專利名稱：一種電解二氧化錳用大型全浸沒鈦錳合金涂層陽極板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種電解用的陽極板，特別是應(yīng)用于大型電解槽電解ニ氧化錳用的陽極板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
技術(shù)背景 用電解的方法生產(chǎn)ニ氧化錳、錳、銅、鈷、鎳、鋅等材料是エ業(yè)上普遍采用的ー種方法。由于在電解過程中有氧氣或氯氣在陽極析出，因此對所使用的陽極有較高的要求。自從ニ氧化錳采用電解法進(jìn)行エ業(yè)生產(chǎn)以來，所使用的陽極經(jīng)過了石墨、鉛銀合金、純鈦、鈦錳鉻鐵四元合金和鈦錳涂層陽極的發(fā)展歷程。目前，石墨和鉛銀合金陽極已被完全淘汰。純鈦?zhàn)鳛槿〈豌U銀合金陽極具有其獨(dú)特的優(yōu)勢，但是卻有著它固有的鈍化傾向，在稍高的電流密度或電解溫度稍低的情況下以及使用到一定時(shí)間后，極易發(fā)生鈍化，致使槽電壓升高，電耗増大，甚至無法繼續(xù)電解；對此人們也采取了各種方法，如懸浮電解、表面噴砂、表面化學(xué)處理等，在很大程度上得以改善，但仍經(jīng)常出現(xiàn)鈍化的現(xiàn)象，需要采用重新噴砂或反電解的措施才能繼續(xù)使用。鈦錳鉻鐵四元合金也是エ業(yè)應(yīng)用比較成功的陽極，然而該陽極仍存在難以克服的缺陷，即合金的焊接性能不好，不能進(jìn)行大型陽極的焊接組裝，又由于板材軋制エ藝難以控制，同時(shí)在長期使用后仍存在槽電壓上升的趨勢，目前已停產(chǎn)多年。鈦錳合金涂層陽極(中國實(shí)用新型專利公告號87216402，中國實(shí)用新型專利公告號101705499)自1990年開始規(guī)模應(yīng)用于エ業(yè)生產(chǎn)，抗鈍化性能優(yōu)越，壽命長，目前1991年投入使用的陽極大部分仍在服役。在電流密度為50 100A/m2時(shí)槽電壓僅為2. 2 3. 2伏，即使使用多年，槽電壓也很少超過3. 5伏。電耗較純鈦陽極明顯降低，比鈦錳鉻鐵四元合金也要低ー些。但只能用在1600_以下的小電解槽中，從而限制了它的應(yīng)用范圍。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種電解ニ氧化錳用大型全浸沒鈦錳合金涂層陽極板，其可以克服現(xiàn)有電解ニ氧化錳用陽極存在的缺點(diǎn)，能在2000 mm以上大電解槽中使用。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下設(shè)計(jì)方案一種電解ニ氧化錳用大型全浸沒鈦錳合金涂層陽極板，其特征在干其是由鑄鋁梁、拉桿單元、陽極條単元和筋板単元相互聯(lián)接構(gòu)成；其中所述的鑄鋁梁中，內(nèi)置有與電源連接的銅制接電耳或?qū)щ娍ē砑坝糜趯?shí)現(xiàn)該接電耳或?qū)щ娍ē砼c陽極條単元電聯(lián)通的導(dǎo)電銅排；所述的拉桿單元為一整排的鈦拉桿，各鈦拉桿的上端與導(dǎo)電銅排聯(lián)接；或所述的拉桿單元中間為ー組鈦拉桿，兩端側(cè)及底側(cè)是一整根彎制的鈦銅復(fù)合棒，鈦銅復(fù)合棒的兩端側(cè)上端與導(dǎo)電銅排聯(lián)接，中間的ー組鈦拉桿各上端直接與鑄鋁梁聯(lián)接，各下端固定在鈦銅復(fù)合棒上；[0012]所述的陽極單元包括有一組間隔排列的鈦錳合金涂層陽極條，各鈦錳合金涂層陽極條的下端與一底部筋板固定聯(lián)接，各鈦錳合金涂層陽極條的上端通過ー頂部筋板與所述拉桿單元的ー排的鈦拉桿固定聯(lián)接；或是直接與所述拉桿単元的鈦銅復(fù)合棒底側(cè)端固定聯(lián)接。