鋁基的鉛銀合金復合陽極板及其制備方法與流程
本發(fā)明涉及一種鋁基的鉛銀合金復合陽極板及其制備方法。
背景技術：
濕法提取鋅、銅等金屬的工藝中，陽極材料通常使用鉛及鉛銀合金。
中國專利CN102912376A公開一種制作鋅電解鉛陽極板的方法，包括步驟：a、將鉛錠放入熔鉛爐內(nèi)，將鉛錠熔化為金屬鉛熔液，并將已熔化好的銀金屬熔液加入到熔鉛爐中，混合均勻配制成母合金熔液，母合金熔液引流至母板澆鑄模中，澆鑄為陽極母板；b、將所述陽極母板冷卻至室溫，并在室溫條件下利用第一ST軋機對所述陽極母板進行若干次軋制；c、對軋制后的陽極母板進行表面粗糙處理，使陽極母板的表面形成粗糙結(jié)構(gòu)；d、將表面粗糙處理后的陽極母板進行裁剪，并對裁剪后的陽極母板進行沖孔作業(yè)制成陽極板面；e、對銅梁進行清洗、干燥及掛錫處理后，將銅梁放入澆鑄模內(nèi)，對銅梁進行澆鑄制成陽極梁，然后在氣焊的作用下，對所述陽極梁及陽極板面進行焊接制成鋅電解鉛陽極板；所述步驟c中利用第二ST軋機對陽極母板進行表面粗糙處理，所述第二ST軋機的軋錕錕筒表面為粗糙表面結(jié)構(gòu)；所述軋錕錕銅表面為螺紋形、條溝形或鋸齒形的表面結(jié)構(gòu)；每次軋制厚度不超過2mm，運行過程中各軸承的厚度不超過70℃。
中國專利CN106435263A公開一種節(jié)能抗腐蝕的Pb-Ag-La合金陽極板的制作方法，其特征是：包括以下步驟A：制備毛坯、B:冷卻軋制、C：裁剪沖孔、D：澆鑄銅鉛橫梁、E：焊接沖孔板；A：制備毛坯先制作鉛鑭中間合金待用，再將精鉛放入熔鉛爐內(nèi)，待鉛熔化后加入Ag，Ag在鉛液中熔化后加入制備好的鉛鑭中間合金液，形成母合金液，攪拌均勻、打渣后，澆鑄到模具中形成毛坯板；B：冷卻軋制將毛坯板冷卻并放置一周以上，利用軋機對毛坯板進行軋制；C：裁剪沖孔按照相關尺寸對板面進行剪裁沖孔成型形成沖孔板；D：澆鑄銅鉛橫梁刷洗銅梁，加熱后在表面鍍錫，將鍍錫銅梁置于模內(nèi)，澆鑄鉛液包裹鍍錫銅梁形成銅鉛橫梁；E：焊接沖孔板利用氣焊工藝，將沖孔板與銅鉛橫梁焊接制成鋅電積用陽極板。
中國專利CN104611731A公開了一種有色金屬電積用柵欄型鋁棒鉛銀合金陽極板，其特征在于，包括有鋁或鋁合金導電梁(1)、焊接于導電梁上的銅鋁爆炸復合導電頭(2)、焊接于鋁或鋁合金導電梁(1)下方的柵欄型陽極板支架(3)；所述柵欄型陽極板支架由鋁棒鉛銀合金復合陽極棒組裝而成，柵欄型陽極板支架的邊框采用絕緣夾邊條(4)固定，絕緣夾邊條相互焊接組成一整體框架；在柵欄型陽極板支架表面覆著一層α-PbO2和β-PbO2聚苯胺導電陶瓷。但該專利仍然存在板面強度、電流效率、槽電壓以及使用壽命等還有較大提升的技術性問題。
目前對于陽極板的強度、電流效率、陽極使用壽命、工藝的簡化上仍需進一步改進。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供一種鋁基的鉛銀合金復合陽極板，其包括：用壓力澆鑄方式澆鑄而得的鋁或鋁合金導電梁、由鋁或鋁合金復合鉛銀合金板列所構(gòu)成的陽極板列或板面、在陽極板列上安裝的多個絕緣子以及板面兩側(cè)安裝的絕緣夾邊條、在陽極板列表面上鍍膜處理獲得的β-PbO2層或α-PbO2/β-PbO2復合層，
所述鋁或鋁合金導電梁由導電橫梁及一端的銅鋁復合導電頭所構(gòu)成，鋁或鋁合金復合鉛銀合金板列焊接于鋁或鋁合金導電梁下方的預留孔內(nèi)，
陽極板列包括多塊鋁板鉛銀合金復合板用壓力澆鑄鉛銀合金的方式將板面連為一體，各鋁板鉛銀合金復合板寬度為30-100mm，優(yōu)選32-50mm，更優(yōu)選35-40mm、厚度為3-8mm，優(yōu)選4-7mm的鋁或鋁合金板和壓覆于鋁或鋁合金板表面的厚度2-10mm，優(yōu)選2.5-5mm的鉛銀合金，陽極板列兩側(cè)用絕緣夾邊條使陽極板列固定，
銅鋁復合導電頭中，銅頭表面任選地進行了拉花、打孔和鍍錫。
銅鋁復合導電頭是使用銅塊，采用壓力澆鑄方式用鋁包覆銅塊來復合而制得的，再用摩擦焊的方式與導電鋁梁焊接制得一根完整的導電梁，或者直接用壓力澆鑄的方式進行整梁澆鑄，導電銅頭澆鑄于導電梁的一端。
