[实用新型]一种可提供大工作电流、低电流密度的连续电沉积装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电沉积装置，特别是一种可提供大工作电流、低电流密度的连续电沉积装置，属于电化学设备技术领域。

背景技术

湿法冶金电沉积生产金属装置的阳极制作材料分为两类：一类为金属材料，另一类为非金属碳基材料。典型的是钛或钛合金等金属阳极材料经掺杂后具有了导电性，目前在电化学领域得到了广泛的应用，但钛基阳极价格高，制造工艺复杂也是限制其应用的影响因素。碳基材料也可用于电沉积装置的阴、阳极材料，一般用碳粉为原料掺和粘结剂压制或烧结成型。常用的碳基电沉积阳极是板、块、棒、片等固体形态，表面平滑、整体致密坚硬、导电性能好，体面积电流密度在一定强度下阳极不电蚀，可保证阴极阴极产品的纯度。采用上述碳基材料作为电沉积阳极时，具有以下缺点：（1）阳极表面析出气体，形成“气幕”，影响电解液与阳极板的有效接触和导电，（2）阳极板体面积与表面积相同，在阴极板需要大工作电流时，阳极板对应提高表面积电流密度，但超过一定密度强度时，大多数阳极板会发生表面石墨剥落，出现阳极电蚀。而采用金属材料的阳极，也会发生上述现象。

现有采用上述常规阳极材料的电沉积装置中，作为阴极产品的金属一般为致密状态，需要将阴极从电解槽中取出，再通过机械敲打、剥离的方法将阴极产品去下。存在以下问题：（1）生产效率较低，一般一个电解槽中具有多个阴极，其中一个阴极从电解槽中取出后，整个电解槽均需要停车（或间断停车）；（2）提阴极产品生产效率困难，一方面，为了尽可能的容易取下电解金属，需要尽量缩短电沉积时间，但另一方面，为了尽可能提高电沉积效率，需要尽量提高电沉积时间，两者之间难以取得平衡；（3）阴极产品（致密状态的金属）与电极分离困难，造成剥离过程费时费力，同时容易造成阴极板的损坏。因此，现目前电沉积法生产电解金属的效率较低，成本偏高。另外电沉积金属后期的应用上，粉末化是重要形态，传统电沉积金属还需要进行粉末化深加工，又大大增加了产品应用的成本。

以沥青、聚丙烯腈、黏胶、酚醛等碳纤维原丝，经铺网、针刺等工艺制毡，经预氧化、碳化（石墨化）后，制得的具有大比表面积的网状材料，也包括碳纤维以编织方式制作的具有一定几何尺寸的编织制品，这类材料简称“石墨毡”，也有称“碳毡”，石墨毡和碳毡间具有碳化程度不同的区别。目前石墨毡、碳毡广泛用于保温隔热、增强复合材料等领域。

发明内容

本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种电沉积装置，通过新阳极材料的采用，使其可在大工作电流、低电流密度下进行电沉积金属粉末的制备，克服传统电沉积装置阳极电极材料的“气幕”和电蚀现象，同时所得到的电沉积金属为粉末状便于与阴极分离，可通过该装置实现生产连续化和阴极产品自动收集。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种可提供大工作电流、低电流密度的连续电沉积装置，包括具有面结构的阳极、阴极和金属粉末采集机构,阳极面和阴极面相对设置，且面与面间具有间距，该金属粉末采集机构用于将阴极面上沉积的金属采集，该阳极是以石墨毡或碳毡为电极材料。

进一步的，该阴极设置有驱动结构，该驱动结构可驱动阴极实现阴极面的移动，在阴极面移动过程中金属粉末采集机构将阴极面上沉积的金属采集。阴极面的移动过程中阳极面与阴极面的面间距保持不变。

进一步的，该阳极面与阴极面在各处的间距一致。

进一步的，该阳极面与阴极面间的间距不大于50mm。

进一步的，该阴极为圆柱形或圆筒形结构，该驱动结构是使阴极可绕其轴心旋转的结构，阳极包围设置于阴极的外侧，且阳极的毡面与阴极的外壁间具有间距，金属粉末采集机构位于阴极的外壁。

进一步的，该驱动结构还包括阴极上装配的对其旋转驱动的动力装置。

进一步的，包括电解槽，阳极和阴极水平设置于电解槽内，阳极半包围设置于阴极下方的外侧，金属粉末采集机构设置于阴极上方的外壁。

进一步的，该金属粉末采集机构包括设置于阴极上方沿阴极轴向的刮片，该刮片与阴极的表面相接触，刮片的位置设置有收集槽使刮取下的金属粉末进入收集槽内。

进一步的，该刮片采用柔性材质制成。

进一步的，该金属粉末采集机构包括设置于阴极上方沿阴极轴向的可对阴极表面进行喷淋的喷淋管，该喷淋管下方阴极的外壁适配设置有收集槽使喷淋下的金属粉末进入收集槽内。

进一步的，还包括输送泵，该输送泵将电解槽与喷淋管间连通，该收集槽通过管道连通至可进行固液分离的收集装置，收集装置通过管道与电解槽连通进行电解液的回流。