本發(fā)明涉及柵欄型陽(yáng)極板上陽(yáng)極泥的去除方法技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

中國(guó)專利zl201210381953.8公開的有色金屬電積用柵欄型陽(yáng)極板，改善了電解液的流動(dòng)性，降低了陰極區(qū)的濃差極化，提高了陰極金屬的沉積量，從而提高了陰極電流效率。柵欄型陽(yáng)極板不會(huì)發(fā)生彎曲變形，從而避免了陰陽(yáng)極板短路的現(xiàn)象，其與傳統(tǒng)鉛基合金陽(yáng)極板相比，導(dǎo)電性顯著提高，槽電壓可降低10％，材料成本降低20％，電流效率提高2-5％。因此受到了越來(lái)越廣泛的關(guān)注。

在濕法煉鋅過程中，硫酸鋅電解液中普遍存在氯離子，而氯離子會(huì)取代pbo2晶格中的氧離子，造成晶粒間的破壞，加速陽(yáng)極的腐蝕，這不但降低了陽(yáng)極的使用壽命，而且使陰極鋅中鉛含量升高進(jìn)而降低了鋅的品質(zhì)。電解鋅液中氯離子含量一般為100～300mg/l，然而，隨著煉鋅礦的不斷開采，高品位的鋅精礦越來(lái)越少，復(fù)雜難冶煉鋅礦不斷增加，這就給硫酸鋅電解液的凈化帶來(lái)了很多困難，進(jìn)而增大了氯離子的濃度。目前，在很多濕法煉鋅企業(yè)中，氯離子的濃度甚至達(dá)到800～1000mg/l。而當(dāng)電解液中有mno2存在時(shí)，可以控制cl^-的危害。當(dāng)電解液中有mn²⁺存在時(shí)在陽(yáng)極發(fā)生如下反應(yīng)：mn²⁺+2h2o-2e＝mno2+4h⁺，生成的mno2粘附在陽(yáng)極上，可以與溶液中的cl^-發(fā)生如下反應(yīng)：mno2+4h⁺+2cl^-＝mn²⁺+cl2+2h2o，從而起到保護(hù)陽(yáng)極的作用。在理論上，mn²⁺在電解液中的含量一般控制在3～5g/l為好。由于新建沸騰爐的種種問題，產(chǎn)出的焙燒礦殘硫較高,焙塵殘硫在10％～15％之間,最高達(dá)到20％以上,在熱酸浸出過程中,硫化物具有較強(qiáng)的還原性,極易將溶液中的fe³⁺還原成fe²⁺，為了除去溶液中的鐵離子，作業(yè)過程中不得不加入大量的氧化劑一錳粉，將fe²⁺氧化成fe³⁺，如此進(jìn)行氧化還原反應(yīng),不僅消耗大量的錳粉，而且導(dǎo)致溶液中錳離子含量較高，在7～12g/l范圍內(nèi)，甚至達(dá)到超過15g/l。對(duì)于柵欄型陽(yáng)極來(lái)說，一定數(shù)量的陽(yáng)極泥附著，有利于降低陽(yáng)極腐蝕率，但陽(yáng)極泥基本附著在陽(yáng)極上，很少落入槽底，會(huì)隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而在棒與棒之間內(nèi)不斷積累，逐漸阻塞棒空隙，這對(duì)發(fā)揮柵欄型陽(yáng)極的特性不利。此外，厚厚的mno2陽(yáng)極泥導(dǎo)電性差，將大大增加界面電阻，提高槽電壓，增加電能消耗。因此需要定期去除柵欄型陽(yáng)極表面陽(yáng)極泥，以保證充分發(fā)揮柵欄型陽(yáng)極的優(yōu)異性能。雖然在傳統(tǒng)的鋅電積和錳電積過程中，也需要定期對(duì)平板陽(yáng)極表面的陽(yáng)極泥進(jìn)行清除，但工廠常用的方法是用鏟子鏟除。此法可將陽(yáng)極表面的陽(yáng)極泥進(jìn)行簡(jiǎn)單清除，但其表面陶瓷pbo2薄膜容易破壞,導(dǎo)致入槽的前幾天析出鋅含鉛較高。

