专利名称：一种电解二氧化锰用大型全浸没钛锰合金涂层阳极板的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种电解用的阳极板，特别是应用于大型电解槽电解ニ氧化锰用的阳极板的结构设计。
技术背景 用电解的方法生产ニ氧化锰、锰、铜、钴、镍、锌等材料是エ业上普遍采用的ー种方法。由于在电解过程中有氧气或氯气在阳极析出，因此对所使用的阳极有较高的要求。自从ニ氧化锰采用电解法进行エ业生产以来，所使用的阳极经过了石墨、铅银合金、纯钛、钛锰铬铁四元合金和钛锰涂层阳极的发展历程。目前，石墨和铅银合金阳极已被完全淘汰。纯钛作为取代石墨和铅银合金阳极具有其独特的优势，但是却有着它固有的钝化倾向，在稍高的电流密度或电解温度稍低的情况下以及使用到一定时间后，极易发生钝化，致使槽电压升高，电耗増大，甚至无法继续电解；对此人们也采取了各种方法，如悬浮电解、表面喷砂、表面化学处理等，在很大程度上得以改善，但仍经常出现钝化的现象，需要采用重新喷砂或反电解的措施才能继续使用。钛锰铬铁四元合金也是エ业应用比较成功的阳极，然而该阳极仍存在难以克服的缺陷，即合金的焊接性能不好，不能进行大型阳极的焊接组装，又由于板材轧制エ艺难以控制，同时在长期使用后仍存在槽电压上升的趋势，目前已停产多年。钛锰合金涂层阳极(中国实用新型专利公告号87216402，中国实用新型专利公告号101705499)自1990年开始规模应用于エ业生产，抗钝化性能优越，寿命长，目前1991年投入使用的阳极大部分仍在服役。在电流密度为50 100A/m2时槽电压仅为2. 2 3. 2伏，即使使用多年，槽电压也很少超过3. 5伏。电耗较纯钛阳极明显降低，比钛锰铬铁四元合金也要低ー些。但只能用在1600_以下的小电解槽中，从而限制了它的应用范围。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种电解ニ氧化锰用大型全浸没钛锰合金涂层阳极板，其可以克服现有电解ニ氧化锰用阳极存在的缺点，能在2000 mm以上大电解槽中使用。为实现上述目的，本实用新型采取以下设计方案一种电解ニ氧化锰用大型全浸没钛锰合金涂层阳极板，其特征在干其是由铸铝梁、拉杆单元、阳极条単元和筋板単元相互联接构成；其中所述的铸铝梁中，内置有与电源连接的铜制接电耳或导电卡ロ及用于实现该接电耳或导电卡ロ与阳极条単元电联通的导电铜排；所述的拉杆单元为一整排的钛拉杆，各钛拉杆的上端与导电铜排联接；或所述的拉杆单元中间为ー组钛拉杆，两端侧及底侧是一整根弯制的钛铜复合棒，钛铜复合棒的两端侧上端与导电铜排联接，中间的ー组钛拉杆各上端直接与铸铝梁联接，各下端固定在钛铜复合棒上；[0012]所述的阳极单元包括有一组间隔排列的钛锰合金涂层阳极条，各钛锰合金涂层阳极条的下端与一底部筋板固定联接，各钛锰合金涂层阳极条的上端通过ー顶部筋板与所述拉杆单元的ー排的钛拉杆固定联接；或是直接与所述拉杆単元的钛铜复合棒底侧端固定联接。所述电解ニ氧化锰用大型全浸没钛锰合金涂层阳极板的钛锰合金涂层阳极条为平板形或波形，优选的波形是梯形、圆弧形、W型或NW组合型。所述电解ニ氧化锰用大型全浸没钛锰合金涂层阳极板的钛锰合金涂层阳极条中心轴为纯钛条、表层为钛锰合金涂层的复合阳极条；在用于联接的上下两端头段无钛锰合金涂层，优选的段长为15 50 mm。