CN205170984U - 用于电解二氧化锰的钛阳极 - Google Patents
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Abstract
用于电解二氧化锰的钛阳极，包括：钛吊钩、钛包铜复合导电横梁、钛连接杆、钛连接条及钛波纹板；所述钛包铜复合导电横梁与钛连接条通过钛连接杆焊接为一体；所述钛连接条与钛波纹板焊接为一体；所述钛吊钩与钛包铜复合导电横梁焊接为一体并用销钉固定；所述钛包铜复合导电横梁外部为钛包皮，内部为铜棒，两端用钛板焊接封闭；钛包铜复合导电横梁与电解导电铜排连接部位处开露铜导电座。所述钛吊钩为两片，由TA2板冲压成型；所述铜导电座为两个，呈半圆弧状。本实用新型提供的用于电解二氧化锰的钛阳极，具有重量轻、装拆简便、使用寿命长的特点，可实现成组吊装、机械剥离产品，改善了生产条件，大幅度提高了劳动生产率，经济效益明显。
Description
技术领域
本实用新型涉及湿法冶炼技术领域，尤其涉及一种用于电解二氧化锰的钛阳极。
背景技术
电解二氧化锰是一种电化工业产品，主要用于干电池生产中做高效去极化剂；干电池的使用寿命（放电容量）首先取决于所用二氧化锰的品质。
电解二氧化锰生产方法大体上是：首先用硫酸浸取碳酸锰矿石制得硫酸锰溶液，再将其配制含硫酸的电解液进行电解反应，此时阳极上析出固体二氧化锰，阴极上析出氢气，总的反应式为MnSO4＋2H2O→MnO2＋H2SO4＋H2↑，连续电解一周期（约15天）后，将固体块状二氧化锰吸附物从阳极上剥离下来，经过粉磨、漂洗、烘干即得电解二氧化锰成品，在这一生产过程中，阳极材料及其特性具有十分重要的作用。电解二氧化锰生产对阳极的主要要求有：（1）导电性能良好，电极反应能顺利进行；（2）耐腐蚀，具有良好的化学稳定性；（3）机械性能优良，易成型；（4）电解二氧化锰沉积时附着牢固，而剥离时又易于脱落；（5）成本低，产量高。
多年来，国内电解二氧化锰行业普遍采用铅合金或石墨作为阳极材料，铅合金易腐蚀易变形，不可避免地使二氧化锰成品中铅含量增高，影响电池的放电和贮存性能；而石墨阳极不仅易产生电化学腐蚀，机械强度差，剥离二氧化锰产品时易断裂，损耗高，操作烦锁，污染严重，劳动强度大，平均使用寿命不足两个月，且工业污染严重。目前，钛阳极是一种较为理想的阳极材料，其导电性能远远高于石墨阳极和铅阳极；并且，钛是一种具有优异的机械性能和耐化学腐蚀的金属，重量轻、强度高、使用寿命长、自身无污染，操作中对人体及空气无损害利于环保，由于钛所具有的优异的机械性能和耐腐蚀性能，钛阳极可以称为半永久性阳极。
钛阳极具有许多其它材料不可替代的优点，是目前生产二氧化锰的首选材料。尽管使用中还存在着操作不当会产生表面氧化和变形问题而影响二氧化锰正常生产的问题，但这些问题是可通过预防或采用适当的手段加以解决的。因此，钛阳极随着使用厂家的逐步使用和不断认识，将会有着较好的使用价值。
发明内容
针对上述问题，本实用新型提供一种用于电解二氧化锰的钛阳极，有效提高二氧化锰的产品质量，降低生产成本。
为实现本实用新型的上述目的，本实用新型提供一种用于电解二氧化锰的钛阳极，包括：钛吊钩、钛包铜复合导电横梁、钛连接杆、钛连接条、钛波纹板；所述钛包铜复合导电横梁与钛连接条通过钛连接杆焊接为一体；所述钛连接条与钛波纹板焊接为一体；所述钛吊钩与钛包铜复合导电横梁焊接为一体并用销钉固定；所述钛包铜复合导电横梁外部为钛包皮，内部为铜棒，两端用钛板焊接封闭；钛包铜复合导电横梁与电解导电铜排连接部位处开露铜导电座。
所述钛吊钩为两片，由TA2板冲压成型；所述钛吊钩上部两片间采用电阻焊点焊固定，下部与钛包铜复合导电横梁采用氩气保护焊焊接为一体。
所述钛包铜复合导电横梁采用TA2和无氧铜TU1挤压成复合棒。
所述铜导电座为两个，呈半圆弧状。