進一步地，陽極板列通過如下方式制備：先壓覆鉛銀合金于打孔拉花的鋁板表面(包覆于鋁板表面的鉛銀合金厚度為2-10mm)，形成鉛銀合金復合板，然后將多塊鉛銀合金復合板穿入打好孔的鈦條內(nèi)，在鈦條的位置澆鑄鉛銀合金將鈦條及鉛銀合金復合板面包覆及連接為一體。
在鋁板鉛銀合金復合板面打孔增強溶液流通從而提高電效。
進一步地，相鄰的鋁板鉛銀合金復合板之間的間距為6-15mm，優(yōu)選8-10mm。
本文所述的拉花是在表面上形成一定的花紋，花紋可以為波紋形、方格形、不規(guī)則形等形狀，打孔是在鋁板上打?qū)挾葹?-30mm，長為10-100mm，兩孔間的間距為20-50mm的方孔或者如圖4-2所示的圓孔(直徑例如4-15mm)等，鋁板經(jīng)壓力設備壓覆鉛銀合金后，再在鋁板打孔處開孔，開孔時不能使鋁板外露。
本發(fā)明另外提供了上述鋁基的鉛銀合金復合陽極板的制備方法，其包括以下步驟：
(A)在鋁或鋁合金板表面進行拉花和打孔處理，然后再經(jīng)過酸洗、堿洗、水洗，去除鋁或鋁合金板表面的三氧化鋁膜或用板面清理器刮除板面的三氧化二鋁膜；
(B)任選地在鋁或鋁合金板表面進行鍍銀處理；
(C)采用壓覆工藝將鉛銀合金壓覆于拉花和打孔處理的鋁或鋁合金板表面，得到鋁板的鉛銀合金復合板，通過澆鑄的方式將多個鋁板的鉛銀合金復合板連接，將鋁板的鉛銀合金復合板連為一體，將其焊接于導電梁下方的預留孔內(nèi)，兩側(cè)用絕緣加邊條固定于鋁或鋁合金的導電梁上，得到陽極板列(或板面)；
(D)銅鋁復合導電頭的銅頭表面經(jīng)過拉花和打孔處理后，再經(jīng)過鍍錫處理，采用壓力澆鑄方式包覆于導電梁的一端；
(E)將陽極板放入含有鉛鹽的鍍液中進行氧化處理，在陽極板列上形成β-PbO2層或α-PbO2/β-PbO2復合層；
(F)在陽極板列上安裝多個絕緣子。
步驟(B)采用的鍍銀液配方及工藝參數(shù)為:硝酸銀15-50g/L、適量的氫氧化銨(加至由渾濁到透明即可)、甲醛30-60ml/L，溫度控制在10-25℃，電流密度為2A·dm2，攪拌速度400-800r·min-1，鍍制時間為1-7分鐘。
步驟(D)中，銅鋁復合導電頭采用的鍍錫液配方及工藝參數(shù)為：硫酸亞錫50g/L、硫酸(密度1.84g/cm3)70g/L、明膠2g/L、2-萘酚0.8g/L、表面活性劑0.4g/L，溫度為20℃；陰極電流密度為：1A/dm2。
步驟(E)中鉛處于最高價(Pb+4)，具有很強的氧化性，可以氧化硫酸并放出氧氣，在酸性介質(zhì)中能夠?qū)⒙入x子氧化生成氯氣，同樣也能將二價錳氧化成六價錳。另外，PbO2是一種比汞和鈦還好的導電體，其電阻率僅為4×10-5～5×10-5Ω.cm，且PbO2化學催化性好，析氧過電位高(僅次于金屬鉑)，可作為金屬鉑的替代物。由此可見，PbO2是一種較為理想的陽極材料。二氧化鉛主要有α、β兩種晶型。α-PbO2斜方晶型，晶小而致密，導電性差，穩(wěn)定性好；β-PbO2為四方晶型，結(jié)晶較大，其導電性遠優(yōu)于α-PbO2。β-PbO2及α-PbO2的標準生成自由能，分別為-218.99kj/mol和217.32kj/mol，故β-PbO2比α-PbO2有更好的熱力學穩(wěn)定性。但α-PbO2放電量只有相同數(shù)量β-PbO2的1/3～2/3。另外，α-PbO2比β-PbO2催化活性低，因此在制備PbO2電極或以PbO2為活性催化層的SPE復合電極時，以往多是先鍍活性低、穩(wěn)定性好的α-PbO2層作為中間層，然后再鍍活性高、放電能力強、催化性能好的β-PbO2層作外層。
β-PbO2制備方法：鍍液組成：Pb(NO3)2:0.4-0.8mol·L-1、NH2SO3H：0.8-1.5mol·L-1、NaF或KF：0.01-0.05mol·L-1、CeO2：0.005-0.02mol·L-1、表面活化劑。電流密度為1-3A·dm2，溫度為30-50℃，攪拌速度400-800r·min-1，電鍍時間1-2h，鍍層厚度為20—40μm。
