本發(fā)明涉及柵欄型陽極板上陽極泥的去除方法技術領域。

背景技術：

中國專利zl201210381953.8公開的有色金屬電積用柵欄型陽極板，改善了電解液的流動性，降低了陰極區(qū)的濃差極化，提高了陰極金屬的沉積量，從而提高了陰極電流效率。柵欄型陽極板不會發(fā)生彎曲變形，從而避免了陰陽極板短路的現(xiàn)象，其與傳統(tǒng)鉛基合金陽極板相比，導電性顯著提高，槽電壓可降低10％，材料成本降低20％，電流效率提高2-5％。因此受到了越來越廣泛的關注。

在濕法煉鋅過程中，硫酸鋅電解液中普遍存在氯離子，而氯離子會取代pbo2晶格中的氧離子，造成晶粒間的破壞，加速陽極的腐蝕，這不但降低了陽極的使用壽命，而且使陰極鋅中鉛含量升高進而降低了鋅的品質。電解鋅液中氯離子含量一般為100～300mg/l，然而，隨著煉鋅礦的不斷開采，高品位的鋅精礦越來越少，復雜難冶煉鋅礦不斷增加，這就給硫酸鋅電解液的凈化帶來了很多困難，進而增大了氯離子的濃度。目前，在很多濕法煉鋅企業(yè)中，氯離子的濃度甚至達到800～1000mg/l。而當電解液中有mno2存在時，可以控制cl^-的危害。當電解液中有mn²⁺存在時在陽極發(fā)生如下反應：mn²⁺+2h2o-2e＝mno2+4h⁺，生成的mno2粘附在陽極上，可以與溶液中的cl^-發(fā)生如下反應：mno2+4h⁺+2cl^-＝mn²⁺+cl2+2h2o，從而起到保護陽極的作用。在理論上，mn²⁺在電解液中的含量一般控制在3～5g/l為好。由于新建沸騰爐的種種問題，產出的焙燒礦殘硫較高,焙塵殘硫在10％～15％之間,最高達到20％以上,在熱酸浸出過程中,硫化物具有較強的還原性,極易將溶液中的fe³⁺還原成fe²⁺，為了除去溶液中的鐵離子，作業(yè)過程中不得不加入大量的氧化劑一錳粉，將fe²⁺氧化成fe³⁺，如此進行氧化還原反應,不僅消耗大量的錳粉，而且導致溶液中錳離子含量較高，在7～12g/l范圍內，甚至達到超過15g/l。對于柵欄型陽極來說，一定數量的陽極泥附著，有利于降低陽極腐蝕率，但陽極泥基本附著在陽極上，很少落入槽底，會隨著時間的延長而在棒與棒之間內不斷積累，逐漸阻塞棒空隙，這對發(fā)揮柵欄型陽極的特性不利。此外，厚厚的mno2陽極泥導電性差，將大大增加界面電阻，提高槽電壓，增加電能消耗。因此需要定期去除柵欄型陽極表面陽極泥，以保證充分發(fā)揮柵欄型陽極的優(yōu)異性能。雖然在傳統(tǒng)的鋅電積和錳電積過程中，也需要定期對平板陽極表面的陽極泥進行清除，但工廠常用的方法是用鏟子鏟除。此法可將陽極表面的陽極泥進行簡單清除，但其表面陶瓷pbo2薄膜容易破壞,導致入槽的前幾天析出鋅含鉛較高。

中國專利zl201110238768.9采用化學還原法通過噴射還原液在板上來清理多孔陽極，采用該工藝可以去除大部分陽極泥，消除孔洞的堵塞，降低界面電阻，并恢復陽極板比表面積，保持低電流密度從而發(fā)揮多孔陽極的優(yōu)勢。但其清理所需的時間長，還原液會大量流失，并需要大量的水清洗，稍有不慎,就會導致基體過腐蝕。因此，需要尋找一種更合理的適用于表面陶瓷化的柵欄型鋁基鉛合金陽極板的陽極泥清除方法。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種高效、經濟、環(huán)保的適用于表面陶瓷化的柵欄型陽極板上陽極泥的去除的方法。

