[发明专利]一种有色金属电积用复合电极板及其制备方法

说明书

本发明公开一种有色金属电积用复合电极板及其制备方法，属于电极材料制备和湿法冶金技术领域，本发明以质量轻、导电好、价格低的纯Al或其合金作为电极的内芯结构，表面包覆耐蚀强、具有一定催化活性的TiB₂+Ti₄O₇陶瓷中间过渡层，以保护Al基内芯，再在其表面采用电沉积工艺制备高活性且廉价的PbO₂+MnO₂复合活性催化层；本发明的电极板具有导电好、耐蚀强、成本低、材料表面电流分布均匀，电沉积产品纯度高等优点，其使用方法和外形尺寸完全满足传统电极的工况要求，可用作有色金属电积用新型电极板。

技术领域

本发明涉及一种有色金属电积用Al/TiB₂+Ti₄O₇/PbO₂+MnO₂复合电极板及其制备方法，属于电极材料制备技术和湿法冶金领域。

背景技术

在现今的有色金属行业中，随着金属矿石品质的不断降低，湿法冶金正以其独特的优势成为有色金属提取的主要方式之一。但是，湿法冶金自身也存在着对能源、环境和资源的大量消耗，因此备受各方面所重视。就目前而言，大约有20-30种金属的工业化大规模提炼以及生产均是以湿法冶金的电化学过程为主，而作为湿法冶金工业电化学体系中“心脏”器官的电极材料，其选择和制备一直是实现工业化生产的瓶颈问题所在。

就目前研究现状来看，虽然传统Pb基合金和Ti基氧化物涂层电极占据着主导地位，但是新型电极材料也备受人们广泛关注。其中，金属Al因其质量轻、导电好、无毒和无污染等特性，受到了研究者们的广泛关注。目前，Al基电极主要应用于污水处理、有机物降解等领域，而在湿法冶金领域应用较少。其主要因为在电沉积过程中，Al板表面易形成氧化物绝缘层且Al基体自身因耐蚀性差而造成极板失效等问题，因此，如何进一步的提升Al基电极的性能，就需从既不会降低基体导电性，也可以保护Al基体不被电解液侵蚀入手。

TiB₂具有耐蚀强、导电好等优点，但它属硬脆相、难成形，而Ti₄O₇属于Magneli相氧化钛物质，在室温下具有良好的导电性能，同时其本身就是一种极好的活性物质，且在高电流密度，高酸条件下不钝化不腐蚀而优于石墨和钛金属。PbO₂催化活性高、且具有优异的导电性能，但其析氧电位较高。MnO₂有良好的析氧、析氯性能，但其缺点是强度低、寿命短。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，同时为弥补现有技术的不足，提出Al/TiB₂+Ti₄O₇/PbO₂+MnO₂复合电极板，以期实现各种材料性能的优势互补，从而使电极性能进一步改善，本发明电极板具有导电好、耐蚀强、成本低、材料表面电流分布均匀，电沉积产品的纯度高等优点，其使用方法和外形尺寸完全满足传统电极的工况要求，可用作有色金属电积用新型电极板。

本发明所述Al/TiB₂+Ti₄O₇/PbO₂+MnO₂复合电极板包括Al基内芯、TiB₂+Ti₄O₇陶瓷中间过渡层、PbO₂+MnO₂复合活性催化层，主要是通过在Al或其合金板材的外表面依次涂覆TiB₂+Ti₄O₇陶瓷中间过渡层和PbO₂+MnO₂复合表面活性催化层得到。

所述Al基内芯材料为纯Al板材或Al合金板材，厚度为3-5mm。

所述TiB₂+Ti₄O₇陶瓷中间过渡层厚度为50-200μm。