在步驟(C)中，使相鄰的鋁板鉛銀合金復合板之間的間距為6-15mm，優(yōu)選8-10mm，
在上述方法中，鋁板的鉛銀合金復合板的寬度為30-100mm，優(yōu)選32-50mm，更優(yōu)選35-40mm、厚度為3-8mm，優(yōu)選4-7mm，壓覆于鋁或鋁合金板表面的鉛銀合金厚度2-10mm，優(yōu)選2.5-5mm。
本申請中，“任選地”表示進行或不進行后續(xù)的工序。
本發(fā)明的優(yōu)點
本發(fā)明陽極板強度高，由于增加了板面正對面積，同時使板面陽極泥的清理更容易，降低了槽電壓，提高了電效，降低材料成本，增加陽極的使用壽命(增加板面強度)，生產(chǎn)工藝更簡單。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的鋁基的鉛銀合金復合陽極板的正面圖。
圖2為導電梁的剖面圖，其中2-1為導電梁的左側(cè)的剖面圖，2-2為導電梁的中間的剖面圖，2-3為導電梁右側(cè)的剖面圖。
圖3為鋁板鉛銀合金復合板剖面圖，其中3-1和3-2均為板包覆鉛銀合金復合板剖面圖。
圖4為拉花、打孔結(jié)構(gòu)的示意圖，其中4-1是銅導電頭，4-2是鋁板。
1 導電銅頭(銅鋁復合導電頭)，
2 絕緣塑料夾邊條，
3 鋁包銅部分，
4 鉛包鋁合金復合陽極板，
5 鉛包鈦條的板筋，
6 導電梁上的焊縫(澆鑄鉛補上)，
7 導電鋁梁，
8 絕緣子(塑料材質(zhì))，
9 鋁包鉛銀合金復合陽極板的孔，
10 銅與導電梁之間的焊縫，
11 鋁合金陽極板剖面，
a 焊縫，
b 鋁合金復合陽極板。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖通過具體實施例來進一步說明本發(fā)明。
如圖1-3所示，一種鋁基的鉛銀合金復合陽極板，其包括：鋁或鋁合金的導電梁7，用壓力澆鑄方式澆鑄于導電梁一端的導電銅頭1，以壓力澆鑄方式焊接于鋁或鋁合金導電梁下方的預留孔的陽極板列(或稱為板面)，在陽極板列上安裝的多個絕緣子8，在陽極板列表面上包覆的β-PbO2層或α-PbO2/β-PbO2復合層。
陽極板列包括多塊鋁板鉛銀合金復合板4，鋁板鉛銀合金復合板包括寬度為30-100mm，優(yōu)選35-40mm、厚度為3-8mm，優(yōu)選4-7mm的鋁或鋁合金板11和壓覆于鋁或鋁合金板表面的厚度3-10mm的鉛銀合金，陽極板列兩側(cè)用絕緣夾邊條2使陽極板列固定為一體。
銅鋁復合導電頭(尤其與導電梁連接的一端)表面進行了拉花、打孔和鍍錫處理(見圖4)。
采用壓力澆鑄方式制得鋁包銅的導電頭部分，再用摩擦焊的方式與導電鋁梁焊接制得一根完整的導電梁。也可以鋁導電梁采用整體壓力澆鑄方式，將銅導電頭澆鑄于導電梁的一端從而制作出銅鋁復合導電梁。
多個鋁板鉛銀合金復合板穿入打孔后的金屬條(如鈦條)內(nèi)，組成一體，然后使用鉛銀合金用壓力澆鑄方式將鈦條包覆于鉛銀合金板筋5內(nèi)(包覆于鋁板表面的鉛銀合金厚度為3-10mm)。
實施例1
方法a：采用壓力澆鑄方式制得銅鋁復合導電頭，再用摩擦焊的方式與導電鋁梁焊接制得一根完整的銅鋁復合導電梁。
方法b：鋁導電梁采用壓力澆鑄方式，將銅導電頭澆鑄于導電梁的一端從而制作出銅鋁復合導電梁。
在寬度為35mm、厚度為4mm的鋁板表面進行拉花和打孔處理，然后再經(jīng)過堿洗、酸洗、水洗，去除鋁或鋁合金板表面的三氧化鋁膜?；蛘哂冒灞砻媲謇砥鞴纬迕娴娜趸X膜，使鋁板的表面導電性增強，從而提高陽極板的電效。
采用壓覆工藝將鉛銀合金壓覆于經(jīng)拉花和打孔處理的鋁或鋁合金板表面，得到鋁或鋁合金的鉛銀合金復合陽極板板體，通過澆鑄的方式將板體連接，相鄰板間隙為10mm，將板面連為一體，將其焊接于導電梁下方的預留孔內(nèi)，兩側(cè)用絕緣加邊條固定于導電梁上，得到陽極板列a和b兩種。