所述電解ニ氧化錳用大型全浸沒鈦錳合金涂層陽極板的鈦錳合金涂層陽極條為平板形或波形，優(yōu)選的波形是梯形、圓弧形、W型或NW組合型。所述電解ニ氧化錳用大型全浸沒鈦錳合金涂層陽極板的鈦錳合金涂層陽極條中心軸為純鈦條、表層為鈦錳合金涂層的復(fù)合陽極條；在用于聯(lián)接的上下兩端頭段無鈦錳合金涂層，優(yōu)選的段長為15 50 mm。所述電解ニ氧化錳用大型全浸沒鈦錳合金涂層陽極板的拉桿單元為一整排的鈦拉桿時(shí)，在頂部筋板與鈦拉桿固定聯(lián)接處用三角筋板或側(cè)護(hù)筋板加強(qiáng)；在鈦拉桿與導(dǎo)電銅排聯(lián)接處使用加強(qiáng)鈦條；所述電解ニ氧化錳用大型全浸沒鈦錳合金涂層陽極板的拉桿單元中間為ー組鈦拉桿、兩端側(cè)及底側(cè)是一整根彎制的鈦銅復(fù)合棒時(shí)，在鈦銅復(fù)合棒與鈦拉桿固定聯(lián)接處用三角筋板加強(qiáng)；在鈦銅復(fù)合棒的彎角與下方與鈦錳合金涂層陽極條的固定聯(lián)接處外側(cè)用側(cè)護(hù)筋板加強(qiáng)；在鈦拉桿與導(dǎo)電銅排聯(lián)接處使用加強(qiáng)鈦條。所述電解ニ氧化錳用大型全浸沒鈦錳合金涂層陽極板中，在鑄鋁梁的上端對稱可以設(shè)有吊鉤。所述電解ニ氧化錳用大型全浸沒鈦錳合金涂層陽極板的各鈦錳合金涂層陽極條的下端與底部筋板垂向聯(lián)接。所述電解ニ氧化錳用大型全浸沒鈦錳合金涂層陽極板的鑄鋁梁優(yōu)選采用6063鋁
ムちI=I o所述電解ニ氧化錳用大型全浸沒鈦錳合金涂層陽極板的筋板應(yīng)使用純鈦筋板。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是本實(shí)用新型成功地將鈦錳合金涂層陽極板應(yīng)用于大型電解槽的ニ氧化錳電解；該陽極用于ニ氧化錳的電解，除具有小型鈦錳合金涂層陽極板的極強(qiáng)抗鈍化性外，還可減少電解時(shí)氣液界面處生成的低價(jià)錳氧化物，有效提高ニ氧化錳產(chǎn)品的性能，降低電耗，電解出槽卸料后，無須噴砂或反電解處理等去鈍化處理，可直接入槽繼續(xù)下一周期的電解，因此生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本低，是理想的大型電解槽電解ニ氧化錳用陽極板。

圖I為本實(shí)用新型電解ニ氧化錳用大型全浸沒鈦錳合金涂層陽極板ー實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖(采用普通焊接和鑄鋁組裝)。圖中I-鈦錳合金涂層陽極條；2_底部筋板；3_頂部筋板；4_側(cè)護(hù)筋板；5-三角筋板；6_鈦拉桿；7-加強(qiáng)鈦條；8-銅排；9-銅制接電耳或(或?qū)щ娍ē?；10-吊鉤；
11-鉚釘；12_鑄鋁梁。圖2為本實(shí)用新型電解ニ氧化錳用大型全浸沒鈦錳合金涂層陽極板另一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖(采用鈦銅復(fù)合棒焊接和鑄鋁組裝)。圖中I-鈦錳合金涂層陽極條；2_底部筋板；3_側(cè)護(hù)筋板；4_鈦銅復(fù)合棒；5-三角筋板；6-鈦拉桿；7-加強(qiáng)鈦條；8-銅排；9-接電耳(或?qū)щ娍ē?;10-吊鉤；11 -鑄鋁梁。[0026]
