一种用金属化阳极板生产电镀专用镍的方法与流程

本发明属于有色金属冶金、电化学，具体涉及一种用金属化阳极板生产电镀专用镍的方法。

背景技术：

1、镍是银白色金属，熔点1453℃，沸点2732℃。电解镍具有机械强度高、延展性好、难熔、在空气中不易氧化等优良特性，用它制造的不锈钢和各种合金被广泛地用于军用飞机、坦克、舰艇、雷达、导弹、宇宙飞船、原子反应堆和民用工业中结构钢、耐酸钢、耐热钢等各种机械制造业及陶瓷颜料、永磁材料、电子遥控等领域。另外，因为镍优良的耐蚀性能，镀镍成为一种应用极广的镀种，并随着镀镍从装饰型向功能型的转变，用户对电镀专用镍品质的要求不断提高。总之，由于镍具有优良的综合性能，镍已成为发展现代航空工业、国防工业和建立人类高水平物质文化生活的重要战略元素。

2、目前，电镀专用镍主要通过传统的可溶阳极电解工艺生产，现有的工艺存在以下主要问题：

3、（1）由于所采用的阳极含硫较高（23-25%），含镍较低（66.0-68.5%），阳极板较脆，运输、吊装过程易断裂，只能用小片阳极，电解槽中每根阳极由两个小片阳极板拼接而成，导致生产的电镀专用镍厚度不均匀，微观组织晶粒较大，电镀过程作为阳极溶解不均匀、易钝化等问题。

4、（2）电解过程阴、阳极周期不同步，每个阳极周期对应1.5个阴极周期，需中途刮除阳极泥或更换阳极，导致生产的电镀专用镍表面结粒较多，并且岗位劳动强度较大。

技术实现思路

1、为了解决现有镍电解生产工艺中存在的问题，提高电镀专用镍品质，本发明的目的是提供了一种用金属化阳极板生产电镀专用镍的方法，生产出厚度均匀、电化学溶解活性好、残渣率低的高品质电镀专用镍产品。

2、为了满足上述目的，本发明采取的技术方案为：

3、一种用金属化阳极板生产电镀专用镍的方法，其特征在于：所述该方法为以硫酸盐—氯化物混酸体系为电解质，以侧吹炉熔池熔炼炉生产的金属化阳极板为阳极，以镍始极片为阴极，通直流电经过一定时间的电解，产出高品质电镀专用镍。

4、进一步地，所述阳极采用侧吹熔炼技术，提高阳极板含镍至73%以上，将含硫降低至20%以下，解决原阳极板因含硫高、含镍低导致阳极板易断裂问题。

5、进一步地，所述侧吹熔池熔炼工艺设计为双区同步反应的工艺，熔炼区进行物料的氧化除fe降s，还原区同步进行有价金属氧化物的还原澄清分离，进而生产出金属化程度较高的金属化镍阳极板和渣含有价金属较低的炉渣。

6、进一步地，所述的侧吹炉熔炼气氛通过天然气和富氧空气的配比进行调整，在炉内熔炼区实现氧化气氛，在还原区实现还原气氛。

7、进一步地，所述的侧吹熔炼技术为熔炼温度为1350～1450℃，实现了镍的硫化物和氧化物之间的交互反应，实现了除铁降硫的目的，产出含镍较高、含硫较低的金属化阳极板。

8、进一步地，采用侧吹熔炼技术解决阳极板较脆、易断裂的问题后，为使电解过程阴、阳极同周期匹配化，将阳极板尺寸进行调整，将厚度由原来的55±3mm调整为45±3mm，将宽度由原来的370±3mm（小板）调整至740±3mm（大板）。

9、进一步地，所述的电镀专用镍阴、阳极周期均为216h，电解过程无需中途刮阳极泥或更换阳极，实现阴、阳极同步匹配化生产。

10、进一步地，所述混酸体系电解液主要成分为：ni：65~80g/l；na+25~45g/l；cl-50~80g/l；so42+90~120g/l；hbo3：10~15g/l。

11、进一步地，所述的电镀专用镍电流密度为220~240a/m2，通电216h后，从电解槽中吊出阴极，用开水烫洗后作为电镀专用镍产品，阳极吊出刮除阳极泥后，将残极捣碎返回火法系统。