銅頭表面經(jīng)過拉花和打孔處理后，再經(jīng)過鍍錫處理，采用壓力澆鑄方式得到銅鋁復合導電頭。鍍錫液配方及工藝參數(shù)為：硫酸亞錫50g/L、硫酸(密度1.84g/cm3)70g/L、明膠2g/L、2-萘酚0.8g/L、表面活性劑0.4g/L。溫度為20℃；陰極電流密度與為1A/dm2。
將陽極板放入鍍液中進行氧化處理，在板面上鍍制α-PbO2與β-PbO2層：
鍍液組成：Pb(NO3)2:0.598mol·L-1，NH2SO3H：1.13mol·L-1，NaF：0.02mol·L-1，0.01mol·L-1CeO2，PTFE：5～6ml·L-1。電流密度為2A·dm2，溫度為40℃，攪拌速度600r·min-1，電鍍時間1-2h。鍍層厚度為20—40μm。
本實施例中的鋁基鉛銀合金的復合陽極板浸入鋅電解液(55g/L Zn2+、180g/L H2SO4、70-90mg/L氟化物、400-550mg/L CL-離子、30℃、i＝6A/dm2)使用。
方法a獲得的該新型陽極的電流效率比傳統(tǒng)鉛銀合金陽極板提高4.8％，槽電壓降低280mV。方法b獲得的該新型陽極的電流效率比傳統(tǒng)鉛銀合金陽極板提高5.6％，槽電壓降低310mV。
在其他工藝條件不變的情況下，得出b方法制得的導電梁的導電性能優(yōu)于a方法，b導電梁的導電性顯著提高，發(fā)熱量少，槽電壓低；使用強度高，制作工藝更簡單、快捷。
實施例2
導電梁的制作工藝：鋁導電梁采用壓力澆鑄方式，將銅導電頭澆鑄于導電梁的一端從而制作出銅鋁復合導電梁。
分別將寬度為15、20、35、40、50、70mm，厚度為4mm的鋁板表面進行拉花和打孔處理，然后再經(jīng)過堿洗、酸洗、水洗，去除鋁或鋁合金板表面的三氧化鋁膜，或者用板表面清理器刮除板面的三氧化二鋁膜，使鋁板的表面導電性增強，從而提高陽極板的電效。
采用壓覆工藝將鉛銀合金壓覆于經(jīng)拉花和打孔處理的鋁或鋁合金板表面，得到鋁或鋁合金的鉛銀合金復合陽極板板體，通過澆鑄的方式將板體連接，相鄰板間隙為10mm，將板面連為一體，將其焊接于導電梁下方的預留孔內(nèi)，兩側(cè)用絕緣加邊條固定于導電梁上，得到六種不同板列寬度的陽極板。
銅頭表面進行拉花和打孔處理，經(jīng)過鍍錫處理，采用壓力澆鑄方式得到銅鋁復合導電頭。鍍錫液配方及工藝參數(shù)為：硫酸亞錫50g/L、硫酸(密度1.84g/cm3)70g/L、明膠2g/L、2-萘酚0.8g/L、表面活性劑0.4g/L。溫度為20℃；陰極電流密度為1A/dm2。
將陽極板放入鍍液中進行氧化處理，在板面上形成α-PbO2與β-PbO2層：
鍍液組成：Pb(NO3)2:0.598mol·L-1，NH2SO3H：1.13mol·L-1，NaF：0.02mol·L-1，0.01mol·L-1M CeO2，PTFE：5～6ml·L-1。電流密度為2A·dm2，溫度為40℃，攪拌速度600r·min-1，電鍍時間1-2h。鍍層厚度為20—40μm。
本實施例中的鋁基鉛銀合金的復合陽極板浸入鋅電解液(55g/L Zn2+、180g/L H2SO4、70-90mg/L氟化物、400-550mg/L CL-離子、30℃、i＝6A/dm2)使用。
在其他工藝條件不變的情況下，使用板寬度為15、20、35、40、50、70mm的陽極板，在電鋅液中電解鋅重復5次，每次電鋅時間為24小時，其電鋅量均值分別為10.18、10.32、10.60、10.68、10.39、10.27kg；得出結(jié)論為：寬度為35-40mm左右的兩種板，在同等時間內(nèi)，電鋅量最多，且相比于其他具有顯著性差別。
實施例3
導電梁的制作工藝：鋁導電梁采用壓力澆鑄方式，將銅導電頭澆鑄于導電梁的一端從而制作出銅鋁復合導電梁。
在寬為35mm厚度為4mm的鋁板表面進行拉花和打孔處理，然后經(jīng)過堿洗、酸洗、水洗，去除鋁或鋁合金板表面的三氧化鋁膜，或者用板表面清理器刮除板面的三氧化二鋁膜，使鋁板的表面導電性增強，從而提高陽極板的電效。
