CN104805472B - 一种免焊接易拆解电积锌用复合阳极结构及其制作工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种能够避免了传统采用焊接方式而造成导电棒与钛阳极片不易拆装，拆装时造成导电棒和阳极片损伤或者造成导电棒与阳极板接触面积少，导致电解液温度过高产生大量酸雾，恶化车间工作环境，并造成巨大电耗损失的问题的免焊接易拆解电积锌用复合阳极结构及其制作工艺，包括导电棒、阳极板和铅或铅合金套体，铅或铅合金套体与阳极板的上端固定连接，阳极板的上端端部一体成型有处于铅或铅合金套体内的连接接头，连接接头呈其四侧面为梯形的，并为由上而下渐缩的梯形台结构，导电棒呈其四侧面为梯形的，并为由上而下渐扩的梯形台结构，导电棒处于铅或铅合金套体内，并叠设在连接接头的顶面上，且导电棒的两端端部伸出铅或铅合金套体外。

Description

一种免焊接易拆解电积锌用复合阳极结构及其制作工艺

技术领域

本发明涉及一种阳极结构，特别是涉及一种电积锌用阳极结构。

背景技术

在湿法炼锌过程中，电锌阳极板是一种重要的生产耗材，电积锌 60％以上的电能电耗在电积的阳板过程。为降低电能消耗提高产品质量，不断探索新的阳极材质是电积锌重要的研究课题。

近年来，随着国内外专业人士积极探索得到以金属钛作为阳极材质是电积电渡阳极材质行业的革命。钛阳极是以钛板为基材，在钛阳极表面涂覆一层活性氧化层组成，湿法冶金用阳极结构包括两部分，一部分是导电棒，通常用铜或铜合金制成；另一部分是钛阳极片，而钛和铅属于不同种金属，无法通过直接焊接的方式焊接在一起。由此为解决这一问题，传统采用将导电棒做成钛铜复合棒，即在铜棒表面紧密包裹一层钛，因钛与钛之间能焊接，因此可将钛阳极片直接焊接在钛铜复合棒上。然而，钛铜复合棒的价格是纯铜棒的数倍，会导致电极成本太高，不利于推广应用；同时，焊接后钛铜复合棒和钛板存在难分开的缺陷，且分开时只能用切割的方式，在切割过程中会破坏钛铜复合棒或钛阳极板，导致钛阳极板不能二次利用。鉴于该焊接方法所存在的问题，行业人员采用另一连接方法，即将导电棒与钛阳极片通过螺栓进行可拆卸锁固连接，此螺栓连接方法虽具有易拆装，并且不会伤害导电棒和钛阳极板，克服采用焊接方式所存在不易拆分，且拆分时易造成导电棒和阳极板破损的问题；但是这种螺栓连接方法会使导电棒与钛阳极板的接触面积减小，接触电阻大的问题，从而导致发热严重，进而导致电解液温度过高，产生大量的酸雾，恶化车间工作环境的问题；同时阳极结构的发热会造成巨大的电耗损失，增加企业生产成本。

有鉴于此，本发明人对上述缺陷进行深入研究，遂由本案产生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种免焊接易拆解电积锌用复合阳极结构，以解决现有技术所存在因导电棒与钛阳极片不易拆装，拆装时造成导电棒和钛阳极片损伤，或者因导电棒与钛阳极片接触面积小，接触电阻大而导致电解液温度过高产生大量酸雾，恶化车间工作环境，并造成巨大电耗损失的问题。

本发明的另一目的在于提供一种可解决现有技术所存在因导电棒与钛阳极片不易拆装，拆装时造成导电棒和钛阳极片损伤，或者因导电棒与钛阳极片接触面积小，接触电阻大而导致电解液温度过高产生大量酸雾，恶化车间工作环境，并造成巨大电耗损失的问题的免焊接易拆解电积锌用复合阳极结构的制作工艺。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种免焊接易拆解电积锌用复合阳极结构，包括导电棒和阳极板，该导电棒为铜或铜合金导电棒，该阳极板为钛阳极板，该阳极板呈竖立设置，该导电棒横卧在阳极板的上方；还包括有铅或铅合金套体，上述铅或铅合金套体与阳极板的上端固定连接，上述阳极板的上端端部一体成型有连接接头，上述连接接头处于上述铅或铅合金套体内，上述连接接头呈其四侧面为梯形的梯形台结构，且上述连接接头的梯形台结构呈由上而下渐缩设置，上述导电棒呈其四侧面为梯形的梯形台结构，且上述导电棒的梯形台结构呈由上而下渐扩设置，上述导电棒处于上述铅或铅合金套体内，并叠设在连接接头的顶面上，且上述导电棒的两端端部伸出上述铅或铅合金套体外，上述导电棒与上述铅或铅合金套体固定连接。

