一种镍饼制造方法
【专利摘要】一种镍饼制造方法，包括一电解装置；所述电解装置包括电解槽、高位槽、低位槽；所述电解槽内设有阳极、阴极板；阳极、阴极板之间的间距为150-550mm;阴极板外套有隔膜袋；电解液由高位槽流进隔膜袋，由隔膜袋流入电解槽；电解槽底部有放液口；电解槽中的电解液经放液口流入低位槽。包括以下步骤：配置电解液、将电解液加入电解装置、阴阳极接入电路、电解生产。本发明的优点在于生产过程中可以允许较大的沉积电流密度，生产效率高，生产成本低；镍饼在阴极板的成型管内生长，生产过程中不会脱落，成品率高。阴极板使用寿命长，制造及修复成本低，投资小。经本方法制造镍饼易于脱模、合格率高、镍饼体积大、制造成本低、更适于推广。
【专利说明】一种镍饼制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种镍饼制造方法。
【背景技术】
[0002] 电解镍是使用电解法制成的金属镍材料，目前，国际和国内市场上用作电镀阳极 的电解镍主要有电解镍板、镍角和镍扣。纽扣状的含硫镍扣以其活性高、溶解性好等特点作 为目前最优秀的电镀镍阳极已在国内使用，其存在的不足是：生产中受镍扣阴极板性能影 响大，生产效率低、成品率低。镍扣生长于阴极板表面，与阴极板表面上的生长点接触面积 小，生产过程中电流密度小，生长周期长，效率低；生产中镍扣与基体结合不牢固，在生长过 程中易脱落，造成镍扣形状大小不一，成品率低，质量难以控制。现有方法制得的镍扣体积 小，厚度薄，使用过程中消耗快，增加工人的劳动强度，不适宜大面积推广应用。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于克服现有技术存在的上述不足而提供一种生产质量稳定、产品 合格率高的镍饼制造方法。
[0004] 本发明的技术方案在于：包括一电解装置；所述电解装置包括电解槽、高位槽、低 位槽；所述电解槽内设有阳极、阴极板；阳极、阴极板之间的间距为150_550mm ;阴极板外套 有隔膜袋；电解液由高位槽流进隔膜袋，由隔膜袋流入电解槽；电解槽底部有放液口；电解 槽中的电解液经放液口流入低位槽； 包括以下步骤： 1) 按如下（A)或（B)配置电解液： (A) 用去离子水配置电解液，电解液中各物质的含量为：硫酸镍：200-400 g/L，氯化 镍：10-15 g/L，硼酸：30-40 g/L，润湿剂溶液：l-5ml/L，活性剂溶液：8-12ml/L ;用 10%-30% 的硫酸溶液或糊状碳酸镍调整电解液的PH值至1. 5-4. 2 ;用精密溶液过滤机过滤，加热至 40-55 0C ； (B) 用去离子水配置电解液，电解液中各物质的含量为：Ni2+ :80-110g/L，氯化镍：3-10 g/L，硼酸：30-40 g/L，润湿剂溶液：l-5ml/L，活性剂溶液：8-12ml/L ;用氨基磺酸或糊状碳 酸镍调整电解液的pH值到1. 5-4. 2 ;用精密溶液过滤机过滤，加热至45-52°C ; 2) 将步骤1)配置好的电解液加入高位槽和电解槽，调整电解槽进液口和出液口的流 量，使阴极袋内的液位与电解槽的液位差为3-30mm。
[0005] 3)将阴极板接入电解电路负极，将阳极接入电解电路正极； 4)生产周期为3-30天。每个生产周期内先按电流密度100-300 A/m2电解生产镍饼， 24小时后，将电流提升至200-1000A/m2,至该生产周期结束，取出阴极板。每个生产周期 内每8小时取样检测电解液及镍饼的杂质含量和S含量，控制润湿剂溶液的加入量，维持 电解液的表面张力为28-37 mN/m ;控制活性剂溶液的加入量，使镍饼中的S含量维持在 0.015-0. 040%。
[0006] 5)生产周期结束后，取出镍饼。
[0007] 6)称重，包装。
[0008] 所述阴极板包括一接有导电棒的金属基板；金属基板两面均覆盖有模板；模板上 设有贯通孔；贯通孔内套装有用于镍饼生长的异形成型管；异形成型管一端伸入贯通孔与 金属基板紧密接触；异形成型管伸出贯通孔外的一端设有与贯通孔外端面相卡以防止异形 成型管在取饼时从贯通孔脱落、便于将镍饼从异形成型管中分离的凸缘。
[0009] 所述模板包括加强模板、位于加强模板与金属基板之间的基础模板。