采用壓覆工藝將鉛銀合金壓覆于經(jīng)拉花和打孔處理的鋁或鋁合金板表面，得到鋁或鋁合金的鉛銀合金復合陽極板板體，通過澆鑄的方式將板體連接，將板面連為一體，將其焊接于導電梁下方的預留孔內(nèi)，調(diào)整板列之間的間隙分別為4、6、8、10、12、14mm，然后兩側(cè)用絕緣加邊條固定于導電梁上，得到四種不同板列間隙的鋁基鉛銀合金陽極板。
銅頭表面進行拉花和打孔處理，經(jīng)過鍍錫處理，采用壓力澆鑄方式得到銅鋁復合導電頭。鍍錫液配方及工藝參數(shù)為：硫酸亞錫50g/L、硫酸(密度1.84g/cm3)70g/L、明膠2g/L、2-萘酚0.8g/L、表面活性劑0.4g/L。溫度為20℃；陰極電流密度為1A/dm2。
將陽極板放入鍍液中進行氧化處理，在板面上形成α-PbO2與β-PbO2層：
鍍液組成：Pb(NO3)2:0.598mol·L-1、NH2SO3H：1.13mol·L-1、NaF：0.02mol·L-1、0.01mol·L-1CeO2、PTFE：5～6mol·L-1。電流密度為2A·dm2，溫度為40℃，攪拌速度600r·min-1，電鍍時間1-2h。鍍層厚度為20—40μm。
本實施例中的鋁基鉛銀合金的復合陽極板浸入鋅電解液(55g/L Zn2+、180g/L H2SO4、70-90mg/L氟化物、400-550mg/L CL-離子、30℃、i＝6A/dm2)使用電鍍24小時，重復實驗5次，分別得到板列間隙4、6、8、10、12、14mm平均值為10.29、10.32、10.56、10.58、10.36、10.27kg。
通過實驗得到將板列的間隙調(diào)整到8-10mm時，鋁基鉛銀合金陽極板的電效較高。
實施例4
導電梁的制作工藝：鋁導電梁采用壓力澆鑄方式，將銅導電頭澆鑄于導電梁的一端從而制作出銅鋁復合導電梁。
c、在寬度為35mm厚度為4mm的鋁板表面進行拉花和打孔處理，然后經(jīng)過堿洗、酸洗、水洗，去除鋁或鋁合金板表面的三氧化鋁膜，或者用板表面清理器刮除板面的三氧化二鋁膜，使鋁板的表面導電性增強，從而提高陽極板的電效。
d、另外在寬度為35mm厚度為4mm的鋁板表面未進行拉花和打孔處理，然后經(jīng)過堿洗、酸洗、水洗，去除鋁或鋁合金板表面的三氧化鋁膜，或者用板表面清理器刮除板面的三氧化二鋁膜，使鋁板的表面導電性增強，從而提高陽極板的電效。
采用壓覆工藝將鉛銀合金壓覆于c和d制作得到的鋁板表面，得到鋁或鋁合金的鉛銀合金復合陽極板板體，通過澆鑄的方式將板體連接，將板面連為一體，板間隙為8mm，將其焊接于導電梁下方的預留孔內(nèi)，然后兩側(cè)用絕緣加邊條固定于導電梁上，得到兩種不同的鋁基鉛銀合金陽極板。
銅頭表面進行拉花和打孔處理，經(jīng)過鍍錫處理，采用壓力澆鑄方式得到銅鋁復合導電頭。鍍錫液配方及工藝參數(shù)為：硫酸亞錫50g/L、硫酸(密度1.84g/cm3)70g/L、明膠2g/L、2-萘酚0.8g/L、表面活性劑0.4g/L。溫度為20℃；陰極電流密度為1A/dm2。
將陽極板放入鍍液中進行氧化處理，在板面上形成α-PbO2與β-PbO2層：
鍍液組成：Pb(NO3)2:0.598mol·L-1，NH2SO3H：1.13mol·L-1，NaF：0.02mol·L-1，0.01mol·L-1CeO2，PTFE：5～6ml·L-1。電流密度為2A·dm2，溫度為40℃，攪拌速度600r·min-1，電鍍時間1-2h。鍍層厚度為20—40μm。
本實施例中的鋁基鉛銀合金的復合陽極板浸入鋅電解液(55g/L Zn2+、180g/L H2SO4、70-90mg/L氟化物、400-550mg/L CL-離子、30℃、i＝6A/dm2)使用電積24小時，重復實驗5次，拉花、打孔的陽極板得到的電鋅量均值為10.62kg，未拉花打孔的均值為10.49kg。
通過實驗得到在鋁板表面進行拉花和打孔處理的陽極板的效果要優(yōu)于未在鋁板表面進行拉花和打孔處理的陽極板，采用壓覆工藝將鉛銀合金壓覆于經(jīng)拉花和打孔處理的鋁合金板的包覆得更加緊密，對電效的提升較好。
實施例5
導電梁的制作工藝：鋁導電梁采用壓力澆鑄方式，將銅導電頭澆鑄于導電梁的一端從而制作出銅鋁復合導電梁。