所述钛连接杆、钛包铜复合导电横梁及钛连接条采用氩气保护焊焊接为一体。
所述钛连接杆裸露在电解液上面；所述钛连接杆为TA2钛连接杆。
所述钛连接条为两个，所述钛连接条为TA2钛连接条，采用氩气保护焊将两个钛连接条焊接在钛波纹板的相对两侧。
所述钛波纹板采用TA2板材冲压成梯型波纹形状；所述钛波纹板可根据电解槽的实际尺寸采用单片或多片与钛连接条焊接组合而成。
所述钛波纹板采用表面粗糙化处理，所述表面粗糙化处理为喷砂处理。
与现有技术相比本实用新型的有益效果。
本实用新型提供的用于电解二氧化锰的钛阳极，具有重量轻、装拆简便、使用寿命长的特点，可实现成组吊装、机械剥离产品，改善了生产条件，大幅度提高了劳动生产率，经济效益明显。使用该钛阳极生产的电解二氧化锰，其纯度比传统的石墨阳极或铅阳极生产的品位高、化学性能优异，且不会混入石墨粉或铅，适用于重负荷放电的高氯化锌型及碱性锌锰高性能电池。
附图说明
图1为本实用新型用于电解二氧化锰的钛阳极的结构示意图。
图2为铜导电座的A部放大图。
图3为钛吊钩与钛包铜复合导电横梁连接处的B-B剖视图。
图4为钛波纹板的C-C结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步详细说明本实用新型。
请参阅图1-3，本实施例提供一种用于电解二氧化锰的钛阳极，包括：钛吊钩1、钛包铜复合导电横梁2、钛连接杆3、钛连接条4、钛波纹板5；所述钛连接杆3、钛包铜复合导电横梁2及钛连接条4采用氩气保护焊焊接为一体，焊接过程中需采用氩气保护以防止焊口氧化；所述钛连接条4为两个，采用氩气保护焊将两个钛连接条4焊接在钛波纹板5的相对两侧，用于连接和固定钛波纹板5；所述钛吊钩1为两片，上部两片间采用电阻焊点焊固定，下部与钛包铜复合导电横梁2采用氩气保护焊焊接为一体并用销钉7固定；所述钛包铜复合导电横梁2外部为钛包皮8，内部为铜棒9，两端用钛板焊接封闭，钛包铜复合导电横梁2与电解导电铜排连接部位处开露两个呈半圆弧状的铜导电座6。
所述钛吊钩1由TA2板冲压成型；钛吊钩1在生产二氧化锰中起到吊装钛阳极的作用，选用TA2材料可防止电解过程中酸性气体的腐蚀。
所述钛包铜复合导电横梁2采用TA2和无氧铜TU1挤压成复合棒，可防止电解过程中酸性气体的腐蚀，钛包铜复合导电横梁2内部的无氧铜棒9导电性能优良，钛包铜复合导电横梁2在生产二氧化锰中起到承重作用和导电作用。
所述铜导电座6保证阳极与电解导电排有效接触，满足电解电流顺利通过阳极进行二氧化锰生产。
所述钛连接杆3裸露在电解液上面，起到与电解钛波纹板5部分连接及承重作用；所述钛连接杆3为TA2钛连接杆，可防止电解液的浸蚀和酸性气体的腐蚀。
请参阅图4，所述钛波纹板5采用TA2板材冲压成梯型波纹形状，用于电解二氧化锰生产中吸附二氧化锰产品，钛波纹板5采用梯型波纹形状可在有限的电解槽空间内和电解生产周期内增大吸附二氧化锰的面积，提高产品产量，同时可增强波纹板的强度，提高波纹板的抗变形能力。
所述钛波纹板5可根据电解槽的实际尺寸采用单片或多片与钛连接条4焊接组合而成。
所述钛波纹板5采用表面粗糙化处理，即喷砂处理，经喷砂处理后钛波纹板5表面形成均匀的凹点，一方面使钛阳极实际使用面积显著增加，从而大大降低了实际电流密度，控制了在高电流密度时易产生氧化膜的倾向；另一方面，粗糙的阳极表面使沉积物的应力分散，产品附着牢固，这层致密的二氧化锰附着物复盖在钛波纹板5表面，也阻碍着氧化膜的形式，并可防止产品产生龟裂、脱落。这样在大大提高了钛阳极的有效使用面积的同时，也大大提高了钛阳极强度，使电解二氧化锰沉积时附着牢固，有效提高钛阳极使用寿命和产品产量。
为进一步验证本实用新型的有益效果，提供以下试验案例。