12、进一步地，电解液温度为60~70℃，电解液ph为4.5~5.0。

13、针对传统可溶阳极镍电解工艺中存在的上述问题，从电解原料入手，采用侧吹熔池熔炼提镍降硫技术，将镍阳极板由原来的高锍阳极板改变为金属化镍阳极板，并改变阳极板物理规格尺寸（厚度、宽度），实现电解过程阴、阳极周期同步，使电解过程电力线均匀分布，提高了电镀专用镍厚度均匀性，有效解决了下游电镀过程作为阳极溶解不均、易钝化、残渣率高等问题，提高了电镀专用镍的品质。

14、本发明与现有工艺相比具有以下有益效果：

15、一是由于含镍高、含硫低的金属化阳极板，提高了阳极板强度，运输、吊装不易断裂，有效降低了断板率；二是采用侧吹熔池熔炼提镍降硫技术生产金属化镍阳极板，并改变阳极板物理规格尺寸（厚度、宽度），实现大板阳极电解，并且电解过程阴、阳极实现同步，使电解过程电力线分布均匀，提高了电镀专用镍厚度均匀性，表面结粒明显减少，降低了电解电能消耗，并有效解决了电镀过程作为阳极易钝化、溶解不均匀、残渣量大等问题，提高了电镀专用镍的品质。

技术特征：

1.一种用金属化阳极板生产电镀专用镍的方法，其特征在于：所述该方法为以硫酸盐—氯化物混酸体系为电解质，以侧吹炉熔池熔炼炉生产的金属化阳极板为阳极，以镍始极片为阴极，通直流电经过一定时间的电解，产出高品质电镀专用镍。

2.根据权利要求1所述的一种用金属化阳极板生产电镀专用镍的方法，其特征在于：所述阳极采用侧吹熔炼技术，提高阳极板含镍至73%以上，将含硫降低至20%以下。

3.根据权利要求2所述的一种用金属化阳极板生产电镀专用镍的方法，其特征在于：所述侧吹熔池熔炼工艺设计为双区同步反应的工艺，熔炼区进行物料的氧化除fe降s，还原区同步进行有价金属氧化物的还原澄清分离，进而生产出金属化程度较高的金属化镍阳极板和渣含有价金属较低的炉渣。

4.根据权利要求3所述的一种用金属化阳极板生产电镀专用镍的方法，其特征在于：所述的侧吹炉熔炼气氛通过天然气和富氧空气的配比进行调整，在炉内熔炼区实现氧化气氛，在还原区实现还原气氛。

5.根据权利要求3所述的一种用金属化阳极板生产电镀专用镍的方法，其特征在于：所述的侧吹熔炼技术为熔炼温度为1350～1450℃。

6.根据权利要求1所述的一种用金属化阳极板生产电镀专用镍的方法，其特征在于：所述阳极板的尺寸调整为45±3mm，宽度调整为740±3mm。

7.根据权利要求6所述的一种用金属化阳极板生产电镀专用镍的方法，其特征在于：所述的电镀专用镍阴、阳极周期均为216h。

8.根据权力要求1所述一种用金属化阳极板生产电镀专用镍的方法，其特征在于：所述混酸体系电解液主要成分为：ni：65~80g/l；na+25~45g/l；cl-50~80g/l；so42+90~120g/l；hbo3：10~15g/l。

9.根据权利要求7所述一种用金属化阳极板生产电镀专用镍的方法，其特征在于：所述的电镀专用镍电流密度为220~240a/m2，通电216h后，从电解槽中吊出阴极，用开水烫洗后作为电镀专用镍产品，阳极吊出刮除阳极泥后，将残极捣碎返回火法系统。

10.根据权力要求1所述的一种用金属化阳极板生产电镀专用镍的方法，其特征在于：电解液温度为60~70℃，电解液ph为4.5~5.0。

技术总结
本发明公开了一种用金属化阳极板生产电镀专用镍的方法，采用侧吹熔池熔炼提镍降硫技术生产的金属化镍阳极板，并改变阳极板物理规格尺寸，实现电镀专用镍生产电解过程阴、阳极同步，解决了电镀专用镍电解生产过程，因阴、阳极不同步中途需刮阳极泥或更换阳极导致的表面结粒问题；并将阳极由小板改为大板，使电解过程电力线均匀分布，提高了电镀专用镍厚度均匀性，并改善了电镀专用镍微观组织结构，有效解决了下游用户电镀过程钝化及残渣多的问题，显著提高了电镀专用镍品质。

技术研发人员：张峰瑞,张四增,陈涛,闫好虎,吴琼,李金龙,宋晓庆,杜光焱,许菁,卢建波
受保护的技术使用者：金川集团股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15