[0010] 所述基础模板为玻璃板或陶瓷板；所述加强模板为环氧树脂板、酚醅树脂板或钛 板。
[0011] 所述模板与金属基板经螺栓或螺钉连接。
[0012] 所述异形成型管的内孔为圆孔。
[0013] 所述异形成型管与金属基板接触的一端内壁设有便于镍饼生长的倒角。
[0014] 所述倒角处的角α为〇- 15°。
[0015] 所述倒角的深度L小于或等于模板的厚度。
[0016] 所述金属基板为钛板或不锈钢板。
[0017] 所述阳极为金属镍、高冰镍。
[0018] 所述润湿剂溶液为用十二烷基硫酸钠盐与蒸馏水配制成的浓度为100_200g/L的 水溶液。
[0019] 所述活性剂溶液为含有=C-SO2-结构的表面活性剂与蒸馏水配制成的浓度为 15-30g/L的水溶液。
[0020] 所述含有=C-SO2-结构的表面活性剂为苯亚磺酸或糖精钠。
[0021] 所述低位槽中的电解液经除杂并加热后注入高位槽。
[0022] 本发明的优点在于生产过程中可以允许较大的沉积电流密度，生产效率高，生产 成本低；镍饼在阴极板的成型管内生长，生产过程中不会脱落，成品率高。阴极板使用寿命 长，制造及修复成本低，投资小。经本方法所制造的镍饼除具有镍扣的优点外，易于脱模、合 格率高、体积大、制造成本低、更适于推广。
【专利附图】
【附图说明】
[0023] 图1是电解装置的结构示意图。
[0024] 图2是镍饼用阴极板的立体结构示意图。
[0025] 图3是镍饼用阴极板的主视图。
[0026] 图4是图3的B-B剖视图。
[0027] 图5是图4的A部放大图。
[0028] 图6是本发明的产品（圆台饼状镍饼）的结构示意图。
[0029] 图7是本发明的产品(棱台饼状镍饼）的结构示意图。
[0030] 图中，1、金属基板，2、模板，3、贯通孔，4、异形成型管，5、凸缘，6、螺栓，7、含硫活性 镍饼，8、上底面，9、下底面，10、高位槽，11、电解槽，12、阴极板，13、阳极，14、放液管，15、低 位槽，16、除杂槽。
【具体实施方式】
[0031] 图1中，电解装置包括底部设有放液口的电解槽11、高位槽10、水及低位槽15。电 解槽11中有阴极板12、阳极13。电解槽11内的阴极板12外套有隔膜袋；电解液由高位槽 10流进隔膜袋，由隔膜袋流入电解槽11 ;电解槽11底部有放液口；电解槽11中的电解液 经放液管14流入低位槽15 ;低位槽15中的电解液进入除杂槽16,经中国发明专利说明书 CN101063210B中公开的方法除杂、调整并加热后进入高位槽10,实现一个体系循环。
[0032] 图2、图3、图4中，以钛板作为金属基板1，钛板两表面上覆盖有模板2,钛板与模 板2之间用螺栓6连接，模板2上均布贯通孔3,贯通孔3内紧贴有用于镍饼生长的异形成 型管4。异形成型管4内孔形状和贯通孔3-致，为圆孔或方孔。异形成型管4 一端伸入贯 通孔3与钛板相顶，异形成型管4的另一端伸出模板2外。异形成型管4靠近钛板的一端 内壁有倒角。异形成型管4伸出贯通孔3外的一端设有与贯通孔3外端面相卡以防止异形 成型管4在取饼时从贯通孔3脱落、便于将镍饼从异形成型管4中分离的凸缘5。钛板与导 电棒通过连接板相连。
[0033] 其中，模板2包括加强模板、位于加强模板与金属基板1之间的基础模板。基础模 板为玻璃板或陶瓷板；加强模板为环氧树脂板、酚醅树脂板或钛板。
[0034] 图5中，异形成型管4倒角处角α为0-15°，倒角的深度L小于或等于模板2的 厚度。
[0035] 图6中，含硫活性镍饼7呈圆台饼状结构，高为4mm，上底面8直径为20mm，下底面 9直径为24mm。
[0036] 图7中，含硫活性镍饼7呈棱台饼状结构，高为5mm，上底面8的面积为225 mm2， 下底面9的面积为256 mm2。
[0037] 实施例一 ：1)配置电解液：用去离子水配置电解液，电解液中各物质的含量为：硫 酸镍：280 g/L，氯化镍：10 g/L，硼酸：35 g/L，润湿剂溶液：3ml/L，活性剂溶液：10 ml/L; 用20%的硫酸溶液或糊状碳酸镍调整电解液的pH值至3. 5 ;用精密溶液过滤机过滤，加热 至 45-48°C ; 2)将步骤1)配置好的电解液加入高位槽和电解槽，调整电解槽进液口和出液口的流 量，使阴极袋内的液位与电解槽的液位差为5mm。