本發(fā)明的目的通過以下技術方案實現(xiàn)：

一種表面陶瓷化柵欄型陽極板上陽極泥的去除方法，將表面覆著有二氧化錳陽極泥的表面陶瓷化柵欄型陽極板作陰極置于酸性電解液中，采用恒壓電解法進行電解；電解槽底部采用脈動攪拌壓縮空氣使電解液來回擺動,使電極表面受到流體均勻沖洗。

本發(fā)明所述酸性電解液配方及工藝參數為:h2so4100～300g/l，h3po450–150g/l，質量濃度37％的h2o220-80ml/l，c6h8o620-80g/l，控制電壓3-6v，溫度30-60℃，電解時間2-10min，pbs顆粒5-20g/l，表面活性劑0.005-0.1g/l。所述壓縮空氣脈動攪拌的工藝參數為：壓力范圍為1.5-3atm，脈動周期為9-15s，攪拌能20-100w/噸溶液，脈動管的材質為聚四氟乙烯。所述電解液中的硫化鉛顆粒粒徑為50-200μm，其制備方法如下：將20-50g黃色氧化鉛溶于120-160g/lnaoh至飽和；另取17-30g硫脲溶于1l熱水中，過濾；將等體積的上述兩種溶液混合，在攪拌下加熱至沸騰，并保持沸騰10-30min使pbs沉淀完全，用去離子水洗滌至不顯堿性，抽濾，置烘箱中干燥。所述酸性電解液配方中，優(yōu)選h3po480-120g/l、質量濃度37％的h2o240-60ml/l、抗壞血酸c6h8o640-60g/l。所述的表面活性劑為明膠、骨膠、聚乙二醇6000以及煤油中的一種或者兩種的混合體。本發(fā)明將恒壓電解后的柵欄型陽極板取出用壓縮熱蒸汽噴吹，除去疏松的陽極泥，噴吹壓力為2-4atm。

本發(fā)明相比現(xiàn)有技術具有如下優(yōu)點：

1、采用電化學法洗涮柵欄型陽極，不會破壞表面陶瓷pbo2復合膜層。

2、采用電化學的方法進行電解，強制使二氧化錳退除，同時還原液雙氧水和抗壞血酸加快二氧化錳的還原，使生成錳鹽溶液的速度提高2-5倍。

3、溶液中加入磷酸，其與還原的mn³⁺離子進行絡合反應，生成焦磷酸根絡合物，加快二氧化錳還原的速度。

4、在電解液中加入硫化鉛顆粒，并使之均勻分散在電解液中，使電流密度較常規(guī)工藝所用的電流密度提高2-3倍，并且顆粒與柵欄型陽極板表面的二氧化錳陽極泥充分接觸，沖涮陽極泥，并與二氧化錳進行充分化學反應，促進二氧化錳的還原速度提高2-4倍，極大縮短清理時間。

5、采用脈沖攪拌可使電化學的傳質過程增至5-10倍，加快了二氧化錳陽極泥的脫落，極大地提高了清理效率。

6、電解后的溶液可返回浸出或凈化工序，實現(xiàn)溶液的循環(huán)利用和錳離子的回收，不會給濕法冶金系統(tǒng)帶入雜質，并實現(xiàn)過程零排放。

本發(fā)明方法高效、經濟、環(huán)保、減少廢水排放?？捎行コ龞艡谛完枠O板上陽極泥，消除棒與棒之間間隙的堵塞，降低界面電阻，并恢復陽極板導電陶瓷膜的特性，保持溶液的流動性從而發(fā)揮柵欄型陽極的優(yōu)勢，有效解決陽極泥清理難的問題。本發(fā)明方法環(huán)境友好，成本低，適于工業(yè)化應用。

附圖說明

圖1為清理陽極泥之前的表面陶瓷化柵欄型陽極板局部圖；

圖2為清理陽極泥之后的表面陶瓷化柵欄型陽極板局部圖。

具體實施方式

下面通過實施例對本發(fā)明方法作進一步詳細說明，但本發(fā)明保護范圍不局限于所述內容。

實施例1

將圖1所示的表面覆著有二氧化錳陽極泥的表面陶瓷化柵欄型陽極板作陰極置于酸性電解液中，采用恒壓電解法進行電解；電解槽底部采用脈動攪拌法壓縮空氣使電解液來回擺動,使電極表面受到流體均勻沖洗。