在寬度為35mm、厚度為4mm的鋁板表面進行拉花和打孔處理，然后再經(jīng)過堿洗、酸洗、水洗，去除鋁或鋁合金板表面的三氧化鋁膜。或者用板表面清理器刮除板面的三氧化二鋁膜，使鋁板的表面導電性增強，從而提高陽極板的電效。
采用壓覆工藝將鉛銀合金壓覆于經(jīng)拉花和打孔處理的鋁或鋁合金板表面，得到鋁或鋁合金的鉛銀合金復合陽極板板體，通過澆鑄的方式將板體連接，將板面連為一體，板間隙為8mm，將其焊接于導電梁下方的預留孔內(nèi)，兩側(cè)用絕緣加邊條固定于導電梁上，得到鋁基鉛銀合金陽極板板體。
銅頭表面經(jīng)過拉花和打孔處理后，再經(jīng)過鍍錫處理，采用壓力澆鑄方式得到銅鋁復合導電頭。鍍錫液配方及工藝參數(shù)為：硫酸亞錫50g/L、硫酸(密度1.84g/cm3)70g/L、明膠2g/L、2-萘酚0.8g/L、表面活性劑0.4g/L。溫度為20℃；陰極電流密度與為1A/dm2。
分別將陽極板放入配制好的e和f鍍液中進行氧化處理，在板面上鍍制α-PbO2與β-PbO2層：
e方法的鍍液組成：硫酸80～150g/L，苯胺2～20ml/L，硫酸鈷2～8g/L,氟離子1～10g/L。溫度為40℃，電流密度為2A/dm2，機械攪拌80·rmin的條件下電鍍1-2h。鍍層厚度為20-50μm。
f方法的鍍液組成：Pb(NO3)2:0.598mol·L-1，NH2SO3H：1.13mol·L-1，NaF：0.02mol·L-1，0.01mol·L-1CeO2，PTFE：5～6ml·L-1。電流密度為2A·dm2，溫度為40℃，攪拌速度80r·min-1，電鍍時間1-2h。鍍層厚度為20—40μm。
本實施例中的兩種不同體系下鍍α-PbO2與β-PbO2層的鋁基鉛銀合金的復合陽極板浸入鋅電解液(55g/L Zn2+、180g/L H2SO4、70-90mg/L氟化物、150mg/L、400-550mg/L CL-離子mg/L、30℃、i＝6A/dm2)使用電積24小時，重復實驗5次，e方法和f方法得到的電鋅量均值為：10.58與10.91kg，f方法的槽電壓比e方法的槽電壓低30mv。
本實施例在鋁基鉛銀合金復合陽極板上得到兩種不同的α-PbO2與β-PbO2層：e方法得到的是一種棕褐色鍍層，f方法得到的是另一種棕黑色鍍層，由于f方法得到的鍍層β-PbO2含量比e方法的要高，導電性也高，電鋅產(chǎn)量也明顯高于c方法。比較兩種方法后，實驗證明：采用f方法鍍膜處理鋁基鉛銀合金復合陽極板的效果優(yōu)于e方法。
實施例6
導電梁的制作工藝：鋁導電梁采用壓力澆鑄方式，將銅導電頭澆鑄于導電梁的一端從而制作出銅鋁復合導電梁。
分別將寬度為15mm、25mm、35mm、45mm、55mm，厚度為4mm的鋁板表面進行拉花和打孔處理，然后再經(jīng)過堿洗、酸洗、水洗，去除鋁或鋁合金板表面的三氧化鋁膜，或者用板表面清理器刮除板面的三氧化二鋁膜，使鋁板的表面導電性增強，從而提高陽極板的電效。
采用壓覆工藝將鉛銀合金壓覆于經(jīng)拉花和打孔處理的鋁或鋁合金板表面，得到鋁或鋁合金的鉛銀合金復合陽極板板體，通過澆鑄的方式將板體連接，將板面連為一體，相鄰板間距為10mm，將其焊接于導電梁下方的預留孔內(nèi)，兩側(cè)用絕緣加邊條固定于導電梁上，得到五種不同尺寸的陽極板，分為a、b、c、d、e五批送到生產(chǎn)廠家做生產(chǎn)實驗。
銅頭表面進行拉花和打孔處理，經(jīng)過鍍錫處理，采用壓力澆鑄方式得到銅鋁復合導電頭。鍍錫液配方及工藝參數(shù)為：硫酸亞錫50g/L、硫酸(密度1.84g/cm3)70g/L、明膠2g/L、2- 萘酚0.8g/L、表面活性劑0.4g/L。溫度為20℃；陰極電流密度為1A/d㎡。
將陽極板放入鍍液中進行氧化處理，在板面上形成α-PbO2與β-PbO2層：
鍍液組成：鍍液組成:：Pb(NO3)2:0.598mol·L-1，NH2SO3H：1.13mol·L-1，NaF：0.02mol·L-1，0.01M CeO2，PTFE：5～6ml·L-1。電流密度為2A·dm2，溫度為40℃，攪拌速度600r·min-1，電鍍時間1-2h。鍍層厚度為20—40μm。