案例1：配制酸度为45g/L硫酸锰溶液，工作电流密度为70A/m2，电解槽温度80℃的电解条件下，采用本实施例的钛阳极进行电解二氧化锰生产作业，经一周期（15天）操作仪器、仪表显示电解过程稳定。一周期电解完成后取出本实施例钛阳极，观察钛波纹板5表面吸附的二氧化锰产品附着牢固、仔密、均匀，进行机械挤压敲打剥离产品后阳极板面无明显变形，产品剥离后原吸附二氧化锰的波纹板面光洁无明显残留物，钛波纹板5厚度无明显变化。在同等生产条件下产品产量比平板形钛阳极提高62%，经分析产品质量优良，钛阳极无须修整直接返回电解槽进行第二周期电解二氧化锰生产作业。
案例2：配制酸度为65g/L硫酸锰溶液，工作电流密度为85A/m2，电解槽温度90℃的电解条件下，采用本实施例的钛阳极进行电解二氧化锰生产作业。经一周期（15天）操作仪器、仪表显示电解过程稳定。一周期电解完成后取出钛阳极，观察钛波纹板5表面吸附的二氧化锰产品附着牢固、仔密、均匀，进行机械挤压敲打剥离产品后阳极板面无明显变形，产品剥离后原吸附二氧化锰的波纹板面光洁无明显残留物，钛波纹板5厚度无明显变化。与上述案例1生产条件下产品相比，产量提高5%，经分析产品质量优良，钛阳极无须修整可直接进行下期生产作业。
案例3：配制酸度为70g/L硫酸锰溶液，工作电流密度为90A/m2，电解槽温度80℃的电解条件下，采用本实施例的钛阳极进行电解二氧化锰生产作业。经一周期（15天）操作仪器、仪表显示电解过程稳定。一周期电解完成后，取出观察钛波纹板5表面吸附的二氧化锰产品附着牢固、仔密、均匀，进行机械挤压敲打剥离产品后阳极板面无明显变形，产品剥离后原吸附二氧化锰的波纹板面光洁无明显残留物，钛波纹板5厚度无明显变化，经多周期按本工艺条件生产，工作状态及产品产量稳定。
工艺条件是影响钛阳极使用寿命的主要原因，如电解电流的大小、酸度、槽液的浓度、温度等。单单为提高生产率而增大电流密度，超出了使用范围是不可取的，一般电流密度控制在65～85A/m2为宜。酸度越高越易引起氧化，硫酸锰溶液一般控制在45～70g/L之间为宜。电解液的温度越低，电流密度和酸浓度越高，钛阳极就越易产生氧化，一般控制在80～90℃为宜。
Claims (8)
1.用于电解二氧化锰的钛阳极，其特征在于，包括：钛吊钩（1）、钛包铜复合导电横梁（2）、钛连接杆（3）、钛连接条（4）及钛波纹板（5）；所述钛包铜复合导电横梁（2）与钛连接条（4）通过钛连接杆（3）焊接为一体；所述钛连接条（4）与钛波纹板（5）焊接为一体；所述钛吊钩（1）与钛包铜复合导电横梁（2）焊接为一体并用销钉（7）固定；所述钛包铜复合导电横梁（2）外部为钛包皮（8），内部为铜棒（9），两端用钛板焊接封闭；钛包铜复合导电横梁（2）与电解导电铜排连接部位处开露铜导电座（6）。
2.如权利要求1所述的用于电解二氧化锰的钛阳极，其特征在于，所述钛吊钩（1）为两片，由TA2板冲压成型；钛吊钩（1）上部两片间采用电阻焊点焊固定，下部与钛包铜复合导电横梁（2）采用氩气保护焊焊接为一体。
3.如权利要求1所述的用于电解二氧化锰的钛阳极，其特征在于，所述铜导电座（6）为两个，呈半圆弧状。
4.如权利要求1所述的用于电解二氧化锰的钛阳极，其特征在于，所述钛包铜复合导电横梁（2）采用TA2和无氧铜TU1挤压成复合棒。
5.如权利要求1所述的用于电解二氧化锰的钛阳极，其特征在于，所述钛连接杆（3）、钛包铜复合导电横梁（2）及钛连接条（4）采用氩气保护焊焊接为一体。
6.如权利要求1所述的用于电解二氧化锰的钛阳极，其特征在于，所述钛连接杆（3）为TA2钛连接杆。
7.如权利要求1所述的用于电解二氧化锰的钛阳极，其特征在于，所述钛连接条（4）为两个，采用氩气保护焊将两个钛连接条（4）焊接在钛波纹板（5）的相对两侧。
8.如权利要求1所述的用于电解二氧化锰的钛阳极，其特征在于，所述钛波纹板（5）采用TA2板材冲压成梯型波纹形状。
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