所述酸性電解液配方及工藝參數為:硫酸(h2so4)200g/l，磷酸(h3po4)100g/l，質量濃度37％的雙氧水(h2o2)60ml/l，抗壞血酸(c6h8o6)60g/l，控制電壓5v，溫度40℃，電解時間8min，硫化鉛顆粒(pbs)10g/l，骨膠和聚乙二醇6000各0.005g/l。

所述壓縮空氣脈動攪拌的工藝參數為：壓力3atm，脈動周期為9s，攪拌能80w/噸溶液，脈動管的材質為聚四氟乙烯。所述電解液中的硫化鉛顆粒粒徑為100μm，其制備方法如下：將30g黃色氧化鉛溶于150g/lnaoh至飽和；另取25g硫脲溶于1l熱水中，過濾；將等體積的上述兩種溶液混合，在攪拌下加熱至沸騰，并保持沸騰10-30min使pbs沉淀完全，用去離子水洗滌至不顯堿性，抽濾，置烘箱中干燥。

將如圖2所示的恒壓電解后的柵欄型陽極板取出用壓縮熱蒸汽噴吹，除去疏松的陽極泥，噴吹壓力為4atm。

本發(fā)明酸性電解液對應的陽極為待處理的柵欄型陽極板，尺寸與處理的陰極板大小一致?？蓪㈦娊夂蟮娜芤悍祷亟龌騼艋ば?，實現(xiàn)溶液的循環(huán)利用和錳離子的回收，不會給濕法冶金系統(tǒng)帶入雜質，并實現(xiàn)過程零排放。

實施例2

將附著有陽極泥的表面陶瓷化柵欄型陽極板從電解槽取出，稱重38kg。然后置于酸性電解液中，采用恒壓電解法進行電解；電解槽底部采用脈動攪拌法壓縮空氣使電解液來回擺動,使電極表面受到流體均勻沖洗。

酸性電解液配方及工藝參數為:硫酸(h2so4)100g/l，磷酸(h3po4)150g/l，質量濃度37％的雙氧水(h2o2)20ml/l，抗壞血酸(c6h8o6)40g/l，控制電壓6v，溫度30℃，電解時間10min，硫化鉛顆粒(pbs)20g/l，明膠0.1g/l。

所述壓縮空氣脈動攪拌的工藝參數為：壓力2atm，脈動周期為10s，攪拌能100w/噸溶液，脈動管的材質為聚四氟乙烯。所述電解液中的硫化鉛顆粒粒徑為50μm，其制備方法如下：將50g黃色氧化鉛溶于160g/lnaoh至飽和；另取17g硫脲溶于1l熱水中，過濾；將等體積的上述兩種溶液混合，在攪拌下加熱至沸騰，并保持沸騰10-30min使pbs沉淀完全，用去離子水洗滌至不顯堿性，抽濾，置烘箱中干燥。

將恒壓電解后的柵欄型陽極板取出用壓縮熱蒸汽噴吹，除去疏松的陽極泥，噴吹壓力為2atm，噴吹2min，稱重，得到陽極板的失重率為0.45wt％。

本發(fā)明酸性電解液對應的陽極為待處理的柵欄型陽極板，尺寸與處理的陰極板大小一致。電解后的溶液返回浸出或凈化工序，實現(xiàn)溶液的循環(huán)利用和錳離子的回收。

實施例3

將附著有陽極泥的表面陶瓷化柵欄型陽極板從電解槽取出，稱重48.5kg。然后置于酸性電解液中，采用恒壓電解法進行電解；電解槽底部采用脈動攪拌法壓縮空氣使電解液來回擺動,使電極表面受到流體均勻沖洗。

酸性電解液配方及工藝參數為:硫酸(h2so4)300g/l，磷酸(h3po4)50g/l，質量濃度37％的雙氧水(h2o2)80ml/l，抗壞血酸(c6h8o6)80g/l，控制電壓3v，溫度60℃，電解時間2min，硫化鉛顆粒(pbs)5g/l，煤油0.001g/l。

所述壓縮空氣脈動攪拌的工藝參數為：壓力1.5atm，脈動周期為15s，攪拌能20w/噸溶液，脈動管的材質為聚四氟乙烯。所述電解液中的硫化鉛顆粒粒徑為200μm，其制備方法如下：將20g黃色氧化鉛溶于120g/lnaoh至飽和；另取30g硫脲溶于1l熱水中，過濾；將等體積的上述兩種溶液混合，在攪拌下加熱至沸騰，并保持沸騰10-30min使pbs沉淀完全，用去離子水洗滌至不顯堿性，抽濾，置烘箱中干燥。