所述电解ニ氧化锰用大型全浸没钛锰合金涂层阳极板的拉杆单元为一整排的钛拉杆时，在顶部筋板与钛拉杆固定联接处用三角筋板或侧护筋板加强；在钛拉杆与导电铜排联接处使用加强钛条；所述电解ニ氧化锰用大型全浸没钛锰合金涂层阳极板的拉杆单元中间为ー组钛拉杆、两端侧及底侧是一整根弯制的钛铜复合棒时，在钛铜复合棒与钛拉杆固定联接处用三角筋板加強；在钛铜复合棒的弯角与下方与钛锰合金涂层阳极条的固定联接处外侧用侧护筋板加強；在钛拉杆与导电铜排联接处使用加强钛条。所述电解ニ氧化锰用大型全浸没钛锰合金涂层阳极板中，在铸铝梁的上端对称可以设有吊钩。所述电解ニ氧化锰用大型全浸没钛锰合金涂层阳极板的各钛锰合金涂层阳极条的下端与底部筋板垂向联接。所述电解ニ氧化锰用大型全浸没钛锰合金涂层阳极板的铸铝梁优选采用6063铝
ムちI=I o所述电解ニ氧化锰用大型全浸没钛锰合金涂层阳极板的筋板应使用纯钛筋板。本实用新型的优点是本实用新型成功地将钛锰合金涂层阳极板应用于大型电解槽的ニ氧化锰电解；该阳极用于ニ氧化锰的电解，除具有小型钛锰合金涂层阳极板的极强抗钝化性外，还可减少电解时气液界面处生成的低价锰氧化物，有效提高ニ氧化锰产品的性能，降低电耗，电解出槽卸料后，无须喷砂或反电解处理等去钝化处理，可直接入槽继续下一周期的电解，因此生产效率高，生产成本低，是理想的大型电解槽电解ニ氧化锰用阳极板。
图I为本实用新型电解ニ氧化锰用大型全浸没钛锰合金涂层阳极板ー实施例结构示意图(采用普通焊接和铸铝组装)。图中I-钛锰合金涂层阳极条；2_底部筋板；3_顶部筋板；4_侧护筋板；5-三角筋板；6_钛拉杆；7-加强钛条；8-铜排；9-铜制接电耳或(或导电卡ロ)；10-吊钩；
11-铆钉；12_铸铝梁。图2为本实用新型电解ニ氧化锰用大型全浸没钛锰合金涂层阳极板另一实施例结构示意图(采用钛铜复合棒焊接和铸铝组装)。图中I-钛锰合金涂层阳极条；2_底部筋板；3_侧护筋板；4_钛铜复合棒；5-三角筋板；6-钛拉杆；7-加强钛条；8-铜排；9-接电耳(或导电卡ロ);10-吊钩；11 -铸铝梁。[0026]
以下结合附图及具体实施例对本实用新型做进ー步的说明。
具体实施方式
如图I、图2所示，首先，本实用新型创新设计了能在2000 mm以上大电解槽中使用
的电解ニ氧化锰用全浸没钛锰合金涂层阳极板。參见图1，本实用新型电解ニ氧化锰用大型全浸没钛锰合金涂层阳极板的ー实施例结构形式(普通方式)，其包括铸铝梁、拉杆单元、阳极条単元和筋板単元，其中，铸铝梁12内置有与电源连接的铜制接电耳或(或导电卡ロ)9及导电铜排8 ;拉杆单元是一整排的钛拉杆6，各钛拉杆的上端与导电铜排8联接，可以是用铆钉11铆接；阳极单元包括有ー组间隔排列的钛锰合金涂层阳极条1，各钛锰合金涂层阳极条的下端与底部筋板2固定联接，各钛锰合金涂层阳极条的上端通过ー顶部筋板3与拉杆单元的对应位置处的钛拉杆6固定联接，并在中间部分的联接处用三角筋板5加强，在两外边的钛锰合金涂层阳极条I与钛拉杆6固定联接处用侧护筋板4加强，在钛拉杆6的上端与与导电铜排8联接处使用加强钛条7。还可在铸铝梁的上端对吊钩10 (可以是对称设置的一対)。