[0038] 3)以电解镍板为阳极；以含硫活性镍饼用阴极板为阴极，将阳极接入电解电路正 极，将阴极板接入电解电路负极；阴极与阳极之间的间距为200mm。
[0039] 4)电解：生产周期为5天。先按电流密度200 A/m2电解生产镍饼，24小时后，将电 流提升至400A/m2,至该生产周期结束，取出阴极板。每个生产周期内每8小时取样检测电 解液及电解槽中检测片上镍片的杂质含量和S含量（电解槽中检测片上镍片的杂质含量和 S含量与镍饼相同)，控制润湿剂溶液的加入量，维持电解液的表面张力为28-37 mN/m ;控制 活性剂溶液的加入量，使检测片上镍片的S含量(即镍饼中的S含量)维持在0. 015-0. 040%。
[0040] 5)生产周期结束后，取出镍饼。
[0041] 6)称重，包装。
[0042] 实施例二：1)配置电解液：用去离子水配置电解液，电解液中各物质的含量为：硫 酸镍：320g/L，氯化镍：10 g/L，硼酸：35 g/L，润湿剂溶液：3ml/L，活性剂溶液：10 ml/L ;用 20%的硫酸溶液或糊状碳酸镍调整电解液的pH值至3. 0 ;用精密溶液过滤机过滤，加热至 45-48 °C ； 2)将步骤1)配置好的电解液加入高位槽和电解槽，调整电解槽进液口和出液口的流 量，使阴极袋内的液位与电解槽的液位差为5mm。
[0043] 3)以高冰镍为阳极；以含硫活性镍饼用阴极板为阴极，将阳极接入电解电路正极， 将阴极板接入电解电路负极；阴极与阳极之间的间距为200mm。
[0044] 4)电解：生产周期为5天。先按电流密度200 A/m2电解生产镍饼，24小时后，将 电流提升至400A/m2,至该生产周期结束，取出阴极板。每个生产周期内每8小时取样检测 电解液及镍饼的杂质含量和S含量，控制润湿剂溶液的加入量，维持电解液的表面张力为 28-37 mN/m ;控制活性剂溶液的加入量，使镍饼中的S含量维持在0. 015-0. 040%。
[0045] 5)生产周期结束后，取出镍饼。
[0046] 6)称重，包装。
[0047] 实施例三：1)配置电解液：用去离子水配置电解液，电解液中各物质的含量为：氨 基磺酸镍浓缩液500ml/L，氯化镍：8 g/L，硼酸：35 g/L，润湿剂溶液：3ml/L，活性剂溶液： 10 ml/L ;用20%的硫酸溶液或糊状碳酸镍调整电解液的pH值至3. 5 ;用精密溶液过滤机过 滤，加热至45-48 °C ; 2)将步骤1)配置好的电解液加入高位槽和电解槽，调整电解槽进液口和出液口的流 量，使阴极袋内的液位与电解槽的液位差为5mm。
[0048] 3)以电解镍板为阳极；以含硫活性镍饼用阴极板为阴极，将阳极接入电解电路正 极，将阴极板接入电解电路负极；阴极与阳极之间的间距为200mm。
[0049] 4)电解：生产周期为5天。先按电流密度200 A/m2电解生产镍饼，24小时后，将 电流提升至400A/m2,至该生产周期结束，取出阴极板。每个生产周期内每8小时取样检测 电解液及镍饼的杂质含量和S含量，控制润湿剂溶液的加入量，维持电解液的表面张力为 28-37 mN/m ;控制活性剂溶液的加入量，使镍饼中的S含量维持在0. 015-0. 040%。
[0050] 5)生产周期结束后，取出镍饼。
[0051] 6)称重，包装。
[0052] 实施例四：1)配置电解液：用去离子水配置电解液，电解液中各物质的含量为：氨 基磺酸镍浓缩液550ml/L，氯化镍：8 g/L，硼酸：35 g/L，润湿剂溶液：3ml/L，活性剂溶液： 10 ml/L ;用20%的硫酸溶液或糊状碳酸镍调整电解液的pH值至4. 0 ;用精密溶液过滤机过 滤，加热至50-55 °C ; 2)将步骤1)配置好的电解液加入高位槽和电解槽，调整电解槽进液口和出液口的流 量，使阴极袋内的液位与电解槽的液位差为5mm。
[0053] 3)以高冰镍为阳极；以含硫活性镍饼用阴极板为阴极，将阳极接入电解电路正极， 将阴极板接入电解电路负极；阴极与阳极之间的间距为200mm。
[0054] 4)电解：生产周期为5天。先按电流密度300 A/m2电解生产镍饼，24小时后，将 电流提升至400A/m2,至该生产周期结束，取出阴极板。每个生产周期内每8小时取样检测 电解液及镍饼的杂质含量和S含量，控制润湿剂溶液的加入量，维持电解液的表面张力为 28-37 mN/m ;控制活性剂溶液的加入量，使镍饼中的S含量维持在0. 015-0. 040%。
