一种高电效电解锌用阳极板及其制备方法与流程

本发明属于锌电积生产技术领域，具体的说，涉及一种高电效电解锌用阳极板及其制备方法。

背景技术：

目前锌电解用阳极板主要为铅银二元、铅银钙三元及多元合金多孔轧制板及铅合金包覆材料栅栏板。铅基合金轧制板具有耐腐蚀性能高、加工成本低、废旧阳极板回收简单等优点，普通铅基轧制板为增强电解液的流动性在阳极板制备过程中进行打孔，但在使用的过程中轧制阳极板电解综合性能较栅栏板具有一定劣势，具体表现在：电解液流动性能差、电解液局部温度较高影响电解液效率、合金轧制板比表面积小阳极泥产生量大。

现有轧制打孔板的打孔个数仅从电解液流动性及极板使用周期来考虑，孔的尺寸越大及个数越多越有利于电解液的流动性，但同时过低的孔间距易造成极板两孔间的贯通式腐蚀，降低极板的使用寿命。阳极板表面积随孔的直径降低而增加，但阳极板表面积的降低不利于锌的电解，而阳极板孔过小，电解过程中生产的阳极泥容易阻塞板孔，影响电解液的流动性。

目前通过增加阳极板表面积提高极板性能的研究较少，相关文献中报道了将铅银合金制备成泡沫合金板以获得大表面积的阳极板，改进工艺制备的铅银泡沫阳极板较传统铅银轧制板相关性能均有所提高，但由于基体材料为铅银合金，依然存在铅银合金抗蠕变性能、耐腐蚀性能差等缺点。而铅银钙稀土合金板存在钙稀土等元素易烧损等缺点，制备成泡沫合金将加剧合金元素的损失，造成极板使用过程性能的不稳定并降低了极板的使用寿命。

技术实现要素：

为了克服背景技术中存在的问题，本发明提供了一种高电效电解锌用阳极板及其制备方法，在不影响阳极板整体强度的情况下，最大限度的提高稀土合金阳极板比表面积，解决稀土合金板阳极泥产生量大的问题，同时增强电解液的流动性，减小阳极板腐蚀，进一步提高阳极板的使用使命并提高阴极锌片质量。

为实现上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的：

所述的高电效电解锌用阳极板的制备方法，包括合金配制、浇铸坯板、轧制、轧花、剪板、冲孔、横梁焊接，得到成品阳极板；其中，浇铸的铅合金轧制至极板成品厚度后，进行双表面轧花，使极板表面轧制出直径2-6mm的半球型凹陷，半球型凹陷均匀分部，两凹陷边缘间距0.5-2倍直径。通过轧花处理，阳极板表面积增加半球形凹陷表面积的一半，大幅提高阳极板表面积。

进一步优选的，冲孔时，极板厚度决定极板的开孔大小，开孔直径小于极板厚度的4倍，大于极板厚度的2倍。开孔直径小于极板厚度的4倍可实现极板冲孔不降低极板表面积，大于极板厚度的2倍能有效防止阳极产生的阳极泥阻塞板孔影响电解液的流动。

进一步优选的，阳极板合金材料为铅钙稀土多元合金。

本发明的有益效果：

本发明在不影响阳极板整体强度的情况下，最大限度的提高稀土合金阳极板比表面积，同时增强电解液的流动性，减小阳极板腐蚀，进一步提高阳极板的使用使命并提高阴极锌片质量。阳极板表面积提高30%左右，电流密度降低20%以上，镀膜时间缩短1/3，低的电流密度有利于β-pb02的生成，增强了阳极板自修复能力，延长了极板使用寿命，同时阳极泥生成量降低20%左右，延长了清板清槽周期，提高了电积的有效工作时间。

附图说明

图1是本发明所制备阳极板的主视图；

图2是图1的c处放大图；

图3是本发明所制备阳极板的侧视图；

图4是图3的c’处放大图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面将对本发明的优选实施例进行详细的说明，以方便技术人员理解。