制作时，先采用经高温真空提拉烧结后，形成的中间为纯钛、表面为钛锰合金涂层的复合阳极条，再经铸铝组装和焊接成所述的电解ニ氧化锰用大型全浸没钛锰合金涂层阳极板；其中，所述的铸铝组装是将ー组纯钛拉杆的上端用铆钉与导电铜排铆接后，倒立着将铜排和铆接部分用铸铝合金包裹住，但露出可与电源连接的接电耳或导电卡ロ ；所述的焊接组装是将钛锰合金涂层的复合阳极条的上下端与纯钛筋板垂直焊接，上端的纯钛筋板再与纯钛拉杆的下端用氩弧焊焊接，焊接时背面用氩气保护罩充氩保护，正面用氩弧焊焊接。參见图2，本实用新型电解ニ氧化锰用大型全浸没钛锰合金涂层阳极板的另ー实施例结构形式(采用钛铜复合棒)，其是由铸铝梁、拉杆单元、阳极条単元和筋板単元相互联接构成；其中，所述的铸铝梁11中，内置有与电源连接的铜制接电耳(或导电卡ロ)9及用于实现该接电耳或导电卡ロ与阳极条単元电联通的导电铜排8 ;所述的拉杆单元中间为ー组钛拉杆6，两端侧及底侧是一整根弯制的钛铜复合棒4，钛铜复合棒4的两外端侧上端与导电铜排8联接，中间的ー组钛拉杆6各上端直接与铸铝梁11联接，各下端固定在钛铜复合棒4上；所述的阳极单元包括有一组间隔排列的钛锰合金涂层阳极条1，各钛锰合金涂层阳极条I的下端与一底部筋板2固定联接，各钛锰合金涂层阳极条I的上端直接与所述拉杆単元的钛铜复合棒4底侧端固定联接；在钛铜复合棒4与钛拉杆6固定联接处用三角筋板5加强；在钛铜复合棒4的弯角与下方与钛锰合金涂层阳极条I的固定联接处外侧用侧护筋板3加强；在钛拉杆6与导电铜排8联接处使用加强钛条7 ;在铸铝梁的上端对称设有吊钩10 (可以是对称设置的一対)。制作时，先采用经高温真空提拉烧结后，形成的中间为纯钛、表面为钛锰合金涂层的复合阳极条，再经铸铝梁组装和焊接成电解ニ氧化锰用大型全浸没钛锰合金涂层阳极板；其中，所述的铸铝组装是将ー个“U”型弯制的钛铜复合棒的上端与导电铜排焊接，再将ー组纯钛拉杆的下端与钛铜复合棒焊接后，倒立着将钛铜复合棒的上端、纯钛拉杆的上端和导电铜排用铸铝合金包裹住，但露出可与电源连接的接电耳或导电卡ロ ；所述的焊接组装是将钛锰阳极条的上端与钛铜复合棒、下端与纯钛筋板垂直焊接，焊接时背面用氩气保护罩充氩保护，正面用氩弧焊焊接。本实用新型的焊接组装方式分为普通方式和采用钛铜复合棒两种，采用钛铜复合棒的方式可以进一歩降低电耗，但也提高了一定的成本，两种结构各有利弊。上述各方案中，所述的钛锰合金涂层阳极条的形状可以是平板形，亦可是波形。如采用波形，最好是梯形、圆弧形、W型或NW组合型。钛锰合金涂层阳极条在焊接的一端留15 50 mm长不做涂层，这样焊缝的成分为纯钛，可以明显提高焊接的韧性，否则阳极板在电解后卸料时的敲击中容易断裂。试验证明，按正常エ业悬浮电解条件下电解7天，普通焊接和本实用新型铸铝组装的阳极板，在电流密度为100 A/m2吋，槽电压能稳定在2. 6 3. 2伏以下；电流密度为120A/m2吋，槽电压能稳定在2. 8 3. 4伏以下；采用钛铜复合棒焊接和铸铝组装的阳极板，在电流密度为100 A/m2吋，槽电压能稳定在2. 4 3.0伏以下；电流密度为120 A/m2时，槽电 压能稳定在2. 6 3. 2伏以下。电解出槽卸料后，无须喷砂或反电解处理等去钝化处理，可直接入槽继续下一周期的电解，因此生产效率高，生产成本低，是理想的电解ニ氧化锰用阳极板。上述各实施例可在不脱离本实用新型的范围下加以若干变化，故以上的说明所包含应视为例示性，而非用以限制本实用新型申请专利的保护范围。
