本发明涉及废铅酸蓄电池回收阳极领域，特别涉及用于一种钛基-β型二氧化铅的阳极、制备方法及其应用。
背景技术：
：随着铅酸蓄电池在汽车、电动汽车和电动摩托车等方面的广泛应用，2018年已达400万吨的用铅量，占总用铅量90％，相应的废铅酸蓄电池的处理量也十分巨大。因此，废铅酸蓄电池回收是再生铅循环利用中重要的组成部分。在废铅酸蓄电池回收过程中，火法回收铅酸蓄电池由于环境污染的原因，行业整顿已经迫在眉睫，湿法回收铅的行业将来将作为主要发展方向，所以湿法回收铅酸蓄电池中的电解阳极的选用成为关键的一环。在废铅酸蓄电池湿法回收铅的过程中，通常采用的阳极一般为钛阳极、铅阳极、石墨阳极、钛基涂钌铱钽阳极等。这些阳极现在均在实验之中，没有取得很好的应用。而我们研发的用硝酸铅电积法制造钛基-β型二氧化铅的阳极适用于湿法回收铅工艺，使用寿命为4-12个月，成本低廉，且应用范围广，因此拥有很好的应用前景。技术实现要素：针对上述问题，本发明的目的在于提供一种使用寿命长、电解效率高的阳极、制备方法及其应用。为达到上述目的，本发明提出的技术方案为：一种钛基-β型二氧化铅的阳极，包括钛网基体，基体表面由内至外依次设有底层、中间层和表面层；其特征在于：所述的表面层为含五氧化二钽粉末的β-二氧化铅的表面层。进一步的，所述的中间层厚度为0.1-10μm。进一步的，所述的表面层厚度为1-4mm。本发明还包括一种钛基-β型二氧化铅的阳极的方法，包括底层制备、中间层制备和表层制备；其特征在于：所述的表层制备为由硝酸铅电积法制备所得。进一步的，所述的表层制备方法为：配制硝酸铅溶液，将五氧化二钽添加至溶液中；将含有底层和中间层的钛网基体，在上述溶液中电积，控制电流密度在50-600a/m2，电积1-10小时，控制温度在10-70℃，制得含五氧化二钽粉末的β-二氧化铅的表面层的阳极。进一步的，所述的硝酸铅溶液质量浓度为10-75％。进一步的，所述的五氧化二钽粒度为0.01-0.06mm；进一步的，所述的五氧化二钽添加至溶液中后五氧化二钽的质量浓度为5-20g/l。进一步的，所述的底层制备的方法为：配置五氧化二钽和四氯化钛的盐酸水溶液；将配置好的盐酸水溶液，涂刷在钛网基体上，并进行干燥，制得含底层的基体。进一步的，所述的五氧化二钽和四氯化钛的成份浓度为0.1-2mol/l，盐酸质量浓度为20-40％。进一步的，还包括将含底层的基体在200-800℃的空气中加热0.1-5小时，出炉冷却至常温的步骤。进一步的，所述的中间层的制备方法为：将氧化铅溶于氢氧化钠水溶液中配制溶液至饱和；将含有底层的钛网基体，在上述溶液中电积，控制电流密度在50-600a/m2，电积1-10小时，控制温度在10-70℃，制得含α-二氧化铅中间层的基体。进一步的，氢氧化钠水溶液浓度为1-5mol/l。采用上述技术方案制备所得的阳极，用于废铅酸蓄电池湿法回收铅，可以使在硫酸和铵盐介质下钛基-β型二氧化铅的阳极的使用寿命达到6000小时，大大提高了使用寿命，降低生产成本、提高了生产效率，同时具有电解效率高的优点。具体实施方式下面结合具体实施方式，对本发明做进一步说明。实施例1底层制备s1、首先配置36％盐酸300ml，加入8克四氯化钛和18克五氧化二钽，配置成五氧化二钽和四氯化钛的盐酸水溶液300ml(五氧化二钽和四氯化钛的成份浓度为0.13mol/l)；s2、准备钛网(网孔为3×6mm)，下料为宽度×高度×厚度200×300×1.5mm；2张，做喷砂除氧化层处理和清洁处理；s3、将s1中配置的盐酸水溶液涂刷在钛网上，并进行干燥，重复涂刷5次，制得底层；s4、在200-800℃的空气中加热10分钟，出炉冷却至常温；中间层制备：s1、配制3.5mol/l氢氧化钠水溶液；s2、将氧化铅溶于s1水溶液中配制溶液至饱和；s3、在上述溶液中电积，并控制电流密度在400a/m2，电积时间为1-10小时，控制温度在40℃；制得厚度约为10μm的α-二氧化铅中间层；表层制备；s1、配制含300g/l硝酸铅溶液。