中國(guó)專利zl201110238768.9采用化學(xué)還原法通過噴射還原液在板上來(lái)清理多孔陽(yáng)極，采用該工藝可以去除大部分陽(yáng)極泥，消除孔洞的堵塞，降低界面電阻，并恢復(fù)陽(yáng)極板比表面積，保持低電流密度從而發(fā)揮多孔陽(yáng)極的優(yōu)勢(shì)。但其清理所需的時(shí)間長(zhǎng)，還原液會(huì)大量流失，并需要大量的水清洗，稍有不慎,就會(huì)導(dǎo)致基體過腐蝕。因此，需要尋找一種更合理的適用于表面陶瓷化的柵欄型鋁基鉛合金陽(yáng)極板的陽(yáng)極泥清除方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高效、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的適用于表面陶瓷化的柵欄型陽(yáng)極板上陽(yáng)極泥的去除的方法。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種表面陶瓷化柵欄型陽(yáng)極板上陽(yáng)極泥的去除方法，將表面覆著有二氧化錳陽(yáng)極泥的表面陶瓷化柵欄型陽(yáng)極板作陰極置于酸性電解液中，采用恒壓電解法進(jìn)行電解；電解槽底部采用脈動(dòng)攪拌壓縮空氣使電解液來(lái)回?cái)[動(dòng),使電極表面受到流體均勻沖洗。

本發(fā)明所述酸性電解液配方及工藝參數(shù)為:h2so4100～300g/l，h3po450–150g/l，質(zhì)量濃度37％的h2o220-80ml/l，c6h8o620-80g/l，控制電壓3-6v，溫度30-60℃，電解時(shí)間2-10min，pbs顆粒5-20g/l，表面活性劑0.005-0.1g/l。所述壓縮空氣脈動(dòng)攪拌的工藝參數(shù)為：壓力范圍為1.5-3atm，脈動(dòng)周期為9-15s，攪拌能20-100w/噸溶液，脈動(dòng)管的材質(zhì)為聚四氟乙烯。所述電解液中的硫化鉛顆粒粒徑為50-200μm，其制備方法如下：將20-50g黃色氧化鉛溶于120-160g/lnaoh至飽和；另取17-30g硫脲溶于1l熱水中，過濾；將等體積的上述兩種溶液混合，在攪拌下加熱至沸騰，并保持沸騰10-30min使pbs沉淀完全，用去離子水洗滌至不顯堿性，抽濾，置烘箱中干燥。所述酸性電解液配方中，優(yōu)選h3po480-120g/l、質(zhì)量濃度37％的h2o240-60ml/l、抗壞血酸c6h8o640-60g/l。所述的表面活性劑為明膠、骨膠、聚乙二醇6000以及煤油中的一種或者兩種的混合體。本發(fā)明將恒壓電解后的柵欄型陽(yáng)極板取出用壓縮熱蒸汽噴吹，除去疏松的陽(yáng)極泥，噴吹壓力為2-4atm。

本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、采用電化學(xué)法洗涮?hào)艡谛完?yáng)極，不會(huì)破壞表面陶瓷pbo2復(fù)合膜層。

2、采用電化學(xué)的方法進(jìn)行電解，強(qiáng)制使二氧化錳退除，同時(shí)還原液雙氧水和抗壞血酸加快二氧化錳的還原，使生成錳鹽溶液的速度提高2-5倍。

3、溶液中加入磷酸，其與還原的mn³⁺離子進(jìn)行絡(luò)合反應(yīng)，生成焦磷酸根絡(luò)合物，加快二氧化錳還原的速度。

4、在電解液中加入硫化鉛顆粒，并使之均勻分散在電解液中，使電流密度較常規(guī)工藝所用的電流密度提高2-3倍，并且顆粒與柵欄型陽(yáng)極板表面的二氧化錳陽(yáng)極泥充分接觸，沖涮陽(yáng)極泥，并與二氧化錳進(jìn)行充分化學(xué)反應(yīng)，促進(jìn)二氧化錳的還原速度提高2-4倍，極大縮短清理時(shí)間。

