[发明专利]一种多孔铅合金阳极的制备方法及其应用

说明书

本发明提供了一种多孔铅阳极的制备方法及其应用，所述多孔铅合金阳极具有三维通孔结构，孔隙率大于50％。所述多孔铅合金阳极制备方法采用泡沫金属作为造孔基体并配合特有装置的渗流法，包括泡沫金属表面预处理、熔融铅合金加压渗流及泡沫金属的溶出等步骤。本发明制备的多孔铅合金阳极具有重量轻、抗蠕变、密度低、阳极过电位低、铅合金用量少以及操作方便、泡沫金属廉价易得等优点。此外，本发明的制备方法可针对不同有色金属电积来开发相应的阳极，有利于实现大规模工业化。

技术领域

本发明涉及一种多孔铅合金阳极的制备方法及其应用，属于湿法冶金技术领域。

背景技术

由于湿法冶金具有资源综合利用率高、过程环保以及对低品位矿适应性强等优点，Cu、Zn、Ni、Co、Cd、Mn等有色金属通过湿法进行提取占的份额逐渐增大。电沉积是湿法冶炼提取有色金属工艺过程中的一个重要工序，目前工业上大多采用不溶性的Pb合金作为阳极，但由于铅密度大、电导率不高以及抗拉强度小，导致现有的Pb合金阳极在使用过程中容易出现蠕变、阳极压降大\析氧过电位高以及电流效率低等缺陷；另外，有些阳极中还需加入含量较大的银，这也进一步导致了该种阳极的原料成本高。因此减轻阳极重量、提高阳极导电性与抗拉强度、降低阳极中贵金属含量对现有湿法冶金技术的提升意义重大。

制备新型多孔结构阳极是改善阳极电化学性能的一个有效手段。中国专利文献201110306156.9先通过浸渍或化学镀的方式在金属基体表层预镀一层过渡金属层，然后再在预镀层上进行浇铸多孔铅合金。但由于铝表面很容易形成氧化层，这类方法无法保证预镀层与铝基体的长期有效结合，并且该方法的制备流程复杂繁琐，制备难度较大。

中国专利文献200810031807.6公布了一种反重力渗透法制备多孔阳极的方法，但该方法存在渗流铸造的质量和生产效率低、所得到的阳极抗拉强度差，对铸造温度、充型压力和粒子预热温度的要求苛刻，使用过程繁杂，得到的阳极无法满足相应的性能要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有阳极之不足而提供一种阳极过电位低，重量轻，抗蠕变性能好、成本低，所使用的装置简单，操作方便，结构简化的多孔铅合金阳极的制备方法。

本发明的另一目的在于提供一种过电位低，重量轻，抗拉强度高、成本低的多孔铅合金阳极的应用，将其应用作为湿法冶金电沉积工序的阳极。

本发明的技术方案在于提供一种多孔铅合金阳极的制备方法，所述多孔铅合金阳极具有三维通孔结构，制备过程中采用泡沫金属作为造孔基体，在泡沫金属基体的三维通孔结构中加压渗流熔融铅合金，经空冷后溶出泡沫金属后得到多孔铅合金阳极。

优选的，渗流过程中使用的渗流装置包括渗流室、滑动模块、升温套筒；

渗流室的左右两侧设置滑动模块，通过滑动模块在水平方向滑动调节渗流室的空间大小；

在渗流室外侧包裹升温套筒；

泡沫金属与铅合金依次垂直加入渗流室中，且靠近其中的一侧滑动模块竖直排放；向泡沫金属与铅合金方向滑动另一侧滑动模块至另一侧滑动模块刚接触铅合金。

针对现有技术所研制多孔铅合金阳极存在的流程复杂、效率低、阳极抗拉强度差等方面问题，本发明人经反复研究，得到了可解决这些问题的上述技术方案。

本发明方法是属于渗流方式，通过配合本发明特有的渗流装置，操作方便，结构简化，可以协助保证铅合金渗流完全。

本发明所使用装置易于控制，对压力等的要求并不是很高，只需简单定位即可操作。

本发明中采用的泡沫金属骨架具有相互连通的结构骨架，通过后续的溶出过程，进一步保证泡沫金属完全溶出。

本发明采用的泡沫金属脉络相对较粗，溶出后制备得到具有强抗拉强度的多用铅合金。