以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)ー步的說明。
具體實(shí)施方式
如圖I、圖2所示，首先，本實(shí)用新型創(chuàng)新設(shè)計(jì)了能在2000 mm以上大電解槽中使用
的電解ニ氧化錳用全浸沒鈦錳合金涂層陽極板。參見圖1，本實(shí)用新型電解ニ氧化錳用大型全浸沒鈦錳合金涂層陽極板的ー實(shí)施例結(jié)構(gòu)形式(普通方式)，其包括鑄鋁梁、拉桿單元、陽極條単元和筋板単元，其中，鑄鋁梁12內(nèi)置有與電源連接的銅制接電耳或(或?qū)щ娍ē?9及導(dǎo)電銅排8 ;拉桿單元是一整排的鈦拉桿6，各鈦拉桿的上端與導(dǎo)電銅排8聯(lián)接，可以是用鉚釘11鉚接；陽極單元包括有ー組間隔排列的鈦錳合金涂層陽極條1，各鈦錳合金涂層陽極條的下端與底部筋板2固定聯(lián)接，各鈦錳合金涂層陽極條的上端通過ー頂部筋板3與拉桿單元的對應(yīng)位置處的鈦拉桿6固定聯(lián)接，并在中間部分的聯(lián)接處用三角筋板5加強(qiáng)，在兩外邊的鈦錳合金涂層陽極條I與鈦拉桿6固定聯(lián)接處用側(cè)護(hù)筋板4加強(qiáng)，在鈦拉桿6的上端與與導(dǎo)電銅排8聯(lián)接處使用加強(qiáng)鈦條7。還可在鑄鋁梁的上端對吊鉤10 (可以是對稱設(shè)置的一対)。制作時(shí)，先采用經(jīng)高溫真空提拉燒結(jié)后，形成的中間為純鈦、表面為鈦錳合金涂層的復(fù)合陽極條，再經(jīng)鑄鋁組裝和焊接成所述的電解ニ氧化錳用大型全浸沒鈦錳合金涂層陽極板；其中，所述的鑄鋁組裝是將ー組純鈦拉桿的上端用鉚釘與導(dǎo)電銅排鉚接后，倒立著將銅排和鉚接部分用鑄鋁合金包裹住，但露出可與電源連接的接電耳或?qū)щ娍ē?；所述的焊接組裝是將鈦錳合金涂層的復(fù)合陽極條的上下端與純鈦筋板垂直焊接，上端的純鈦筋板再與純鈦拉桿的下端用氬弧焊焊接，焊接時(shí)背面用氬氣保護(hù)罩充氬保護(hù)，正面用氬弧焊焊接。參見圖2，本實(shí)用新型電解ニ氧化錳用大型全浸沒鈦錳合金涂層陽極板的另ー實(shí)施例結(jié)構(gòu)形式(采用鈦銅復(fù)合棒)，其是由鑄鋁梁、拉桿單元、陽極條単元和筋板単元相互聯(lián)接構(gòu)成；其中，所述的鑄鋁梁11中，內(nèi)置有與電源連接的銅制接電耳(或?qū)щ娍ē?9及用于實(shí)現(xiàn)該接電耳或?qū)щ娍ē砼c陽極條単元電聯(lián)通的導(dǎo)電銅排8 ;所述的拉桿單元中間為ー組鈦拉桿6，兩端側(cè)及底側(cè)是一整根彎制的鈦銅復(fù)合棒4，鈦銅復(fù)合棒4的兩外端側(cè)上端與導(dǎo)電銅排8聯(lián)接，中間的ー組鈦拉桿6各上端直接與鑄鋁梁11聯(lián)接，各下端固定在鈦銅復(fù)合棒4上；所述的陽極單元包括有一組間隔排列的鈦錳合金涂層陽極條1，各鈦錳合金涂層陽極條I的下端與一底部筋板2固定聯(lián)接，各鈦錳合金涂層陽極條I的上端直接與所述拉桿単元的鈦銅復(fù)合棒4底側(cè)端固定聯(lián)接；在鈦銅復(fù)合棒4與鈦拉桿6固定聯(lián)接處用三角筋板5加強(qiáng)；在鈦銅復(fù)合棒4的彎角與下方與鈦錳合金涂層陽極條I的固定聯(lián)接處外側(cè)用側(cè)護(hù)筋板3加強(qiáng)；在鈦拉桿6與導(dǎo)電銅排8聯(lián)接處使用加強(qiáng)鈦條7 ;在鑄鋁梁的上端對稱設(shè)有吊鉤10 (可以是對稱設(shè)置的一対)。