5、采用脈沖攪拌可使電化學(xué)的傳質(zhì)過程增至5-10倍，加快了二氧化錳陽(yáng)極泥的脫落，極大地提高了清理效率。

6、電解后的溶液可返回浸出或凈化工序，實(shí)現(xiàn)溶液的循環(huán)利用和錳離子的回收，不會(huì)給濕法冶金系統(tǒng)帶入雜質(zhì)，并實(shí)現(xiàn)過程零排放。

本發(fā)明方法高效、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、減少?gòu)U水排放?？捎行コ龞艡谛完?yáng)極板上陽(yáng)極泥，消除棒與棒之間間隙的堵塞，降低界面電阻，并恢復(fù)陽(yáng)極板導(dǎo)電陶瓷膜的特性，保持溶液的流動(dòng)性從而發(fā)揮柵欄型陽(yáng)極的優(yōu)勢(shì)，有效解決陽(yáng)極泥清理難的問題。本發(fā)明方法環(huán)境友好，成本低，適于工業(yè)化應(yīng)用。

附圖說明

圖1為清理陽(yáng)極泥之前的表面陶瓷化柵欄型陽(yáng)極板局部圖；

圖2為清理陽(yáng)極泥之后的表面陶瓷化柵欄型陽(yáng)極板局部圖。

具體實(shí)施方式

下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明方法作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明保護(hù)范圍不局限于所述內(nèi)容。

實(shí)施例1

將圖1所示的表面覆著有二氧化錳陽(yáng)極泥的表面陶瓷化柵欄型陽(yáng)極板作陰極置于酸性電解液中，采用恒壓電解法進(jìn)行電解；電解槽底部采用脈動(dòng)攪拌法壓縮空氣使電解液來(lái)回?cái)[動(dòng),使電極表面受到流體均勻沖洗。

所述酸性電解液配方及工藝參數(shù)為:硫酸(h2so4)200g/l，磷酸(h3po4)100g/l，質(zhì)量濃度37％的雙氧水(h2o2)60ml/l，抗壞血酸(c6h8o6)60g/l，控制電壓5v，溫度40℃，電解時(shí)間8min，硫化鉛顆粒(pbs)10g/l，骨膠和聚乙二醇6000各0.005g/l。

所述壓縮空氣脈動(dòng)攪拌的工藝參數(shù)為：壓力3atm，脈動(dòng)周期為9s，攪拌能80w/噸溶液，脈動(dòng)管的材質(zhì)為聚四氟乙烯。所述電解液中的硫化鉛顆粒粒徑為100μm，其制備方法如下：將30g黃色氧化鉛溶于150g/lnaoh至飽和；另取25g硫脲溶于1l熱水中，過濾；將等體積的上述兩種溶液混合，在攪拌下加熱至沸騰，并保持沸騰10-30min使pbs沉淀完全，用去離子水洗滌至不顯堿性，抽濾，置烘箱中干燥。

將如圖2所示的恒壓電解后的柵欄型陽(yáng)極板取出用壓縮熱蒸汽噴吹，除去疏松的陽(yáng)極泥，噴吹壓力為4atm。

本發(fā)明酸性電解液對(duì)應(yīng)的陽(yáng)極為待處理的柵欄型陽(yáng)極板，尺寸與處理的陰極板大小一致?？蓪㈦娊夂蟮娜芤悍祷亟龌騼艋ば?，實(shí)現(xiàn)溶液的循環(huán)利用和錳離子的回收，不會(huì)給濕法冶金系統(tǒng)帶入雜質(zhì)，并實(shí)現(xiàn)過程零排放。