权利要求1.一种电解二氧化锰用大型全浸没钛锰合金涂层阳极板，其特征在于其是由铸铝梁、拉杆单元、阳极条单元和筋板单元相互联接构成；其中 所述的铸铝梁中，内置有与电源连接的铜制接电耳或导电卡口及用于实现该接电耳或导电卡口与阳极条单元电联通的导电铜排； 所述的拉杆单元为一整排的钛拉杆，各钛拉杆的上端与导电铜排联接；或所述的拉杆单元中间为一组钛拉杆，两端侧及底侧是一整根弯制的钛铜复合棒，钛铜复合棒的两端侧上端与导电铜排联接，中间的一组钛拉杆各上端直接与铸铝梁联接，各下端固定在钛铜复合棒上； 所述的阳极单元包括有一组间隔排列的钛锰合金涂层阳极条，各钛锰合金涂层阳极条的下端与一底部筋板固定联接，各钛锰合金涂层阳极条的上端通过一顶部筋板与所述拉杆单元的一排的钛拉杆固定联接；或是直接与所述拉杆单元的钛铜复合棒底侧端固定联接。
2.根据权利要求I所述的电解二氧化锰用大型全浸没钛锰合金涂层阳极板，其特征在于所述的钛锰合金涂层阳极条为平板形或波形，其中，所述的波形是梯形、圆弧形、W型或NW组合型。
3.根据权利要求2所述的电解二氧化锰用大型全浸没钛锰合金涂层阳极板，其特征在于所述的钛锰合金涂层阳极条中心轴为纯钛条、表层为钛锰合金涂层的复合阳极条；在用于联接的上下两端头段无钛锰合金涂层，段长为15 50 mm。
4.根据权利要求I所述的电解二氧化锰用大型全浸没钛锰合金涂层阳极板，其特征在于所述的拉杆单元为一整排的钛拉杆时，在顶部筋板与钛拉杆固定联接处用三角筋板或侧护筋板加强；在钛拉杆与导电铜排联接处使用加强钛条。
5.根据权利要求I所述的电解二氧化锰用大型全浸没钛锰合金涂层阳极板，其特征在于所述的拉杆单元中间为一组钛拉杆、两端侧及底侧是一整根弯制的钛铜复合棒时，在钛铜复合棒与钛拉杆固定联接处用三角筋板加强；在钛铜复合棒的弯角与下方与钛锰合金涂层阳极条的固定联接处外侧用侧护筋板加强；在钛拉杆与导电铜排联接处使用加强钛条。
6.根据权利要求I所述的电解二氧化锰用大型全浸没钛锰合金涂层阳极板，其特征在于在铸铝梁的上端对称设有吊钩。
7.根据权利要求I所述的电解二氧化锰用大型全浸没钛锰合金涂层阳极板，其特征在于所述的各钛锰合金涂层阳极条的下端与底部筋板垂向联接。
8.根据权利要求I所述的电解二氧化锰用大型全浸没钛锰合金涂层阳极板，其特征在于所述的铸铝梁采用6063铝合金。
9.根据权利要求I所述的电解二氧化锰用大型全浸没钛锰合金涂层阳极板，其特征在于所述的筋板为纯钛筋板。
专利摘要一种电解二氧化锰用大型全浸没钛锰合金涂层阳极板，由铸铝梁、拉杆单元、阳极条单元和筋板单元相互联接构成；其中，铸铝梁中内置有与电源连接的铜制接电耳或导电卡口及导电铜排；拉杆单元为一整排的钛拉杆，各钛拉杆的上端与导电铜排联接；阳极单元包括有一组钛锰合金涂层阳极条，各钛锰合金涂层阳极条的下端与底部筋板联接，各钛锰合金涂层阳极条的上端通过一顶部筋板与一排钛拉杆联接。其用于二氧化锰的电解，除具有小型钛锰合金涂层阳极板的极强抗钝化性外，还可减少电解时气液界面处生成的低价锰氧化物，有效提高二氧化锰产品的性能，降低电耗，电解出槽卸料后，无须喷砂或反电解处理等去钝化处理，可直接入槽继续下一周期的电解。
文档编号C25B11/02GK202415696SQ201120535880
公开日2012年9月5日 申请日期2011年12月20日 优先权日2011年12月20日
发明者张恒, 沈化森 申请人:北京有色金属研究总院