[0055] 5)生产周期结束后，取出镍饼。
[0056] 6)称重，包装。
【权利要求】
1. 一种镍饼制造方法，其特征在于：包括一电解装置；所述电解装置包括电解槽、高位 槽、低位槽；所述电解槽内设有阳极、阴极板；阳极、阴极板之间的间距为150-550mm;阴极 板外套有隔膜袋；电解液由高位槽流进隔膜袋，由隔膜袋流入电解槽；电解槽底部有放液 口；电解槽中的电解液经放液口流入低位槽； 包括以下步骤： 1) 按如下（A)或（B)配置电解液： (A) 用去离子水配置电解液，电解液中各物质的含量为：硫酸镍：200-400 g/L，氯化镍： 10-15 g/L，硼酸：30-40 g/L，润湿剂溶液：l-5ml/L，活性剂溶液：8-12 ml/L ;用 10%_30% 的硫酸溶液或糊状碳酸镍调整电解液的PH值至1. 5-4. 2 ;用精密溶液过滤机过滤，加热至 40-55 0C ； (B) 用去离子水配置电解液，电解液中各物质的含量为：Ni2+ :80-110g/L，氯化镍：3-10 g/L，硼酸：30-40 g/L，润湿剂溶液：l-5ml/L，活性剂溶液：8-12ml/L ;用氨基磺酸或糊状碳 酸镍调整电解液的pH值到1. 5-4. 2 ;用精密溶液过滤机过滤，加热至45-52°C ; 2) 将步骤1)配置好的电解液加入高位槽和电解槽，调整电解槽进液口和出液口的流 量，使阴极袋内的液位与电解槽的液位差为3-30mm ; 3 )将阴极板接入电解电路负极，将阳极接入电解电路正极； 4) 生产周期为3-30天； 每个生产周期内先按电流密度100-300 A/m2电解生产镍饼，24小时后，将电流提升至 200-1000A/m2,至该生产周期结束，取出阴极板； 每个生产周期内每8小时取样检测电解液及镍饼的杂质含量和S含量，控制润湿剂溶 液的加入量，维持电解液的表面张力为28-37 mN/m ;控制活性剂溶液的加入量，使镍饼中的 S含量维持在0. 015-0. 040% ; 5) 生产周期结束后，取出镍饼； 6) 称重,包装。
2. 根据权利要求1所述的镍饼制造方法，其特征在于：所述阴极板包括一接有导电棒 的金属基板（1);金属基板（1)两面均覆盖有模板（2);模板（2)上设有贯通孔（3);贯通孔 (3)内套装有用于镍饼生长的异形成型管（4);异形成型管（4) 一端伸入贯通孔（3)与金属 基板（1)紧密接触；异形成型管（4)伸出贯通孔（3)外的一端设有与贯通孔（3)外端面相卡 以防止异形成型管（4)在取饼时从贯通孔（3)脱落、便于将镍饼从异形成型管（4)中分离的 凸缘（5)。
3. 根据权利要求2所述的镍饼制造方法，其特征在于：所述模板（2)包括加强模板、位 于加强模板与金属基板（1)之间的基础模板。
4. 根据权利要求2所述的镍饼制造方法，其特征在于：所述基础模板为玻璃板或陶瓷 板；所述加强模板为环氧树脂板、酚醅树脂板或钛板。
5. 根据权利要求2所述的镍饼制造方法，其特征在于：所述异形成型管（4)与金属基板 (1)接触的一端内壁设有便于镍饼生长的倒角。
6. 根据权利要求1所述的镍饼制造方法，其特征在于：所述阳极为金属镍、高冰镍。
7. 根据权利要求1所述的镍饼制造方法，其特征在于：所述润湿剂溶液为用十二烷基 硫酸钠盐与蒸馏水配制成的浓度为100-200g/L的水溶液。
8. 根据权利要求1所述的镍饼制造方法，其特征在于：所述活性剂溶液为含有 =C-SO2-结构的表面活性剂与蒸馏水配制成的浓度为15-30g/L的水溶液。
9. 根据权利要求8所述的镍饼制造方法，其特征在于：所述含有=C-SO2-结构的表面活 性剂为苯亚磺酸或糖精钠。
10. 根据权利要求1所述的镍饼制造方法，其特征在于：所述低位槽中的电解液经除杂 并加热后注入高位槽。
【文档编号】C25C1/08GK104213149SQ201410316349
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年7月4日 优先权日:2014年7月4日
【发明者】王敏, 赵成显 申请人:襄阳化通化工有限责任公司