[实用新型]一种锌电积用氢气扩散阳极板

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种锌电积用氢气扩散阳极板，属于电解技术领域。

背景技术

目前，世界85%以上的锌采用湿法炼锌提取，所用阳极材料仍使用铅及铅基合金，其缺点是：槽电压高，电积能耗高，电流效率低，阳极使用寿命短，阴极产品易被铅污染等。为了解决上述问题，国内外的科研工作者一直在寻找和制备高性能电极材料。目前，主要有以下研究工作：

1、铅基合金阳极：主要为Pb-Ag等二元合金阳极和Pb-Ag-Ca、Pb-Ag-Sb、Pb-Ag-Ti、Pb-Ag-Ca-Sr、Pb–Ag-Ca-Ce、Pb-Ag-Sn-Co等多元合金阳极。此类阳极存在很多缺点：消耗大量贵金属银；阳极电位高，电能消耗大；机械强度低，容易变形短路；阴极锌中铅含量高等。

2、铝基Pb-Ag多元合金薄层覆盖阳极，其实质依然是Pb-Ag多元合金阳极，只是阳极质量变轻，成本降低，目前此类阳极面临的问题是如何实现Al与Pb-Ag等合金的有机结合，并提高锌电积电流效率。

3、钛基涂层阳极：主要有Ti/IrO₂-Ta₂O₅，Ti/MnO₂和Ti/PbO₂阳极。此类阳极具有形状尺寸稳定，无变形弯曲引起的短路；可以消除阳极铅对锌的污染；极板重量轻；可用于多种电积液体系等优点。但是钛基涂层阳极投资大、使用寿命短、技术指标不稳定等，还需进一步系统深入研究。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题及不足，本实用新型提供一种锌电积用氢气扩散阳极板。该锌电积用氢气扩散阳极板用H₂在阳极上的氧化代替氧在阳极上的析出，即让氢气由平板基底上的送气栅格均匀地输送至氢气扩散层，然后经氢气扩散层扩散到氢气反应层并发生氧化反应，生成的氢离子经过质子交换膜向硫酸锌电解液扩散，从而代替氧在传统阳极上的析出，使阳极电位降低至零，即降低锌电积能耗50%～60%，本实用新型通过以下技术方案实现。

一种锌电积用氢气扩散阳极板，所述锌电积用氢气扩散阳极板呈层状结构，即阳极板基底1表面由里至外设有氢气扩散层3、氢气反应层4、特殊膜层5；所述的基底1表面设有送气栅格2；所述的氢气扩散层3为表面附着由疏水碳粉和聚四氟乙烯构成的微孔层的疏水碳布或碳纸；所述的氢气反应层4为由疏水碳粉、亲水碳粉、聚四氟乙烯和催化剂混合均匀后构成的涂料层；所述的特殊膜层5为质子交换膜。

所述的基底1为平板金属或石墨。

上述催化剂为Pt/C或Pt合金催化剂。

上述平板金属为铝、铅、钛、铅基多元合金板或不锈钢板等。

本实用新型的有益效果是：（1）本实用新型制成的锌电积用氢气扩散阳极板，用H₂在阳极上的氧化代替氧在阳极上的析出，使阳极电位降低至零，即降低锌电积能耗50%～60%；（2）氢气扩散阳极板电积锌，因为不放出氧气，可以避免阳极区气泡及泥浆浮起，可以缩小极间距，降低电解液的电压降；可以避免酸雾对环境、职工健康的有害影响；（3）氢气扩散阳极板电积锌，可以避免铅基合金阳极铅溶对产品锌的污染，从而提高产品锌纯度。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。

图中：1-基底，2-送气栅格，3-氢气扩散层，4-氢气反应层，5-特殊膜层。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型作进一步说明。

实施例1

如图1所示，该锌电积用氢气扩散阳极板呈层状结构，即基底1表面由里至外设有氢气扩散层3、氢气反应层4、特殊膜层5。

其中基底1表面设有送气栅格2，送气栅格2为基底1表面加工出的凹槽；氢气扩散层3为表面附着由疏水碳粉和聚四氟乙烯构成的微孔层的疏水碳布；氢气反应层4为由疏水碳粉、亲水碳粉、聚四氟乙烯和催化剂混合均匀后构成的涂料层；特殊膜层5为质子交换膜；基底1为平板铝片，催化剂为Pt/C催化剂。

实施例2

如图1所示，该锌电积用氢气扩散阳极板呈层状结构，即基底1表面由里至外设有氢气扩散层3、氢气反应层4、特殊膜层5。

其中基底1表面设有送气栅格2，送气栅格2为基底1表面加工出的凹槽；氢气扩散层3为表面附着由疏水碳粉和聚四氟乙烯构成的微孔层的疏水碳纸；氢气反应层4为由疏水碳粉、亲水碳粉、聚四氟乙烯和催化剂混合均匀后构成的涂料层；特殊膜层5为质子交换膜；基底1为铅片平板金属；催化剂为Pt合金催化剂。