实施例1

以目前已工业化应用的铅钙稀土多元合金为阳极板原料进行铅合金的合金化熔炼，合适的浇铸温度下浇铸成厚度40mm坯板，经过7道次的轧制制成铅板，最后经轧花轧辊双面制轧上直径2mm，间距4mm均匀分部的半球形凹陷，正反两面上的半球形凹陷交替分布。经裁剪制备成1000*800*7.2mm有半球型凹陷的铅板。最后进行极板的冲孔，冲孔个数113，孔直径20mm均匀分布的极板板面，经横梁焊接、板面校平工序获得成品极板。

成品极板自然时效72小时以上入锌电解槽，进行常规镀膜工艺镀膜，约30小时完成镀膜，后进行全系统420a/m2电流密度锌的电解，第二剥锌周期即可产出0#锌，锌中铅含量平均低于普通铅合金板7%左右，试验15天后进行首次清槽，电解槽中阳极泥的生产量降低20%左右。使用6个月以后，板面情况良好，无明显腐蚀现象发生，使用18个月以后，极板穿孔及破损率低于5‰。

实施例2

以目前已工业化应用的铅钙稀土多元合金为阳极板原料进行铅合金的合金化熔炼，合适的浇铸温度下浇铸成厚度40mm坯板，经过7道次的轧制制成铅板，最后经轧花轧辊双面制轧上直径6mm，间距3mm均匀分部的半球形凹陷，正反两面上的半球形凹陷交替分布。经裁剪制备成1000*800*7.2mm有半球型凹陷的铅板。最后进行极板的冲孔，冲孔个数113，孔直径28.8mm均匀分布的极板板面，经横梁焊接、板面校平工序获得成品极板。

成品极板自然时效72小时以上入锌电解槽，进行常规镀膜工艺镀膜，约30小时完成镀膜，后进行全系统420a/m2电流密度锌的电解，第三剥锌周期即可产出0#锌，锌中铅含量平均低于普通铅合金板5%左右，试验15天后进行首次清槽，电解槽中阳极泥的生产量降低23%左右。使用6个月以后，板面情况良好，无明显腐蚀现象发生，使用18个月以后，极板穿孔及破损率低于10‰。

实施例3

以目前已工业化应用的铅钙稀土多元合金为阳极板原料进行铅合金的合金化熔炼，合适的浇铸温度下浇铸成厚度40mm坯板，经过7道次的轧制制成铅板，最后经轧花轧辊双面制轧上直径2mm，间距2mm均匀分部的半球形凹陷，正反两面上的半球形凹陷交替分布。经裁剪制备成1000*800*7.2mm有半球型凹陷的铅板。最后进行极板的冲孔，冲孔个数113，孔直径14.4mm均匀分布的极板板面，经横梁焊接、板面校平工序获得成品极板。

成品极板自然时效72小时以上入锌电解槽，进行常规镀膜工艺镀膜，约30小时完成镀膜，后进行全系统420a/m2电流密度锌的电解，第三剥锌周期即可产出0#锌，锌中铅含量平均低于普通铅合金板11%左右，试验15天后进行首次清槽，电解槽中阳极泥的生产量降低18%左右。使用6个月以后，板面情况良好，无明显腐蚀现象发生，使用18个月以后，极板穿孔及破损率低于4‰。

在有色金属的电积过程中，阳极表面主要发生氧气的析出反应。随着阳极比表面积的增大，实际电流密度将减小，有利于降低阳极电位。在极板腐蚀中电化学腐蚀由电极表面的电化学极化引起，腐蚀速率由电极表面的实际电流密度和电解液成分决定，并与电流密度成正比，阳极板比表面积的增大降低了实际电流密度，电流密度越小越有利于降低阳极二氧化锰的析出量，阳极板的腐蚀速率也大幅度降低。

本发明在不影响阳极板整体强度的情况下，最大限度的提高稀土合金阳极板比表面积，表面积提高30%左右，电流密度降低20%以上，镀膜时间缩短1/3，低的电流密度有利于β-pb02的生成，增强了阳极板自修复能力，减小阳极板腐蚀，延长了极板使用寿命并提高阴极锌片质量。同时，阳极泥生成量降低20%左右，延长了清板清槽周期，提高了电积的有效工作时间。

最后说明的是，以上优选实施例仅用于说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。