將恒壓電解后的柵欄型陽極板取出用壓縮熱蒸汽噴吹，除去疏松的陽極泥，噴吹壓力為3atm，噴吹3min，稱重，得到陽極板的失重率為1.45wt％。

酸性電解液對應的陽極為待處理的柵欄型陽極板，尺寸與處理的陰極板大小一致。電解后的溶液返回浸出或凈化工序，實現(xiàn)溶液的循環(huán)利用和錳離子的回收。

實施例4

將附著有陽極泥的表面陶瓷化柵欄型陽極板從電解槽取出，稱重56kg。然后置于酸性電解液中，采用恒壓電解法進行電解；電解槽底部采用脈動攪拌法壓縮空氣使電解液來回擺動,使電極表面受到流體均勻沖洗。

酸性電解液配方及工藝參數為:硫酸(h2so4)150g/l，磷酸(h3po4)80g/l，質量濃度37％的雙氧水(h2o2)40ml/l，抗壞血酸(c6h8o6)60g/l，控制電壓4v，溫度40℃，電解時間5min，硫化鉛顆粒(pbs)15g/l，明膠0.05g/l，聚乙二醇60000.03g/l。

所述壓縮空氣脈動攪拌的工藝參數為：壓力2atm，脈動周期為12s，攪拌能50w/噸溶液，脈動管的材質為聚四氟乙烯。所述電解液中的硫化鉛顆粒粒徑為150μm，其制備方法如下：將40g黃色氧化鉛溶于140g/lnaoh至飽和；另取25g硫脲溶于1l熱水中，過濾；將等體積的上述兩種溶液混合，在攪拌下加熱至沸騰，并保持沸騰10-30min使pbs沉淀完全，用去離子水洗滌至不顯堿性，抽濾，置烘箱中干燥。

將恒壓電解后的柵欄型陽極板取出用壓縮熱蒸汽噴吹，除去疏松的陽極泥，噴吹壓力為3atm，噴吹3min，稱重，得到陽極板的失重率為2.45wt％。

酸性電解液對應的陽極為待處理的柵欄型陽極板，尺寸與處理的陰極板大小一致。電解后的溶液返回浸出或凈化工序，實現(xiàn)溶液的循環(huán)利用和錳離子的回收。

實施例5

將附著有陽極泥的表面陶瓷化柵欄型陽極板從電解槽取出，稱重160kg。然后置于酸性電解液中，采用恒壓電解法進行電解；電解槽底部采用脈動攪拌法壓縮空氣使電解液來回擺動,使電極表面受到流體均勻沖洗。

酸性電解液配方及工藝參數為:硫酸(h2so4)250g/l，磷酸(h3po4)120g/l，質量濃度37％的雙氧水(h2o2)50ml/l，抗壞血酸(c6h8o6)50g/l，控制電壓5v，溫度40℃，電解時間8min，硫化鉛顆粒(pbs)12g/l，明膠0.05g/l。

所述壓縮空氣脈動攪拌的工藝參數為：壓力2atm，脈動周期為12s，攪拌能60w/噸溶液，脈動管的材質為聚四氟乙烯。所述電解液中的硫化鉛顆粒粒徑為150μm，其制備方法如下：將30g黃色氧化鉛溶于150g/lnaoh至飽和；另取20g硫脲溶于1l熱水中，過濾；將等體積的上述兩種溶液混合，在攪拌下加熱至沸騰，并保持沸騰10-30min使pbs沉淀完全，用去離子水洗滌至不顯堿性，抽濾，置烘箱中干燥。

將恒壓電解后的柵欄型陽極板取出用壓縮熱蒸汽噴吹，除去疏松的陽極泥，噴吹壓力為4atm，噴吹2min，稱重，得到陽極板的失重率為2.68wt％。

酸性電解液對應的陽極為待處理的柵欄型陽極板，尺寸與處理的陰極板大小一致。電解后的溶液返回浸出或凈化工序，實現(xiàn)溶液的循環(huán)利用和錳離子的回收。