一种管状阳极的制作方法技术

本发明专利技术涉及机械领域，尤其涉及一种管状阳极的制作方法。制备2mm壁厚的定长钛管→完成外防腐涂层涂覆→碱浸除油→水洗→草酸腐蚀→水洗→内电积导电铜层→高温烫洗→预装→充氮排氧→密封→包装；对机械加工完成的部件完成氧化物涂层涂覆；所述完成外涂层涂覆钛管，随后完成内部电沉积铜；所述完成电沉积铜的外涂层钛管安装上封头及封头密闭垫、安装导电铜螺管、排出空气、安装下封头即可投入使用。依据本发明专利技术路线制作的管状阳极可以满足旋流电积/电解设备的对阳极高电流密度的要求，制作工艺简单、造价低廉。在阳极电流密度3000A/㎡的高酸腐蚀条件下可稳定工作超过2年，系统电化学过程阳极电流效率可达95%以上。

【技术实现步骤摘要】
一种管状阳极的制作方法
本专利技术涉及机械领域，尤其涉及一种管状阳极的制作方法。
技术介绍
传统不溶阳极湿法电积工艺通常采用板框式结构，参与电化学反应的电解液在阴阳极间流动速度较慢，在强电场力作用下电解液非常容易在极板间发生浓差极化现象，导致非目标离子在阴阳极上产生副反应降低电化学过程的电流效率。以电解水为例发生浓差极化现象时溶液电阻增加，电流通过溶液只对溶液起到加热作用而不再分解水；以湿法冶金电积为例，非目标阳离子取代目标阳离子沉积于阴极上，降低阴极产品质量。无论电解还是电积其设备的主要成本皆集中于不溶阳极的制作上，为了节省阳极面积，在相同阳极面积的前提下，采用更高的阳极电流密度成为电化学设备制作的一个趋势。上世纪90年代开始研究的旋流电解技术，既是通过提高电解液在电极间的流动速度，来消除浓差极化现象，降低其电化学过程造成的负面影响，在相对不变的阳极面积下，采用极高电流强度获得更高的阴极产能或者更佳的阴极产品质量。应用于旋流电解的不溶阳极一般由外层抗氧化活化涂层+内部导电结构构成，其抗氧化活化涂层根据溶液阴离子性质的不同一般由专业涂覆公司完成，并已有专利形成；但是其内部导电结构的制作则相对公开度小，且现有工艺制备的内部导电结构要么使用可靠性低，要么制作工艺复杂、成本高。公开号为102758215A的专利：一种旋流电解装置中专用阳极公布的内接触式组装阳极构造简单、初期使用导电能力强，但是其内部充当接触导电的锡磷青铜片在使用一个季度左右的时间后，由于接触电阻发热及管体内部空气氧化，逐渐与钛管基材失去接触，并最终使整个阳极失去导电能力。使用钛铜复合棒材制作的柱状阳极，不能满足氧化物涂层涂覆过程多次升降温的需求；使用钛管内填充铜弹垫的方式制备的管状阳极接触电阻仍然很大；总之，为了降低旋流电解工艺设备的制造成本，仍有必要研究一种可靠性高、导电性强、成本低廉的制作方法。
技术实现思路
专利技术的目的：为了提供一种效果更好的管状阳极的制作方法。为了达到如上目的，本专利技术采取如下技术方案：一种管状阳极的制作方法，其特征在于，包含如下步骤：1)取无缝钛管一截，两头攻丝,在钛管下部预留导电铜排安装位置后，靠近下端焊接钛垫环，垫环与管轴线垂直；2)在钛管外部涂覆氧化物涂层;3)将涂层后的钛管安装于旋流电积架上，向循环槽内添加10%浓度的已升温至90℃的草酸溶液；启动循环泵，用高温草酸溶液腐蚀钛管内壁3.5h；排空体系内的草酸溶液；4)向循环槽内添加新自来水，启动循环泵，冲洗钛管内壁，排空洗水；5)向循环槽内添加Cu2+离子浓度为55g/L，含酸140g