制作時(shí)，先采用經(jīng)高溫真空提拉燒結(jié)后，形成的中間為純鈦、表面為鈦錳合金涂層的復(fù)合陽極條，再經(jīng)鑄鋁梁組裝和焊接成電解ニ氧化錳用大型全浸沒鈦錳合金涂層陽極板；其中，所述的鑄鋁組裝是將ー個(gè)“U”型彎制的鈦銅復(fù)合棒的上端與導(dǎo)電銅排焊接，再將ー組純鈦拉桿的下端與鈦銅復(fù)合棒焊接后，倒立著將鈦銅復(fù)合棒的上端、純鈦拉桿的上端和導(dǎo)電銅排用鑄鋁合金包裹住，但露出可與電源連接的接電耳或?qū)щ娍ē?；所述的焊接組裝是將鈦錳陽極條的上端與鈦銅復(fù)合棒、下端與純鈦筋板垂直焊接，焊接時(shí)背面用氬氣保護(hù)罩充氬保護(hù)，正面用氬弧焊焊接。本實(shí)用新型的焊接組裝方式分為普通方式和采用鈦銅復(fù)合棒兩種，采用鈦銅復(fù)合棒的方式可以進(jìn)一歩降低電耗，但也提高了一定的成本，兩種結(jié)構(gòu)各有利弊。上述各方案中，所述的鈦錳合金涂層陽極條的形狀可以是平板形，亦可是波形。如采用波形，最好是梯形、圓弧形、W型或NW組合型。鈦錳合金涂層陽極條在焊接的一端留15 50 mm長不做涂層，這樣焊縫的成分為純鈦，可以明顯提高焊接的韌性，否則陽極板在電解后卸料時(shí)的敲擊中容易斷裂。試驗(yàn)證明，按正常エ業(yè)懸浮電解條件下電解7天，普通焊接和本實(shí)用新型鑄鋁組裝的陽極板，在電流密度為100 A/m2吋，槽電壓能穩(wěn)定在2. 6 3. 2伏以下；電流密度為120A/m2吋，槽電壓能穩(wěn)定在2. 8 3. 4伏以下；采用鈦銅復(fù)合棒焊接和鑄鋁組裝的陽極板，在電流密度為100 A/m2吋，槽電壓能穩(wěn)定在2. 4 3.0伏以下；電流密度為120 A/m2時(shí)，槽電 壓能穩(wěn)定在2. 6 3. 2伏以下。電解出槽卸料后，無須噴砂或反電解處理等去鈍化處理，可直接入槽繼續(xù)下一周期的電解，因此生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本低，是理想的電解ニ氧化錳用陽極板。上述各實(shí)施例可在不脫離本實(shí)用新型的范圍下加以若干變化，故以上的說明所包含應(yīng)視為例示性，而非用以限制本實(shí)用新型申請專利的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種電解二氧化錳用大型全浸沒鈦錳合金涂層陽極板，其特征在于其是由鑄鋁梁、拉桿單元、陽極條單元和筋板單元相互聯(lián)接構(gòu)成；其中 所述的鑄鋁梁中，內(nèi)置有與電源連接的銅制接電耳或?qū)щ娍诩坝糜趯?shí)現(xiàn)該接電耳或?qū)щ娍谂c陽極條單元電聯(lián)通的導(dǎo)電銅排； 所述的拉桿單元為一整排的鈦拉桿，各鈦拉桿的上端與導(dǎo)電銅排聯(lián)接；或所述的拉桿單元中間為一組鈦拉桿，兩端側(cè)及底側(cè)是一整根彎制的鈦銅復(fù)合棒，鈦銅復(fù)合棒的兩端側(cè)上端與導(dǎo)電銅排聯(lián)接，中間的一組鈦拉桿各上端直接與鑄鋁梁聯(lián)接，各下端固定在鈦銅復(fù)合棒上； 所述的陽極單元包括有一組間隔排列的鈦錳合金涂層陽極條，各鈦錳合金涂層陽極條的下端與一底部筋板固定聯(lián)接，各鈦錳合金涂層陽極條的上端通過一頂部筋板與所述拉桿單元的一排的鈦拉桿固定聯(lián)接；或是直接與所述拉桿單元的鈦銅復(fù)合棒底側(cè)端固定聯(lián)接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電解二氧化錳用大型全浸沒鈦錳合金涂層陽極板，其特征在于所述的鈦錳合金涂層陽極條為平板形或波形，其中，所述的波形是梯形、圓弧形、W型或NW組合型。