专利名称：一种电积铜用铅基惰性阳极的预处理方法
技术领域：
本发明涉及一种电积铜用铅或铅合金惰性阳极预处理的方法，用于降低电积铜用铅或铅合金惰性阳极的析氧过电位。属于电化冶金用惰性阳极配套技术领域，是一种工艺简单，操作方便，可显著降低吨铜电耗的惰性阳极配套技术。
背景技术：
铜是国民经济发展中重要的支柱性材料。近十年来，我国铜产量年平均递增速度都在10%以上，2009年铜材产量888. 4万吨，居世界第一位。根据铜资源的特点，铜冶炼方法一般可分为火法和湿法两种。铜湿法冶炼的优点在于可将难选氧化铜矿和低品位铜矿作为原料、流程简单、过程组合方案多、生产成本低和规模灵活。据报道，建设选矿-火法冶炼工艺生产厂吨铜投资约为6. 5万元，而建设浸出-萃取-电积厂吨铜投资约为1. 5万元。所以发展铜湿法冶金技术显然是降低铜生产成本的一条有效途径。电积技术在铜湿法冶炼中占有相当重要的地位。目前，在铜电积生产过程中，几乎所有工厂都采用I^b-Ca-Sn阳极，但H3-Ca-Sn阳极的缺点是析氧过电位超过700mV，造成铜电积的电耗高达2000kWh/吨铜。由于铜电积的电耗过高，导致整个湿法炼铜的成本增加， 不利于我国铜湿法冶金技术的进一步推广和国家节能减排战略的实施。槽电压是电积过程的重要技术指标，它由硫酸铜分解电压以及电解质溶液电阻、 接线的接触电阻、阳极泥电阻、极板电阻等引起的电压降组成。其中，硫酸铜分解电压是构成槽电压的主要部分，占槽电压的75 80%。因此，要降低铜电积电耗必须降低硫酸铜分解电压。而硫酸铜的分解电压为理论分解电压与全部超电压之和。铜电积的阴极超电压值较小，仅为0. 02 0. 05V。阳极过电位是氧在阳极上析出所引起，其值约为0. 75V，占阳极总电压的30%左右，是无用电耗的主要根源。故要降低槽电压，降低氧的析出过电位为重中之重。经计算，槽电压每降低0. IV，析出1吨阴极铜的电耗将降低80 lOOkWh。选择适宜的阳极预处理方法是降低氧的析出超电压的有效手段之一。因此，探寻一种能够显著降低惰性阳极析氧过电位的阳极预处理方法势在必行。本发明的阳极预处理技术对于国家节能减排战略的实施，促进国内铜湿法冶金技术的工程化、产业化和规模化进程具有重要意义，并对其它金属电积的节能生产具有重要的推广意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够显著降低铅或铅合金惰性阳极在铜电积液中析氧过电位的预处理方法，其工艺简单，操作方便，可将电积铜用铅或铅合金惰性阳极的析氧过电位由700mV降至550mV以内。为实现上述目的，本发明采取以下技术方案一种电积铜用铅基惰性阳极的预处理方法，包括如下步骤(1)预处理液由硫酸钴、硫酸和蒸馏水组成，预处理液温度为30 70°C ；(2)预处理槽构成阳极为待预处理阳极，阴极为不锈钢板，阴阳极间距为3 6cm，预处理液循环量为0. 05 0. 5Ve/h(Ve是指预处理槽的容积)；(3)预处理工艺阳极电流密度为50 400A/m2，预处理时间为8 Mh。一种优选的技术方案，其特征在于所述的预处理液中，CoSO4的浓度为0. 1 3g/ L，H2SO4的浓度为2 80g/L。一种优选的技术方案，其特征在于所述的阴极为316L不锈钢板。上述工艺中，阳极为待预处理的铅或铅合金电极，阴极为316L不锈钢电极。预处理完后，用水冲洗阳极表面，然后浸入铜电积液中进行电积工序。用本发明处理后的铅或铅合金惰性阳极作为铜电积过程的阳极，在吨铜电耗上比未经预处理的铅或铅合金惰性阳极更具优势。阳极表面上Co2+的吸附量增多，相应增加了电极上单位面积内的电化学活性点的数量，那么，阳极析氧过电位的降低就是必然的。由本发明处理后的铅或铅合金惰性阳极，由于在阳极表面形成了比表面积大的 PbO2层(见图幻以及大量的Co2+吸附在1 表面，导致单位面积的阳极上的电化学活性点数量增加，从而有效降低了阳极的析氧过电位。本发明采用含有硫酸钴的预处理液，优化预处理工艺参数，本发明的预处理工艺十分简单，操作方便，有利于工业化应用，可将电积铜用铅或铅合金惰性阳极的析氧过电位控制在550mV以内。以该法处理后的铅或铅基阳极作为铜电积用阳极，对减少阴极铜杂质铅含量，降低吨铜耗电方面具有明显的效果。下面通过附图和具体实施方式
对本发明做进一步说明，但并不意味着对本发明保护范围的限制。
图1为H3-Ca-Sn阳极直接在铜电积液中电解他后的表面形貌。图2为H3-Ca-Sn阳极经本发明的预处理方法处理后，在铜电积液中电解他后的表面形貌。
具体实施例方式
下面通过实施例进一步描述本发明，所有实施例中，铜电积液的组成与电积工艺均相同，阳极均为I^b-O. 08wt. % Ca-lwt. % Sn惰性阳极，阴极为316L不锈钢板，具体工艺参数见表1。 表1铜电积液的组成及电积铜工艺参数
权利要求
1.一种电积铜用铅基惰性阳极的预处理方法，包括如下步骤(1)预处理液由硫酸钴、硫酸和蒸馏水组成，预处理液温度为30 70°C；(2)预处理槽构成阳极为待预处理阳极，阴极为不锈钢板，阴阳极间距为3 6cm，预处理液循环量为0. 05 0. 5Ve/h, Ve是指预处理槽的容积；(3)预处理工艺阳极电流密度为50 400A/m2，预处理时间为8 Mh。
2.根据权利要求1所述的电积铜用铅基惰性阳极的预处理方法，其特征在于所述的预处理液中，CoSO4的浓度为0. 1 3g/L，H2SO4的浓度为2 80g/L。
3.根据权利要求1所述的电积铜用铅基惰性阳极的预处理方法，其特征在于所述的阴极为316L不锈钢板。
全文摘要
本发明涉及一种电积铜用铅基惰性阳极的预处理方法，包括预处理液由硫酸钴、硫酸和蒸馏水组成，预处理液温度为30～70℃；阳极为待预处理阳极，阴极为不锈钢板，阴阳极间距为3～6cm，预处理液循环量为0.05～0.5V槽/h，V槽是指预处理槽的容积；预处理工艺为阳极电流密度为50～400A/m2，预处理时间为8～24h。本发明采用含有硫酸钴的预处理液，优化预处理工艺参数，本发明的预处理工艺十分简单，操作方便，有利于工业化应用，可将电积铜用铅或铅合金惰性阳极的析氧过电位控制在550mV以内。以该法处理后的铅或铅基阳极作为铜电积用阳极，对减少阴极铜杂质铅含量，降低吨铜耗电方面具有明显的效果。
文档编号C25C7/02GK102465313SQ20101054794
公开日2012年5月23日 申请日期2010年11月17日 优先权日2010年11月17日
发明者华志强, 吕旭东, 李弢, 王磊, 袁学韬 申请人:北京有色金属研究总院