[发明专利]一种铱钴锆三元复合氧化物惰性阳极的制备方法

说明书

本发明公开了一种湿法冶金用铱钴锆三元复合氧化物阳极的制备方法，属于湿法冶金领域。所制得阳极由钛基体以及氧化物涂层组成，涂层中二氧化铱为金红石相，二氧化锆为非晶相，四氧化三钴为尖晶石相，锆的加入促进了析氧活性物质IrO₂和Co₃O₄晶体的析出，有效的提高了阳极的析氧活性表面积。本发明制备流程简单，所制得阳极具有较好的析氧催化活性以及使用寿命，此外，由于涂层中的贵金属元素铱被锆和钴所取代，有效的降低了阳极的生产成本，是一种十分具有使用前景的湿法冶金用阳极。

技术领域

本发明涉及一种湿法冶金技术领域，尤其涉及一种铱钴锆三元复合氧化物惰性阳极的制备方法。

背景技术

随着社会的不断进步，工业生产中对环境的污染以及能源的耗费有了更为严格的要求，节能减排已经成为21世纪社会发展的主题。近十几年来，我国有色产业发展迅速，铜、锌等金属的产量增长迅速。与火法冶炼相比，湿法冶金具有生产能力大、效率高、操作条件好、污染较轻且有价金属综合回收率高的优点，目前，世界上80％左右的锌以及20％左右的铜靠湿法冶炼提取。阳极作为湿法冶金过程中的核心主体以及重要装备，有着湿法冶金的“心脏”之称。阳极性能的优劣会直接影响湿法冶炼过程中的能耗以及阴极产品质量。

目前，湿法冶金行业使用的阳极多为纯Pb阳极以及Pb合金阳极，如：Pb-Ag、Pb-Ag-Sn和Pb-Sb-Sn-Ag等。其虽具有易加工成型、制作成本低、硫酸电解液中耐腐蚀、使用寿命长等优点，但也存在着阳极析氧过电位高、电解过程阳极Pb溶解污染阴极产品、电解过程中大量阳极泥的产生会增加劳动成本等缺点。据统计，纯Pb阳极在电解过程中的析氧过电位可达860mV，而Pb-Ag合金阳极的析氧过电位也在600mV左右，由此增加的无用电耗约占锌电积总能耗的30％左右，因此，高析氧活性阳极的开发与应用受到了广泛的关注。

钛被称为阀金属，有稳定的氧化层保护，在电解条件下有良好的耐久性和形稳性。与纯Pb阳极和Pb合金阳极相比，钛基涂层阳极具有外形尺寸稳定、析氧过电位低、电解过程中阳极不会对阴极产品造成污染等优点，近年来在高纯产品的电解生产过程得到了广泛使用。二氧化钌(RuO₂)和二氧化铱(IrO₂)由于其良好的析氧催化性能，多用于钛基涂层阳极的制备。而在使用过程中发现，Ti/RuO₂阳极虽表现出了优异的析氧催化性能，较好的降低了电解过程中阳极的析氧过电位，但在硫酸体系中，Ti/RuO₂阳极的使用寿命较短，约100天，制约了其在湿法冶金过程中的应用。Ti/IrO₂阳极的析氧催化性能虽略差于Ti/RuO₂阳极，但其在硫酸体系中表现出了较好的耐腐蚀性能，其使用寿命可达1年以上，但铱价格昂贵，Ti/IrO₂阳极的制作成本较高，限制了其大规模的应用。为满足工业生产的需要，研究人员将IrO₂和RuO₂等析氧催化活性高的组元与一些惰性组元混合使用，制备成多元复合氧化物涂层，在保证优良的析氧催化活性的基础上，提高了阳极的使用寿命，降低了阳极的生产成本。目前，多元复合氧化物涂层组成主要为IrO₂-Ta₂O₅、IrO₂-RuO₂、IrO₂-SnO₂、RuO₂-SnO₂和IrO₂-RuO₂-TiO₂等，但其析氧催化活性、阳极使用寿命以及生产成本仍存在进一步改善的空间。

发明内容

本发明的目的是提供一种三元复合氧化物惰性阳极的制备方法，该制备方法流程简单，所制得的阳极具有较好的析氧催化活性、较长使用寿命以及低廉的制备成本。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种铱钴锆三元复合氧化物惰性阳极的制备方法，所述方法包括：