經(jīng)過一個月的電鋅生產(chǎn)，廠家給出a、b、c、d、e五組陽極板的月生產(chǎn)的日平均電鋅量分別為：423.25kg、428.32kg、436.79kg、435.94kg、422.40kg；還有在清理a、b、c、d、e五組陽極板的陽極泥時，只有c、d、e三組的陽極板容易清理，而a、b兩組在清理時，發(fā)現(xiàn)陽極泥附著在極板表面十分地緊密，很難清理，由于a、b兩組板面寬度較窄，相鄰兩板面之間的縫隙小，很容易堵塞，溶液之間的流動性變差，所以，鋅離子在陰極板面的補充不充分，造成鋅產(chǎn)量下降，e兩組由于板面寬度比較大，造成兩板面之間的縫隙減少，也影響了溶液之間的流動性。通過實驗可以看出，板面寬度在35、45、55mm時，陽極泥容易清理，而板面寬度為35mm時，電鋅產(chǎn)量最高。
實施例7
導電梁的制作工藝：鋁導電梁采用壓力澆鑄方式，將銅導電頭澆鑄于導電梁的一端從而制作出銅鋁復合導電梁。
a方法：在寬度為35mm、厚度為4mm的鋁板表面進行拉花和打孔處理，然后再經(jīng)過堿洗、酸洗、水洗，去除鋁或鋁合金板表面的三氧化鋁膜。
鍍錫液配方及工藝參數(shù)為：硫酸亞錫50g/L、硫酸(密度1.84g/cm3)70g/L、明膠2g/L、2-萘酚0.8g/L、表面活性劑0.4g/L。溫度為20℃；陰極電流密度與為1A/d㎡。
b方法：在寬度為35mm、厚度為4mm的鋁板表面進行拉花和打孔處理，然后再用板表面清理器刮除板面的三氧化二鋁膜，使鋁板的表面導電性增強，從而提高陽極板的電效。
采用壓覆工藝將鉛銀合金壓覆于經(jīng)拉花和打孔處理的鋁或鋁合金板表面，得到鋁或鋁合金的鉛銀合金復合陽極板板體，通過澆鑄的方式將板體連接，將板面連為一體，板間隙為10mm，將其焊接于導電梁下方的預留孔內(nèi)，兩側(cè)用絕緣加邊條固定于導電梁上，得到鋁基鉛銀合金陽極板板體。
銅頭表面經(jīng)過拉花和打孔處理后，再經(jīng)過鍍錫處理，采用壓力澆鑄方式得到銅鋁復合導電頭。
將陽極板放入鍍液中進行氧化處理，在板面上形成α-PbO2與β-PbO2層：
鍍液組成：Pb(NO3)2:0.598mol·L-1，NH2SO3H：1.13mol·L-1，NaF：0.02mol·L-1，0.01mol·L-1CeO2，PTFE：5～6ml·L-1。電流密度為2A·dm2，溫度為40℃，攪拌速度600r·min-1，電鍍時間1-2h。鍍層厚度為20—40μm。
本實施例中的鋁基鉛銀合金的復合陽極板浸入鋅電解液(55g/L Zn2+、180g/L H2SO4、70-90mg/L氟化物、400-550mg/L CL-離子、30℃、i＝6A/dm2)使用電鍍24小時，重復實驗5次，分別得到a、b兩種方法處理過的陽極板的電鋅平均量為10.56kg和10.64kg。
通過實驗可以看出：經(jīng)過a和b方法處理后得到的鋁板電效基本一致。
實施例8
在寬度為35mm、厚度為4mm的鋁或鋁合金板表面進行拉花和打孔處理，然后再經(jīng)過堿洗、酸洗、水洗，去除鋁或鋁合金板表面的三氧化鋁膜，或用板表面清理器刮除板面的三氧化二鋁膜，使鋁板的表面導電性增強，從而提高陽極板的電效。
對鋁或鋁合金板板表面處理后，在鋁或鋁合金板表面進行鍍銀處理，采用的鍍銀液配方及工藝參數(shù)為：硝酸銀15-50g/L、氫氧化銨(加至由渾濁變清澈即可)、甲醛30-60ml/L，溫度控制在10-25℃，電流密度為2A·dm2，攪拌速度400-800r·min-1，鍍制時間為1-7分鐘。
采用壓覆工藝將鉛銀合金壓覆于經(jīng)拉花和打孔處理的鋁或鋁合金板表面，得到鋁或鋁合金的鉛銀合金復合陽極板板體，通過澆鑄的方式將板體連接，板間隙為10mm，將板面連為一體，將其焊接于導電梁下方的預留孔內(nèi)，兩側(cè)用絕緣加邊條固定于導電梁上，得到陽極板列。
銅頭表面進行拉花、打孔處理和鍍錫處理，采用壓力澆鑄方式得到銅鋁復合導電頭。
