[发明专利]一种有色金属电积用压延阳极的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种有色金属电积用压延阳极的制备方法，属于有色金属湿法冶金领域。

背景技术

在有色金属的湿法提取过程中，电沉积过程是重要工序。铅基阳极由于可以在高电流密度、高硫酸浓度的条件下表面形成一层具有良好导电性的氧化物保护膜，被作为不溶阳极广泛应用于湿法冶金电沉积工业。然而，Pb基合金阳极存在以下缺点：1)析氧过电位高，导致大量无用能耗。以金属Zn为例，湿法炼锌电积工序的能耗约为3200kWh/t-Zn，采用铅银合金阳极，无用电耗近1000kWh/t-Zn，约占电积过程能耗的30％；2)阳极中需添加贵金属银，使得阳极成本较高；3)铅基合金阳极密度大、强度低、易弯曲蠕变，减少使用寿命。

为了克服铅基阳极存在的不足，国内外对铅基合金阳极的制备工艺进行了改进，采用压延的方法制备阳极。由于压延过程可以破坏铸态铅合金的组织结构，获得细小均匀的晶粒，减小二次相的偏聚程度，同时减少裂缝孔洞等缺陷，在锌电沉积工业中，压延阳极正逐渐取代浇铸阳极。现有的压延阳极工艺为：铅合金液进行浇注，凝固后得到毛坯板，之后轧制得到铅合金板，然后校平、剪切、焊接极耳后得到成品板。现有工艺的不足之处在于：1)由于阳极材料表面在轧制方向上形成取向一致、形状细长、晶界数量少的晶体结构，导致阳极材料表面缺少腐蚀中心，难以快速形成结合力优良的PbO₂氧化产物保护层。2)压延阳极板表面光滑，在电解过程中阳极泥不能很好的粘附在阳极板面上，多数呈片状脱落，使得新鲜铅表面暴露在电解液中，不能很好的保护阳极板，缩短了阳极板的寿命，同时还导致析出锌片含铅高，降低产品质量。3)压延前的毛坯板的金相结构的随意性较大，未进行很好的调控，使压延后得到的阳极板合金金相不理想，有可能还会导致Pb基合金机械性能恶化。因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明目的在于为了克服上述现有技术存在的缺点，制备提供一种具有较好的电催化活性、机械性能和耐腐蚀性能的有色金属电积用新型阳极。

本发明一种有色金属电积用压延阳极的制备方法；包括下述步骤：

步骤一

以铸态铅基合金为原料，对所取原料进行压延预处理，得到压延备用试样，所述压延预处理过程包括扩散退火和变质热处理中的至少一种；

所述扩散退火的温度为280～320℃、优选为290-310℃、进一步优选为300℃；

所述变质热处理的温度为180～260℃、优选为200-240℃、进一步优选为220-230℃；

步骤二

对步骤一所得压延备用试样进行压延；得到设定尺寸的预成品。

本发明一种有色金属电积用压延阳极的制备方法；得到预成品后，可直接使用，为了进一步提升质量，可以对步骤二所得预成品进行电场时效处理，得到成品；所述电场时效处理时，控制温度为80～120℃、优选为90-110℃、进一步优选为100-105℃，电场强度为1～8kV/cm、优选为3～6kV/cm、进一步优选为4～5kV/cm。

本发明一种有色金属电积用压延阳极的制备方法；步骤一中所述扩散退火是：在保护气氛下，于280～320℃、优选为290-310℃，进一步优选为300℃保温30～60min、优选为40-50min、进一步优选为45min后以3～10℃/min、优选为5-8℃/min、进一步优选为6℃/min的速率冷却至室温，在室温静置1～2h。

本发明一种有色金属电积用压延阳极的制备方法；步骤一中所述变质热处理条件为：在保护气氛下，于温度180～260℃、优选为200-240℃、进一步优选为220-230℃，保温30～45min、优选为30-40min、进一步优选为35min；保温后随炉冷却至室温。

本发明一种有色金属电积用压延阳极的制备方法；对预成品电场时效处理时，控制时间为40～90min、优选为50-80min、进一步优选为60-70min。

本发明一种有色金属电积用压延阳极的制备方法；包括下述步骤：

步骤A

以铸态铅基合金为原料，对所取原料进行压延预处理，得到压延备用试样，所述压延预处理过程是先进行扩散退火处理，然后进行变质热处理；

所述扩散退火是：在保护气氛下，于280～320℃、优选为290-310℃、进一步优选为300℃；下保温30～60min、优选为优选为40-50min、进一步优选为45min后以3～10℃/min、优选为5-8℃/min、进一步优选为6℃/min的速率冷却至室温，在室温静置1～2h，