湿法冶金电积阳极材料制备关键技术与应用

科技成果来源：福建科技成果库;
地区：福建
成果名称：湿法冶金电积阳极材料制备关键技术与应用
成果完成单位：厦门理工学院;江西理工大学;昆明理工恒达科技股份有限公司;
成果完成人：朱茂兰;钟晓聪;郭忠诚;王瑞祥;李月婵;黄惠;姜春海;曹才放;陈莹;蓝通斌;
成果类型：应用技术
技术领域：工程和技术研究与试验发展
成果简介： 所属学科领域：该项目属冶金领域，涉及湿法冶金用铅阳极的开发与应用。 背景：电积是提取有色金属最重要的方法之一。铅阳极在湿法电积过程可生成不溶氧化膜层，被广泛应用于锌、铜、镍等的湿法电积工序。然而，传统铅阳极存在以下缺点：(1)机械强度低，易弯曲变形，导致短路；(2)耐蚀性能不佳，膜层开裂甚至脱落，服役寿命不理想；(3)析氧活性低，能耗高。开发湿法冶金电积用低能耗、长寿命铅阳极具有重要意义。 主要技术内容：与特点项目取得了一系列原创性成果如下：(1)创新提出Pb阳极稀土改性技术，开发了锌、铜电积用Pb-RE-Ag、Pb-RE-Sn阳极新体系，改善阳极的机械性能和电化学性能，降低了制造成本；(2)首创了阳极板“热处理-压延-电场时效”制备技术，实现Pb-Ag-RE微合金化，降低了阳极腐蚀速率；革新阳极材料与导电横梁连接技术，引进搅拌摩擦焊接技术，RE烧损率低，实现了极板与导电横梁高强度、低电阻结合；(3)发明Pb合金表面3D化技术，开发REOx-PbO₂耐腐膜层，建立阳极材料镀膜新体系，降低了镀膜周期，协同提升氧化膜层与基体结合稳定性及其内部稳定性；(4)开发了硫酸体系氟离子高效吸附脱除技术，实现电解液氟的低成本开路，延长阳极寿命。 知识产权情况：发表论文6篇(SCI/EI检索4篇)，申请专利8项，其中授权发明专利5项，出版学术专著1部。 性能指标(1)开发锌电积用Pb-RE-Ag阳极，较Pb-Ag(0.6％)阳极，银用量减少50％，成本降低24％，电阻降低13％，阳极电位降低11％；开发铜电积用Pb-RE-Sn阳极，较Pb-1.23％Sn-0.07％Ca阳极，成本降低16％，拉伸强度提高18％，布氏硬度提高10％，电阻降低8％，阳极电位降低70 mV；(2)摩擦焊接技术降低了焊接劳动强度，焊缝表面光滑平整，抗拉强度达24.5 MPa，硬度达8.52 HBW；(3)开发了3D-Pb/REOx-PbO₂阳极，较Pb-Ag(0.6％)阳极，寿命延长15％，阳极泥减少66％；(4)Al-La基吸附剂氟吸附容量达150mg/g，氟离子浓度可降至20mg/L以下。 应用推广及效益情况：(1)成果于2018.1～2020.6在昆明理工恒达科技股份有限公司完成成果转化，完成Pb-Ag-RE型极板和Pb-Sn-RE型极板的生产和销售，累计新增产值15480万元，新增利税5640.85万元。(2)成果于2019.6～2020.11.在新疆紫金有色金属有限公司应用，通过搅拌摩擦焊技术，降低劳动强度；利用阳极板及表面处理技术，提升了阳极寿命，降低电耗，节省了极板购置费、财务费，累计节支2554.66万元。(3)成果于2018.7～2020.6在紫金铜业有限公司电解厂净液工序应用，节省了极板购置费、购置产生的财务费以及电耗等，累计节支1244.35万元。
成果登记/完成年份：2021年
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