/L的硫酸铜溶液，启动循环泵，启动整流电源，控制溶液流速为750L/h，电流强度为200A开始电积铜于钛管内壁；持续电积36h，期间向循环槽内不断添加氧化铜粉，维持电解液含铜不低于15g/L；6)关闭整流电源、停止循环泵，排空系统电解液，卸下钛管；7)将钛管置于90℃的弱酸清水中烫洗10min；取出淋洗、晾干；8)安装预制好的上封头及密封环；安装导电铜螺管；用高压氮气将钛管内部的空气赶出，安装下部封头；完成不溶管状阳极制备过程。采用如上技术方案的本专利技术，相对于现有技术有如下有益效果：通过采用上述步骤制备的不溶导电阳极既具备了与铜棒几乎相同的导电能力，又具备了钛材的耐腐蚀能力，并且在表面活化、耐蚀涂层的保护下能够更好的参与阳极电化学反应。附图说明为了进一步说明本专利技术，下面结合附图进一步进行说明：图1为特制阳极内壁电积铜装置；图2为本专利技术的不溶管状阳极总装图；图3为本专利技术涉及钛管上封头图侧面视图；图4为本专利技术涉及钛管上封头图正面视图；图5为本专利技术涉及的钛管下封头侧面视图；图6为本专利技术涉及的钛管下封头正面视图；其中：1上封头；2封头密封环；3外涂层内电积铜钛管；4钛垫环；5导电铜螺管；6下封头；7.外涂层钛棒电积阳极；8.外涂层钛管电积阴极；9.电积液循环槽；10.排液阀；11.循环泵。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的实施例进行说明，实施例不构成对本专利技术的限制：下面结合实例进一步描述本专利技术的实施过程。①取直径为57mm、壁厚2mm的无缝钛管一截，长度为1.435m，用车床在无缝钛管两头攻丝,上端内丝长度为20mm，下端外丝长度为85mm;在钛管下部距离下端头145mm处焊接钛垫环；②完成钛管外部氧化物涂层涂覆;③将取回的涂层钛管安装于特制的小型旋流电积架上，向循环槽内添加10%浓度的已升温至90℃的草酸溶液；启动循环泵，用草酸溶液腐蚀钛管内壁3.5h；排空体系内的草酸溶液；④向循环槽内添加新自来水，启动循环泵，冲洗钛管内壁；排空洗水；⑤向循环槽内添加Cu2+离子浓度为55g/L，含酸140g/L的硫酸铜溶液，启动循环泵，启动整流电源，控制溶液流速为750L/h，电流强度为200A开始电积铜于钛管内壁；持续电积36h，期间向循环槽内不断添加氧化铜粉，维持电解液含铜不低于15g/L；⑥关闭整流电源、停止循环泵，排空系统电解液，卸下钛管；⑦将钛管置于90℃的弱酸清水中烫洗10min；取出淋洗、晾干；⑧安装预制好的上封头及密封环；安装导电铜螺管；⑨用高压氮气将钛管内部的空气赶出，安装下部封头；完成不溶管状阳极制备过程。本专利技术使用时安装于旋流电解装置的下部基座上，由下部钛垫环及基座上的密封垫环实现槽体密封，由上部钛封头的定位轴实现阳极垂直校正，在导电铜螺管外壁接通整流电源的正极，即完成使用安装。依据本专利技术路线制作的管状阳极可以满足旋流电积/电解设备的对阳极高电流密度的要求，制作工艺简单、造价低廉。在阳极电流密度3000A/㎡的高酸腐蚀条件下可稳定工作超过2年，系统电化学过程阳极电流效率可达95%以上。需要说明的是，本专利提供的方案的尺寸不对本身的保护造成限制。