s2、将200克粒度为0.042mm的五氧化二钽添加至s1的溶液中，控制五氧化二钽的浓度为20g/l；s3、在上述溶液中电积，控制电流密度在50-600a/m2，电积1-10小时，控制温度在10-70℃；制得厚度约1mm含五氧化二钽粉末的β-二氧化铅的表面层。s3、清洗晾干，并将阴极析出的铅，清理。最后，焊接导电横梁，即得到阳极。实施例2底层制备s1、首先配置20％盐酸300ml，加入8克四氯化钛和18克五氧化二钽，配置成五氧化二钽和四氯化钛的盐酸水溶液300ml(五氧化二钽和四氯化钛的成份浓度为2mol/l)；s2、准备钛网(网孔为3×6mm)，下料为宽度×高度×厚度200×300×1.5mm；2张，做喷砂除氧化层处理和清洁处理；s3、将s1中配置的盐酸水溶液涂刷在钛网上，并进行干燥，重复涂刷5次，制得底层；s4、在200-800℃的空气中加热10分钟，出炉冷却至常温；中间层制备：s1、配制1mol/l氢氧化钠水溶液；s2、将氧化铅溶于s1水溶液中配制溶液至饱和；s3、在上述溶液中电积，并控制电流密度在600a/m2，电积时间为1-10小时，控制温度在10-70℃；制得厚度约为10μm的α-二氧化铅中间层；表层制备；s1、配制含300g/l硝酸铅溶液。s2、将200克粒度为0.01mm的五氧化二钽添加至s1的溶液中，控制五氧化二钽的浓度为10g/l；s3、在上述溶液中电积，控制电流密度在50-600a/m2，电积1-10小时，控制温度在10-70℃；制得厚度约1mm含五氧化二钽粉末的β-二氧化铅的表面层。s3、清洗晾干，并将阴极析出的铅，清理。最后，焊接导电横梁，即得到阳极。实施例3底层制备s1、首先配置40％盐酸300ml，加入8克四氯化钛和18克五氧化二钽，配置成五氧化二钽和四氯化钛的盐酸水溶液300ml(五氧化二钽和四氯化钛的成份浓度为1mol/l)；s2、准备钛网(网孔为3×6mm)，下料为宽度×高度×厚度200×300×1.5mm；2张，做喷砂除氧化层处理和清洁处理；s3、将s1中配置的盐酸水溶液涂刷在钛网上，并进行干燥，重复涂刷5次，制得底层；s4、在200-800℃的空气中加热10分钟，出炉冷却至常温；中间层制备：s1、配制5mol/l氢氧化钠水溶液；s2、将氧化铅溶于s1水溶液中配制溶液至饱和；s3、在上述溶液中电积，并控制电流密度在70a/m2，电积时间为1-10小时，控制温度在10-70℃；制得厚度约为10μm的α-二氧化铅中间层；表层制备；s1、配制含300g/l硝酸铅溶液。s2、将200克粒度为0.06mm的五氧化二钽添加至s1的溶液中，控制五氧化二钽的浓度为1g/l；s3、在上述溶液中电积，控制电流密度在50-600a/m2，电积1-10小时，控制温度在10-70℃；制得厚度约1mm含五氧化二钽粉末的β-二氧化铅的表面层。s3、清洗晾干，并将阴极析出的铅，清理。最后，焊接导电横梁，即得到阳极。将本发明实施例1所得的阳极，用于废铅酸蓄电池湿法回收铅，本发明的钛基-β型二氧化铅的阳极和其他阳极的使用寿命比较如下：硫酸介质下的使用寿命硫酸铵介质下的使用寿命钛基镀二氧化铅阳极3个月20天铅阳极4个月2个月钛基β型二氧化铅阳极8个月6个月综上，一般的在硫酸介质下钛基镀二氧化铅阳极或铅阳极的使用寿命平均为3000小时。通过本发明所制备的阳极，我们可以使在硫酸和铵盐介质下钛基-β型二氧化铅的阳极的使用寿命达到6000小时，大大提高了使用寿命，提高了生产效率。在阳级的使用过程中，本发明所制备的的阳极槽压平均在2.4-2.5v之间，电流密度为100a/m2，而其他阳极的平均槽压在2.5-2.6v之间，这就远远增加了电力成本，降低电解效率。尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。当前第1页12