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電解二氧化錳用大型全浸沒鈦錳合金涂層陽極板，其特征在于所述的鈦錳合金涂層陽極條中心軸為純鈦條、表層為鈦錳合金涂層的復(fù)合陽極條；在用于聯(lián)接的上下兩端頭段無鈦錳合金涂層，段長為15 50 mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電解二氧化錳用大型全浸沒鈦錳合金涂層陽極板，其特征在于所述的拉桿單元為一整排的鈦拉桿時(shí)，在頂部筋板與鈦拉桿固定聯(lián)接處用三角筋板或側(cè)護(hù)筋板加強(qiáng)；在鈦拉桿與導(dǎo)電銅排聯(lián)接處使用加強(qiáng)鈦條。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電解二氧化錳用大型全浸沒鈦錳合金涂層陽極板，其特征在于所述的拉桿單元中間為一組鈦拉桿、兩端側(cè)及底側(cè)是一整根彎制的鈦銅復(fù)合棒時(shí)，在鈦銅復(fù)合棒與鈦拉桿固定聯(lián)接處用三角筋板加強(qiáng)；在鈦銅復(fù)合棒的彎角與下方與鈦錳合金涂層陽極條的固定聯(lián)接處外側(cè)用側(cè)護(hù)筋板加強(qiáng)；在鈦拉桿與導(dǎo)電銅排聯(lián)接處使用加強(qiáng)鈦條。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電解二氧化錳用大型全浸沒鈦錳合金涂層陽極板，其特征在于在鑄鋁梁的上端對稱設(shè)有吊鉤。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電解二氧化錳用大型全浸沒鈦錳合金涂層陽極板，其特征在于所述的各鈦錳合金涂層陽極條的下端與底部筋板垂向聯(lián)接。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電解二氧化錳用大型全浸沒鈦錳合金涂層陽極板，其特征在于所述的鑄鋁梁采用6063鋁合金。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電解二氧化錳用大型全浸沒鈦錳合金涂層陽極板，其特征在于所述的筋板為純鈦筋板。
專利摘要一種電解二氧化錳用大型全浸沒鈦錳合金涂層陽極板，由鑄鋁梁、拉桿單元、陽極條單元和筋板單元相互聯(lián)接構(gòu)成；其中，鑄鋁梁中內(nèi)置有與電源連接的銅制接電耳或?qū)щ娍诩皩?dǎo)電銅排；拉桿單元為一整排的鈦拉桿，各鈦拉桿的上端與導(dǎo)電銅排聯(lián)接；陽極單元包括有一組鈦錳合金涂層陽極條，各鈦錳合金涂層陽極條的下端與底部筋板聯(lián)接，各鈦錳合金涂層陽極條的上端通過一頂部筋板與一排鈦拉桿聯(lián)接。其用于二氧化錳的電解，除具有小型鈦錳合金涂層陽極板的極強(qiáng)抗鈍化性外，還可減少電解時(shí)氣液界面處生成的低價(jià)錳氧化物，有效提高二氧化錳產(chǎn)品的性能，降低電耗，電解出槽卸料后，無須噴砂或反電解處理等去鈍化處理，可直接入槽繼續(xù)下一周期的電解。
文檔編號C25B11/02GK202415696SQ201120535880
公開日2012年9月5日 申請日期2011年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月20日
發(fā)明者張恒, 沈化森 申請人:北京有色金屬研究總院