作为更进一步的优选：1）取无缝钛管一截，两头攻丝,在钛管下部预留导电铜排安装位置后，靠近下端焊接钛垫环，垫环与管轴线垂直；2）在钛管外部涂覆铑铱氧化物涂层;3）将涂层后的钛管安装于旋流电积架上，向循环槽内添加10%浓度的已升温至90℃的草酸溶液；启动循环泵，用草酸溶液腐蚀钛管内壁3.5h；排空体系内的草酸溶液；4）向循环槽内添加新自来水，启动循环泵，冲洗钛管内壁，排空洗水；5）向循环槽内添加Cu2+离子浓度为55g/L，含酸140g/L的硫酸铜溶液，启动循环泵，启动整流电源，控制溶液流速为750L/h，电流强度为200A开始电积铜于钛管内壁；持续电积36h，期间向循环槽内不断添加氧化铜粉，维持电解液含铜不低于15g/L；6）关闭整流电源、停止循环泵，排空系统电解液，卸下钛管；7）将钛管置于90℃的弱酸清水中烫洗10min；取出淋洗、晾干；8）安装预制好的上封头及密封环；安装导电铜螺管；用高压氮气将钛管内部的空气赶出，安装下部封头；完成不溶管状阳极制备过程。1.所述的外涂层内电积铜钛管、钛垫环以及导电铜螺管具有相同的中心及轴线，轴线误差不大于0.2mm；2.所述的钛垫环与外涂层内电积铜钛管轴线呈90°垂直焊接；3.所述的上封头外丝口径与外涂层内电积铜钛管的上端内丝口径相同，为细牙螺纹；4.所述的导电铜螺管内螺纹口径与外涂层内电积铜钛管下部的外螺纹口径相匹配，为细牙螺纹；5.所述的导电铜螺管内螺纹口径与下封头外丝口径相同，为细牙螺纹；6本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种管状阳极的制作方法，其特征在于，包含如下步骤：取无缝钛管一截，两头攻丝,在钛管下部预留导电铜排安装位置后，靠近下端焊接钛垫环，垫环与管轴线垂直；在钛管外部涂覆铑铱氧化物涂层;将涂层后的钛管安装于旋流电积架上，向循环槽内添加10%浓度的已升温至90℃的草酸溶液；启动循环泵，用草酸溶液腐蚀钛管内壁3.5h；排空体系内的草酸溶液；向循环槽内添加新自来水，启动循环泵，冲洗钛管内壁，排空洗水；向循环槽内添加Cu2+离子浓度为55g/L，含酸140g/L的硫酸铜溶液，启动循环泵，启动整流电源，控制溶液流速为750L/h，电流强度为200A开始电积铜于钛管内壁；持续电积36h，期间向循环槽内不断添加氧化铜粉，维持电解液含铜不低于15g/L；关闭整流电源、停止循环泵，排空系统电解液，卸下钛管；将钛管置于90℃的弱酸清水中烫洗10min；取出淋洗、晾干；安装预制好的上封头及密封环；安装导电铜螺管；用高压氮气将钛管内部的空气赶出，安装下部封头；完成不溶管状阳极制备过程。

【技术特征摘要】
1.一种管状阳极的制作方法，其特征在于，包含如下步骤：取无缝钛管一截，两头攻丝,在钛管下部预留导电铜排安装位置后，靠近下端焊接钛垫环，垫环与管轴线垂直；在钛管外部涂覆铑铱氧化物涂层;将涂层后的钛管安装于旋流电积架上，向循环槽内添加10%浓度的已升温至90℃的草酸溶液；启动循环泵，用草酸溶液腐蚀钛管内壁3.5h；排空体系内的草酸溶液；向循环槽内添加新自来水，启动循环泵，冲洗钛管内壁，排空洗水；向循环槽内添加Cu2+离子浓度为55g/...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛小军，
申请(专利权)人：西安瑞凯电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61