實(shí)施例2

將附著有陽(yáng)極泥的表面陶瓷化柵欄型陽(yáng)極板從電解槽取出，稱重38kg。然后置于酸性電解液中，采用恒壓電解法進(jìn)行電解；電解槽底部采用脈動(dòng)攪拌法壓縮空氣使電解液來(lái)回?cái)[動(dòng),使電極表面受到流體均勻沖洗。

酸性電解液配方及工藝參數(shù)為:硫酸(h2so4)100g/l，磷酸(h3po4)150g/l，質(zhì)量濃度37％的雙氧水(h2o2)20ml/l，抗壞血酸(c6h8o6)40g/l，控制電壓6v，溫度30℃，電解時(shí)間10min，硫化鉛顆粒(pbs)20g/l，明膠0.1g/l。

所述壓縮空氣脈動(dòng)攪拌的工藝參數(shù)為：壓力2atm，脈動(dòng)周期為10s，攪拌能100w/噸溶液，脈動(dòng)管的材質(zhì)為聚四氟乙烯。所述電解液中的硫化鉛顆粒粒徑為50μm，其制備方法如下：將50g黃色氧化鉛溶于160g/lnaoh至飽和；另取17g硫脲溶于1l熱水中，過濾；將等體積的上述兩種溶液混合，在攪拌下加熱至沸騰，并保持沸騰10-30min使pbs沉淀完全，用去離子水洗滌至不顯堿性，抽濾，置烘箱中干燥。

將恒壓電解后的柵欄型陽(yáng)極板取出用壓縮熱蒸汽噴吹，除去疏松的陽(yáng)極泥，噴吹壓力為2atm，噴吹2min，稱重，得到陽(yáng)極板的失重率為0.45wt％。

本發(fā)明酸性電解液對(duì)應(yīng)的陽(yáng)極為待處理的柵欄型陽(yáng)極板，尺寸與處理的陰極板大小一致。電解后的溶液返回浸出或凈化工序，實(shí)現(xiàn)溶液的循環(huán)利用和錳離子的回收。

實(shí)施例3

將附著有陽(yáng)極泥的表面陶瓷化柵欄型陽(yáng)極板從電解槽取出，稱重48.5kg。然后置于酸性電解液中，采用恒壓電解法進(jìn)行電解；電解槽底部采用脈動(dòng)攪拌法壓縮空氣使電解液來(lái)回?cái)[動(dòng),使電極表面受到流體均勻沖洗。

酸性電解液配方及工藝參數(shù)為:硫酸(h2so4)300g/l，磷酸(h3po4)50g/l，質(zhì)量濃度37％的雙氧水(h2o2)80ml/l，抗壞血酸(c6h8o6)80g/l，控制電壓3v，溫度60℃，電解時(shí)間2min，硫化鉛顆粒(pbs)5g/l，煤油0.001g/l。

所述壓縮空氣脈動(dòng)攪拌的工藝參數(shù)為：壓力1.5atm，脈動(dòng)周期為15s，攪拌能20w/噸溶液，脈動(dòng)管的材質(zhì)為聚四氟乙烯。所述電解液中的硫化鉛顆粒粒徑為200μm，其制備方法如下：將20g黃色氧化鉛溶于120g/lnaoh至飽和；另取30g硫脲溶于1l熱水中，過濾；將等體積的上述兩種溶液混合，在攪拌下加熱至沸騰，并保持沸騰10-30min使pbs沉淀完全，用去離子水洗滌至不顯堿性，抽濾，置烘箱中干燥。

將恒壓電解后的柵欄型陽(yáng)極板取出用壓縮熱蒸汽噴吹，除去疏松的陽(yáng)極泥，噴吹壓力為3atm，噴吹3min，稱重，得到陽(yáng)極板的失重率為1.45wt％。

酸性電解液對(duì)應(yīng)的陽(yáng)極為待處理的柵欄型陽(yáng)極板，尺寸與處理的陰極板大小一致。電解后的溶液返回浸出或凈化工序，實(shí)現(xiàn)溶液的循環(huán)利用和錳離子的回收。

