[发明专利]环保节能型电解锰用阴极

说明书

技术领域

本发明涉及电积、电解工艺技术领域，具体涉及一种环保节能型电解锰用阴极。

背景技术

目前，在电解锰生产工艺中，其阴极一般用纯铜排导电棒、普通碳钢螺栓、不锈钢阴极极板制成。阴极极板与导电棒采用普通碳钢螺栓连接，导电棒的外表及与阴极极板的接触部位在实际生产过程中易被电解液污染造成腐蚀，引起接触电阻增大(现生产中使用的新的阴极电阻为90微欧姆左右，使用3个月的阴极电阻为190微欧姆左右)，需要人工不定期拆除螺栓除锈重新组装阴极，普通碳钢螺栓更易被电解液污染腐蚀，并造成松动甚至脱落到电解槽和产品剥离时脱落到产成品中，碳钢螺栓中的成分(Fe、C、S、P、Si)进入电解液造成污染，降低了电解锰的纯度(Fe、C、S、P、Si在电解锰中属于杂质，长期使用这种旧阴极将导致生产的电解锰纯度下降，可使电解锰纯度下降约0.002-0.005％)，导电棒用纯铜排制造，机械强度低，只能靠超出导电需要增加纯铜排的尺寸，来满足机械强度，增加了铜的用量，使阴极的制造成本加大，导电棒与公用母排接触的宽度一般为8mm，接触面积小，机械强度低，使用过程中易变形，容易造成导电棒与公用母排的接触不良，增大接触电阻，从而增大了能耗，降低了电解锰产量，每天需要人工多次查寻、排除导电棒与公用母排接触不良的现象，阴极的起槽和操作全部靠手工，工人劳动强度大，效率低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对上述现有技术存在的问题，而提供一种防止和减少污染腐蚀、环保性能好、导电性能佳、质量稳定、机械强度高、日常维护简易、降低生产成本、容易实现机械化操作的环保节能型电解锰用阴极。

本发明采用的技术方案是：这种环保节能型电解锰用阴极，包括阴极极板、导电棒，导电棒又包括导电棒外层和导电铜芯；导电棒外层与阴极极板为同质材料，两者以焊接方式固定连接；导电棒外层内包覆导电铜芯，与公用母排接触的导电棒部位具有缺口，引出导电铜芯，导电铜芯与公用母排接触。

上述技术方案中，导电棒外层还连接固定有提手，提手与导电棒外层、阴极极板为同质材料，三者以焊接固定方式连接。

上述技术方案中，导电棒外层与导电铜芯之间用密封材料密封。

上述技术方案中，阴极极板、导电棒外层和提手同时为不锈钢或钛材料，导电铜芯为纯铜材质，密封材料为高分子材料，例如厌氧胶等。

上述技术方案中，导电棒外层为封闭壳体，一端为方形体，中段和另一端为“工”字形体或“工”字形体与方形体间隔结合体，中段和另一端的“工”字形体或“工”字形体与方形体间隔结合体内包覆“工”字形导电铜芯，其间隙用密封材料密封。

上述技术方案中，导电棒外层为封闭的壳体，一端为方形体，中段和另一端为“工”字形体或“工”字形体与方形体间隔结合体，中段和另一端的“工”字形体或“工”字形体与方形体间隔结合体内包覆两个导电铜芯，导电铜芯与导电棒外层之间的间隙用密封材料密封；阴极极板插入导电棒内，并被二个导电铜芯夹在中间固定。

上述技术方案中，导电棒外层为封闭壳体，一端为方形体，中段和另一端的中腰内凹或中腰内凹与方形体间隔结合体，中段和另一端的中腰内凹或中腰内凹与方形体间隔结合体的内上腔或内下腔包覆导电铜芯，导电棒外层与导电铜芯用密封材料密封。

本发明的显著效果是：导电铜芯仅外露与公用母排接触的部分，其余部分皆被密封包覆在导电棒内且与导电棒外层紧密接触，导电铜芯被密封包覆的部分不会被电解液污染腐蚀，导电棒与极板焊接连接使电解液避免了传统技术中锈蚀碳钢脱落的污染，有利于电解液纯度的保持和电解质量的稳定，导电铜芯与公用母排接触的部分为平面且面积不大其表面的污染容易被清除，提高了电解锰用阴极的导电性能和导电的稳定性，阴极电阻不随其使用时间的增加而增大，维持为90微欧姆左右不变，不需要进行不定期人工除锈重新组装阴极；导电棒因其外层为不锈钢材料，机械强度高，不易变形，而且节约了铜材用量，降低了成本，阴极的日常维护简易，工人劳动强度极大降低，阴极的完好率高，使用寿命长，有利于提高生产效率。通过使用测试，电解锰的纯度提高约0.003-0.006％，单块阴极板每一个生产周期(24小时)电解锰产量由3.3-3.5公斤提高到3.5-3.8公斤，每吨电解锰的电耗降低了3-5％，单块阴极用铜量减少约一半，降低了生产成本，导电铜芯与公用母排接触的宽度增加到10mm以上，接触面积增大，导电铜芯与公用母排接触处贴合度好，降低了接触电阻，电积过程中使用提手便于检查阴极板的电积质量，在后续的生产过程中使用提手可以实现机械化生产，减轻工人的劳动强度，提高了生产效率。