CN102268699A - 一种多孔阳极阳极泥的去除方法 - Google Patents

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Abstract

一种多孔阳极的阳极泥去除方法。该方法针对锌电积和锰电积过程中所采用的多孔阳极表面和内部会逐渐沉积以MnO2为主要成分的阳极泥，从而阻塞孔洞。该方法本质为在酸性体系下采用还原剂溶解阳极泥。采用该工艺可以去除大部分阳极泥，消除孔洞的堵塞，降低界面电阻，并恢复阳极板比表面积，保持低电流密度从而发挥多孔阳极的优势。还原后液和清洗废液可返回除铁工序循环利用。本发明工艺方法简单、成本低、零排放、环境友好，适于工业化应用。

Description

一种多孔阳极阳极泥的去除方法
技术领域
本发明涉及一种多孔阳极阳极泥的去除方法，尤其是指一种锌电积或锰电积用多孔阳极阳极泥的去除方法，涉及材料、化工和冶金技术领域。
背景技术
专利ZL200710034340.6表明，Pb或Pb基合金多孔节能阳极用于锌电积过程时，可以降低阳极真实电流密度，减小电化学极化，降低析氧过电位，节约能耗，提高电能效率。当用于Cu、Zn、Mn、Ni、Co、Cd等的电积时，阳极析氧过电位可降低50～180mV，电流效率提高1～10％。此外还可以减小阳极的蠕变和变形，使表面形成的氧化膜更为致密，降低阳极腐蚀速率，提高电积产品的质量。因此受到了越来越广泛的关注。
但在锌电积过程中，为保护阳极不被过度腐蚀，常在电解液中加入3-5g/LMn2+。溶液中的Mn2+在电解过程中会被氧化成MnO2，即所谓的阳极泥，并部分附着在阳极表面，与PbO2一起形成PbO2-MnO2表面层，起到保护阳极的作用。在锰电积过程中，电解液中的主要成分为MnSO4，因此，阳极也不可避免的会发生Mn的氧化反应，在阳极表面形成阳极泥。对于多孔阳极来说，一定数量的阳极泥附着，也同样有利于降低阳极腐蚀率，但阳极泥会随着时间的延长而在多孔阳极孔洞内不断积累，逐渐阻塞孔洞，这对发挥多孔阳极比表面积大的特性不利。此外，厚厚的MnO2阳极泥导电性差，将大大增加界面电阻，提高槽电压，增加电能消耗。因此需要定期去除多孔阳极表面阳极泥，以保证充分发挥多孔阳极的优异性能。虽然，在传统的锌电积和锰电积过程中，也需要定期对平板阳极表面的阳极泥进行清除，但工厂常用的方法是用铲子铲除。此法可将阳极表面的阳极泥进行简单清除，但不能有效清除多孔阳极孔洞内部的阳极泥，且易对多孔阳极的多孔结构造成物理损伤。因此，需要寻找一种更合理的适用于多孔阳极的阳极泥清除方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有的阳极泥清除方法不适用于多孔阳极的问题，提供一种方法简单、高效、经济、环保的多孔阳极阳极泥的去除方法。
本发明一种多孔阳极阳极泥的去除方法，是采用下述方案实现的：将表面沉积有阳极泥的多孔阳极置于酸性还原剂中还原溶解表面阳极泥后，用水清洗多孔阳极；所述酸性还原剂由强酸与还原剂组成。
本发明一种多孔阳极阳极泥的去除方法中，所述酸性还原剂中的强酸选自盐酸、硫酸、硝酸中的至少一种，酸的浓度为10-200g/L；所述还原剂选自草酸，双氧水以及二价铁的硫酸盐和卤盐中的至少一种，还原剂的浓度为1-50g/L。
本发明一种多孔阳极阳极泥的去除方法中，所述还原溶解表面阳极泥的过程采用将附有阳极泥的多孔阳极浸泡在酸性还原剂中或将酸性还原剂喷射至附有阳极泥的多孔阳极上；所述浸泡时间为20min-12h；所述喷射时间为5min-3h，喷射压力为0.5-10MPa。
本发明一种多孔阳极阳极泥的去除方法中，所述清洗采用浸泡或冲洗的方式，所述清洗时间为5min-4h。
本发明一种多孔阳极阳极泥的去除方法中，所述多孔阳极采用浸泡还原溶解表面阳极泥或浸泡清洗过程中，采用机械搅拌、液流搅拌、空气搅拌、超声搅拌中的至少一种，辅助加强阳极泥与多孔阳极表面的分离。
本发明一种多孔阳极阳极泥的去除方法中，所述还原溶解或清洗在25-70℃温度下进行。
本发明一种多孔阳极阳极泥的去除方法中，所述含二价铁的硫酸盐的酸性还原液取自锌电积或锰电积电解废液中加入硫酸亚铁后所得溶液、或浸出工序含有硫酸亚铁的溶液、或净化工序中含有硫酸亚铁的溶液，还原后废液返回净化或浸出工序，实现零排放。
本发明一种多孔阳极阳极泥的去除方法中，所述还原后液和清洗液返回浸出或净化工序，实现溶液的循环利用和零排放。
本发明采用还原剂对多孔阳极孔洞内的阳极泥进行去除，利用了阳极泥的强氧化特性，具有以下特点：
(1)阳极泥通过反应溶解进入还原液实现阳极泥的去除，为一化学过程，不会对多孔阳极造成物理破坏；
(2)还原液可渗入多孔阳极内部，可全面清除多孔阳极表面和内部的阳极泥，解决阳极泥阻塞孔洞的问题，回复阳极板的多孔界面和优异的节能降耗特性；
(3)还原剂可采用湿法冶金过程中浸出工序中存在的亚铁离子，可直接利用浸出工序中含亚铁离子的溶液，且反应后可将溶液返回浸出工序，不会给湿法冶金系统带入杂质，并实现过程零排放。
综上所述，本发明方法简单、高效、经济、环保。可有效解决阳极泥阻塞孔洞的问题，回复阳极板的多孔界面和优异的节能降耗特性。环境友好，适于工业化应用。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明的内容进行详细说明。
实施例1：
将附着有阳极泥的多孔阳极板从电解槽取出，称重，为25.3kg。往含硫酸170g/L的电解废液中加入硫酸亚铁，控制硫酸亚铁浓度为15g/L，配制还原液，温度为50℃。将阳极浸入，采用机械搅拌加速反应，反应时间6h。随后采用30℃的清水冲洗2h，称重，为24.8kg，去除阳极泥0.5kg。
实施例2：
将附着有阳极泥的多孔阳极板从锌电解槽取出，称重，为22.9kg。将阳极浸入含硫酸20g/L，硫酸亚铁浓度为3g/L的锌湿法过程直浸的除铁前液中，体系温度为70℃，采用液流搅拌，反应12h。随后采用50℃的清水冲洗4h，称重，为22.3kg，去除阳极泥0.6kg。
实施例3：
将附着有阳极泥的多孔阳极板从电解槽取出，称重，为24.4kg。用喷枪将含盐酸100g/L，氯化亚铁浓度为45g/L的溶液向阳极喷射1.5h，喷射压力2MPa，溶液温度为25℃。随后在70℃的清水中超声2h，称重，为23.7kg，去除阳极泥0.7kg。
实施例4：
将附着有阳极泥的多孔阳极板从电解槽取出，称重，为27.0kg。将阳极浸入含硝酸20g/L，双氧水浓度为10g/L的溶液中，体系温度为35℃，采用鼓空气搅拌，反应20min。随后在45℃的清水冲洗2h，称重，为26.4kg，去除阳极泥0.6kg。
实施例5：
将附着有阳极泥的多孔阳极板从电解槽取出，称重，为26.4kg。用喷枪将含硫酸20g/L，氯化亚铁5g/L的溶液向阳极喷射3h，溶液温度25℃，喷射压力10MPa。随后用25℃的清水冲洗0.5h，称重，为25.8kg，去除阳极泥0.6g。
实施例6：
将附着有阳极泥的多孔阳极板从电解槽取出，称重，为28.1kg。用喷枪将含盐酸190g/L，草酸25g/L的溶液向阳极喷射5min，溶液温度50℃，喷射压力0.5MPa。随后用50℃的清水浸泡2h，称重，为27.8kg，去除阳极泥0.3g。

