Carbon fibre-based amorphous Pb_Mn_RuOx gradient anode material for manganese electrowinning and its preparation method, comprising carbon fibre substrate, Ni_Co3O4 bottom layer coated on carbon fibre substrate, Sn_Co_RuOx middle layer coated on bottom layer, and amorphous Pb_Mn_RuOx active layer coated on Sn_Co_RuOx middle layer. Compared with the traditional lead-based multicomponent alloy, the carbon fiber-based amorphous Pb_Mn_RuOx gradient anode material prepared by the invention can significantly improve the anode life and conductivity without changing the cell structure, electrolyte composition and operation specifications. The cell voltage can be reduced by more than 20%, the current efficiency can be increased by 4_8%, and the chlorine can be inhibited. The generation of gas.
【技术实现步骤摘要】
锰电积用碳纤维基非晶态Pb-Mn-RuOx梯度阳极材料及制备方法
本专利技术涉及一种阳极材料及其制备方法
,具体涉及到应用于氯化铵体系提取有色金属的阳极材料的制备方法。
技术介绍
由于湿法冶金具有资源综合利用率高、过程环保以及低品位矿适应性强等优点,Cu、Zn、Ni、Mn等有色金属通过湿法进行提取所占的份额逐渐增大。在有色金属的电解过程中,大约90%锌、30%左右铜和100%锰是由湿法冶金技术提取。以湿法电解锰为例,电解金属锰的电流效率低,一般只达到75%左右,每吨电解锰产品电能消耗近6200kW·h,是有名的“电老虎”,若以每年国内生产锰锭140万吨计,将需要的能耗接近86.8亿度电。在电解金属锰的生产过程中,有95%以上的电耗集中在电解槽上,锰电解提取过程中,阳极材料性质直接影响着离子放电电位、过电位的变化、电流效率大小、电能消耗量、阳极寿命及阴极产品质量等指标。电解锰生产用阳极板最初采用石墨电解,但是因为其在电解中容易膨胀、脱落而遭到淘汰,铅合金板因为其容易成型、在硫酸电解液中操作稳定等优点而在电解锰工业中得到应用,使用铅合金板电解是在阳极液中产生的大量微粒MnO2,MnO2是因为铅合金表面的铅以二价铅离子在阴极电沉积析出进入金属锰中,使电解锰的纯度降低、金属锰表面形成晶枝而使阴阳极短路,电能消耗大,降低直流电效率;同时铅电极易发生弯曲变形,降低电流效率,缩短电极使用寿命。钛板具有良好的导电性,较大的强度和强耐腐蚀性,几乎不受稀硫酸、稀盐酸、氯气等大部分有机酸的腐蚀,同时质量相较于铅板要小很多。但由于纯钛板在低温下容易钝化,电极板导电性变差,故 ...
【技术保护点】
1.一种锰电积用碳纤维基非晶态Pb‑Mn‑RuOx梯度阳极材料,其特征在于,包括碳纤维基板、覆于碳纤维基板上的Ni‑Co3O4底层、覆于底层上的Sn‑Co‑RuOx中间层、以及覆于Sn‑Co‑RuOx中间层上的非晶态Pb‑Mn‑RuOx活性层。
【技术特征摘要】
1.一种锰电积用碳纤维基非晶态Pb-Mn-RuOx梯度阳极材料,其特征在于,包括碳纤维基板、覆于碳纤维基板上的Ni-Co3O4底层、覆于底层上的Sn-Co-RuOx中间层、以及覆于Sn-Co-RuOx中间层上的非晶态Pb-Mn-RuOx活性层。2.根据权利要求1所述的锰电积用碳纤维基非晶态Pb-Mn-RuOx梯度阳极材料,其特征在于,所述Ni-Co3O4底层为复合镀层,该复合镀层中的Co3O4组成为2.85~10wt%;Sn-Co-RuOx中间层为镀层,该镀层中的Sn:Co:Ru摩尔比为(54~80):(18~32):(1~10);所述非晶态Pb-Mn-RuOx活性层中的Pb:Mn:Ru摩尔比为(42~70):(24~48):(2~12)。3.根据权利要求1或2所述的锰电积用碳纤维基非晶态Pb-Mn-RuOx梯度阳极材料,其特征在于,所述阳极的总厚度为2~10mm,其中底层的厚度为20~200μm,中间层厚度为10~100μm,活性层厚度为0.1~1mm。4.如权利要求1-3任一项所述的锰电积用碳纤维基非晶态Pb-Mn-RuOx梯度阳极材料的制备方法,其特征在于,方法步骤如下:(1)碳纤维基体的预处理:首先进行除胶,将碳纤维基体在氮气的保护下,在400~800℃加热处理,使碳纤维的活性比表面增大,同时避免处理过程中碳纤维的断丝损毁,然后将此碳纤维基体置于温度40~90℃,质量百分比浓度为10%~20%的H2SO4水溶液中氧化1~2h,使其表面呈条纹状;(2)Ni-Co3O4底层的制备:将步骤(1)处理后的碳纤维基体置于中性镀镍溶液中,控制温度为30~60℃,阴极电流密度0.5~2A/dm2,电沉积30~120min,得到活性镍,去离子水洗后立即放入钴盐凝胶液中在40~80℃条件下静置生长4~8h,得到沸石咪唑框架,再置于马弗炉中控制温度400~600℃煅烧2~6h,得到Ni-Co3O4底层;(3)Sn-Co-RuOx中间...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈步明,陈胜,黄惠,冷和,郭忠诚,
申请(专利权)人:昆明理工大学,昆明理工恒达科技股份有限公司,
类型:发明
国别省市:云南,53
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