實(shí)施例4

將附著有陽(yáng)極泥的表面陶瓷化柵欄型陽(yáng)極板從電解槽取出，稱重56kg。然后置于酸性電解液中，采用恒壓電解法進(jìn)行電解；電解槽底部采用脈動(dòng)攪拌法壓縮空氣使電解液來(lái)回?cái)[動(dòng),使電極表面受到流體均勻沖洗。

酸性電解液配方及工藝參數(shù)為:硫酸(h2so4)150g/l，磷酸(h3po4)80g/l，質(zhì)量濃度37％的雙氧水(h2o2)40ml/l，抗壞血酸(c6h8o6)60g/l，控制電壓4v，溫度40℃，電解時(shí)間5min，硫化鉛顆粒(pbs)15g/l，明膠0.05g/l，聚乙二醇60000.03g/l。

所述壓縮空氣脈動(dòng)攪拌的工藝參數(shù)為：壓力2atm，脈動(dòng)周期為12s，攪拌能50w/噸溶液，脈動(dòng)管的材質(zhì)為聚四氟乙烯。所述電解液中的硫化鉛顆粒粒徑為150μm，其制備方法如下：將40g黃色氧化鉛溶于140g/lnaoh至飽和；另取25g硫脲溶于1l熱水中，過濾；將等體積的上述兩種溶液混合，在攪拌下加熱至沸騰，并保持沸騰10-30min使pbs沉淀完全，用去離子水洗滌至不顯堿性，抽濾，置烘箱中干燥。

將恒壓電解后的柵欄型陽(yáng)極板取出用壓縮熱蒸汽噴吹，除去疏松的陽(yáng)極泥，噴吹壓力為3atm，噴吹3min，稱重，得到陽(yáng)極板的失重率為2.45wt％。

酸性電解液對(duì)應(yīng)的陽(yáng)極為待處理的柵欄型陽(yáng)極板，尺寸與處理的陰極板大小一致。電解后的溶液返回浸出或凈化工序，實(shí)現(xiàn)溶液的循環(huán)利用和錳離子的回收。

實(shí)施例5

將附著有陽(yáng)極泥的表面陶瓷化柵欄型陽(yáng)極板從電解槽取出，稱重160kg。然后置于酸性電解液中，采用恒壓電解法進(jìn)行電解；電解槽底部采用脈動(dòng)攪拌法壓縮空氣使電解液來(lái)回?cái)[動(dòng),使電極表面受到流體均勻沖洗。

酸性電解液配方及工藝參數(shù)為:硫酸(h2so4)250g/l，磷酸(h3po4)120g/l，質(zhì)量濃度37％的雙氧水(h2o2)50ml/l，抗壞血酸(c6h8o6)50g/l，控制電壓5v，溫度40℃，電解時(shí)間8min，硫化鉛顆粒(pbs)12g/l，明膠0.05g/l。

所述壓縮空氣脈動(dòng)攪拌的工藝參數(shù)為：壓力2atm，脈動(dòng)周期為12s，攪拌能60w/噸溶液，脈動(dòng)管的材質(zhì)為聚四氟乙烯。所述電解液中的硫化鉛顆粒粒徑為150μm，其制備方法如下：將30g黃色氧化鉛溶于150g/lnaoh至飽和；另取20g硫脲溶于1l熱水中，過濾；將等體積的上述兩種溶液混合，在攪拌下加熱至沸騰，并保持沸騰10-30min使pbs沉淀完全，用去離子水洗滌至不顯堿性，抽濾，置烘箱中干燥。

將恒壓電解后的柵欄型陽(yáng)極板取出用壓縮熱蒸汽噴吹，除去疏松的陽(yáng)極泥，噴吹壓力為4atm，噴吹2min，稱重，得到陽(yáng)極板的失重率為2.68wt％。

酸性電解液對(duì)應(yīng)的陽(yáng)極為待處理的柵欄型陽(yáng)極板，尺寸與處理的陰極板大小一致。電解后的溶液返回浸出或凈化工序，實(shí)現(xiàn)溶液的循環(huán)利用和錳離子的回收。