套。橫向導電鋁梁4的一端焊接有鋁包銅導電頭3。所述鋁基鉛合金復合棒1可為方型、橢圓型或圓型棒，可降低陽極泥的清潔難度，同時也減少陽極泥的清槽周期。鋁棒芯9可制作成橫截面為橢圓形或圓形或矩形或其他不規則外形的多種形狀的棒芯，如圖7(a)～(w)所示。鋁棒芯的柱面可做成齒狀或波紋狀柱形面。

實例1：電解錳用柵欄型陽極板，在鋁棒芯9表面復合鉛基多元合金層12構成鋁基鉛合金復合棒1，若干組平行排列的鋁基鉛合金復合棒1與導電鋁梁4焊接組裝，鋁基鉛合金復合棒之間采用內置帶孔鈦條11串聯復合棒連接橫條2的形式連接固定，隨后在陽極板液位線以上部位采用耐高溫絕緣防腐涂層8進行整體涂裝，在極板兩側采用絕緣護套5進行強化固定，并用絕緣鉚釘6連接，最后在鋁基鉛合金復合棒表面通過電化學工藝制備一層致密的PbO₂導電陶瓷膜層13；復合棒連接橫條2可設置相互間隔一定距離的平行的2-8條，本實施例為3條。鋁棒芯9材質為鋁或鋁合金。鋁棒芯為橢圓形或圓形或矩形或不規則外形的鋁棒芯，且柱形面可制做成方型齒狀或圓弧狀或鋸齒狀等花紋的柱形面。鋁基鉛合金復合棒外形為方型、橢圓型或圓型，其數量為6～60條。導電鋁梁4為長條方形鋁或鋁合金材質，且一端焊接有鋁包銅導電頭3。耐高溫絕緣防腐涂層8為改性環氧有機硅類防腐涂料或改性環氧類陶瓷涂料或改性環氧類粉末涂料或改性乙烯基酯類涂料或改性聚脲涂料或改性聚氨酯涂料。絕緣護套5為帶卡槽7的方型絕緣護套，由PP、ABS、HIPS、PB-1或PP-ABS塑料合金中的任意一種或者任一種的改性注塑成型制成。柵欄型陽極板表面的PbO₂導電陶瓷層為通過電化學方法制備的β-PbO₂層。