Claims (8)

1.一种多孔阳极阳极泥的去除方法，其特征在于：将表面沉积有阳极泥的多孔阳极置于酸性还原剂中还原溶解表面阳极泥后，用水清洗多孔阳极；所述酸性还原剂由强酸与还原剂组成。
2.根据权利要求1所述的一种多孔阳极阳极泥的去除方法，其特征在于：所述酸性还原剂中的强酸选自盐酸、硫酸、硝酸中的至少一种，酸的浓度为10-200g/L；所述还原剂选自草酸，双氧水以及二价铁的硫酸盐和卤盐中的至少一种，还原剂的浓度为1-50g/L。
3.根据权利要求2所述的一种多孔阳极阳极泥的去除方法，其特征在于：所述还原溶解表面阳极泥的过程采用将附有阳极泥的多孔阳极浸泡在酸性还原剂中或将酸性还原剂喷射至附有阳极泥的多孔阳极上；所述浸泡时间为20min-12h；所述喷射时间为5min-3h，喷射压力为0.5MPa-10MPa。
4.根据权利要求3所述的一种多孔阳极阳极泥的去除方法，其特征在于：所述清洗采用浸泡或冲洗的方式，所述清洗时间为5min-4h。
5.根据权利要求4所述的一种多孔阳极阳极泥的去除方法，其特征在于：所述多孔阳极采用浸泡还原溶解表面阳极泥或浸泡清洗过程中，采用机械搅拌、液流搅拌、空气搅拌、超声搅拌中的至少一种，辅助加强阳极泥与多孔阳极表面的分离。
6.根据权利要求5所述的一种多孔阳极阳极泥的去除方法，其特征在于：所述还原溶解或清洗在25-70℃温度下进行。
7.根据权利要求2所述的一种多孔阳极阳极泥的去除方法，其特征在于：所述含二价铁的硫酸盐的酸性还原液取自锌电积或锰电积电解废液中加入硫酸亚铁后所得溶液、或浸出工序含有硫酸亚铁的溶液、或净化工序中含有硫酸亚铁的溶液，还原后废液返回净化或浸出工序，实现零排放。
8.根据权利要求6所述的一种多孔阳极阳极泥的去除方法，其特征在于：所述还原后液和清洗液返回浸出或净化工序，实现溶液的循环利用和零排放。
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