鋁導電梁采用壓力澆鑄方式，將銅導電頭澆鑄于導電梁的一端從而制作出銅鋁復合導電梁。
將陽極板放入鍍液中進行氧化處理，在板面上形成α-PbO2與β-PbO2層：
鍍液組成：Pb(NO3)2:0.598mol·L-1，NH2SO3H：1.13mol·L-1，NaF：0.02mol·L-1，0.01mol·L-1CeO2，PTFE：5～6ml·L-1。電流密度為2A·dm2，溫度為40℃，攪拌速度600r·min-1，電鍍時間1-2h。鍍層厚度為20—40μm。
實施例1陽極板的電流效率比實施例8的陽極板低0.2％，槽電壓高10mV。
實施例9
與實施例8相同，只是銅頭表面不進行拉花、打孔處理和鍍錫處理，結(jié)果實施例9的陽極板的電流效率比實施例8低1.3％，槽電壓高40mV。
對比例1
1)采用拉拔擠壓工藝制備表面為異構(gòu)齒型或鋸齒型柱面紋的鋁棒芯(長軸15mm，短軸6mm)，然后將其放入質(zhì)量體積比為10％的氫氧化鈉中浸泡5min，清水沖洗后放入體積比為20％的HNO3中浸泡0.5～1min，清水沖洗后放入鍍銀液中浸泡0.5-10min，用去離子水清洗后，熱風快速吹干，備用；
2)將步驟1)處理得到的鋁棒芯表面采用拉拔擠壓工藝復合鉛銀合金得到鋁棒鉛銀合金復合陽極棒(鉛銀合金厚度6mm)，再將鋁棒鉛銀合金復合陽極棒組裝成柵欄型陽極板支架，最后將柵欄型陽極板支架焊接于鋁或鋁合金導電梁上，得到柵欄型鋁棒鉛銀合金陽極板體；
3)將步驟2)制備的柵欄型鋁棒鉛銀合金陽極板體的柵欄型陽極板支架置于電鍍液中，在30℃，陽極電流密度為1A/dm2、機械攪拌100r/min的條件下電鍍5小時，在柵欄型陽極板支架表面形成β-PbO2-聚苯胺導電陶瓷覆蓋層。再經(jīng)水洗、干燥后即得有色金屬電積用柵欄型鋁棒鉛銀合金陽極板。電鍍液配方為：硫酸100g/L、苯胺5ml/L、硫酸鈷5g/L、氟離子5g/L，混合后，經(jīng)超聲波分散10分鐘后電沉積。
該陽極的電流效率比實施例2中的鉛銀合金陽極板降低2.6％，槽電壓高80mV，使用壽命比實施例1制備的陽極板縮短時間約1/3。
本申請在銅頭表面進行拉花、打孔和鍍錫處理后，最大限度地提高了銅與鋁的接觸面積，降低銅在導電過程中的發(fā)熱量，減少電能的損耗，從而直接提高了電能的使用效率。其次，通過在銅頭表面進行的拉花、打孔處理，也使得鋁與銅包覆得更緊密。減少銅導電頭在生產(chǎn)過程中發(fā)熱量，從而導致槽電壓升高。第三，減少生產(chǎn)時用銑床銑孔的工序。
在電鋅過程中，陽極泥易附著于板面，條狀的尺寸較小同時條間距又不能過大，板面整體數(shù)量較多，陽極泥附著在板面就很難脫落，容易造板面縫隙堵塞，降低溶液的流動性；其次，工人對陽極泥清理時，對板面進行連續(xù)地敲打，容易造成表面鍍層脫落，破壞了板面原有的防腐功能，使板面的使用壽命減少同時對陽極板表面也有一定程度胡損壞，將條狀改為本發(fā)明規(guī)定尺寸的板狀，陽極泥容易脫落和清理，兩板之間的間隙較大不易堵塞，做成板狀也便于日后小范圍的修復，陽極板在電鋅過過程中會有燒板現(xiàn)象，不得不更換新陽極板繼續(xù)生產(chǎn)。以傳統(tǒng)加工工藝生產(chǎn)的陽極板，主要是由鉛銀合金整體壓軋而成一個整體板面，再焊接于導電橫梁下方，所以說，一旦出現(xiàn)了燒板情況，就很難在板面上修補，一般都采取直接更換新板繼續(xù)生產(chǎn)；而本發(fā)明工藝生產(chǎn)的陽極板，在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)燒板不嚴重的情況下，可以進行部分替換，不必更換整塊新陽極板。從可修復的目的出發(fā)，最大程度地降低生產(chǎn)企業(yè)的使用成本。
使用本發(fā)明，與現(xiàn)有技術相比，陽極板生產(chǎn)成本降低35％，電流效率提高4-7％，槽電壓降低約16％。
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