以阳极板的厚度方向为前后方向，阳极板的宽度方向为左右方向，上述导电棒的长度方向与上述阳极板的左右方向相同，上述导电棒的两延伸部分别处于上述阳极板的左右两侧外，上述连接接头呈沿阳极板的左右方向延伸的条形结构，上述连接接头的左右两端端面与上述阳极板的左右两侧面相齐平，上述连接接头下底面的前后两侧边处于上述阳极板的前后两侧外。

一种免焊接易拆解电积锌用复合阳极结构的制作工艺，通过如下步骤实现：

步骤1)、制备权利要求1的阳极板和导电棒；

步骤2)、将步骤1)的导电棒平放在阳极板的连接接头上，形成半成品；

步骤3)、先将步骤2)的半成品倒立设置，并放置于浇筑模具的方形成型腔室内，且导电棒与该方形成型腔室的腔底之间和半成品的四侧壁与方形成型腔室的四侧壁之间均具有浇筑间隔，阳极板与导电棒非接触的一端伸出方形成型腔室外，然后将加热的铅或铅合金成型液浇入方形成型腔室内冷却成型；

步骤4)、脱膜，即可得到所述的复合阳极结构。

采用上述技术方案后，本发明的一种免焊接易拆解电积锌用复合阳极结构，因连接接头为由上而下渐缩的梯形台结构，导电棒为由上而下渐扩的梯形台结构，使连接接头与导电棒相叠合的四侧各形成有尖锐结构，拆分时，向铅或铅合金套体位于四尖锐结构的部位处进行施加向内压力，此时四尖锐部可相当于刀刃，而铅或铅合金套体硬度低，柔软，易被四尖锐部切割，使铅或铅合金套体被切成分离的两块，一块与导电棒连接，另一块与阳极板连接，这样即可实现导电棒与阳极板的分离，分离后因钛和铜均与铅或铅合金之间界面结合力不高，可轻松地将残留在导电棒和连接接头上的铅或铅合金剥离下来，使导电棒和阳极板能够再次使用，同时，剥离下来的铅或铅合金也可再次使用。与现有技术相比，本发明的免焊接易拆解电积锌用复合阳极结构，其导电棒与阳极板采用铅或铅合金浇铸的方式进行连接，无需采用焊接方式，并不会减少导电棒与阳极板的接触面积，避免了传统采用焊接方式而造成导电棒与钛阳极片不易拆装，且拆装时造成导电棒和阳极片损伤或者采用螺栓连接方式造成导电棒与阳极板接触面积少，接触电阻大，从而导致电解液温度过高产生大量酸雾，恶化车间工作环境，并造成巨大电耗损失的问题；同时，拆分时利用铅或铅合金套体硬度低的特性和导电棒和连接接头的梯形台结构可使导电棒和连接接头能够快速拆分，拆装较为简易，且铅或铅合金套体与连接接头相接触的接触界面接触紧密，铅或铅合金套体与连接接头的接触面积大，因此有效减少了接触电阻，使阳极结构的导电性不受影响。

附图说明

图1为本发明的正向结构示意图；

图2为本发明的纵向剖示图；

图3为本发明中导电棒的结构示意图；

图4为本发明施压后的局部结构示意图；

图5为本发明的浇注步骤示意图。

具体实施方式

本发明的一种免焊接易拆解电积锌用复合阳极结构，如图1-4所示，包括导电棒1、阳极板2和铅或铅合金套体3，该导电棒1为铜或铜合金导电棒，该阳极板2为钛阳极板，该阳极板2呈竖立设置，该阳极板2的宽度方向为阳极板的左右方向，厚度方向为阳极板的前后方向，该阳极板2的高度为90cm～120cm,宽度为50cm～90cm，厚度为0.2cm～0.6cm，此铅或铅合金套体3处于阳极板2上方，铅或铅合金套体3呈沿阳极板2的宽度方向延伸的条状方形结构，阳极板 2的上端伸入铅或铅合金套体3内，并与铅或铅合金套体3固定连接，该阳极板2的上端端部一体成型有沿阳极板2的左右方向延伸的，并处于铅或铅合金套体3内的条形连接接头21，该连接接头21呈其四侧面为梯形的梯形台结构，且连接接头21的梯形台结构呈由上而下渐缩设置，即连接接头21的纵截面为由上而下渐缩的梯形，且该连接接头21的前后两侧边处于阳极板2的前后两侧外，优选的是阳极板2的顶面与连接接头21下底面的中间部位相重合，连接接头21的左右两侧侧面与阳极板2的左右两侧侧面相齐平，该导电棒1横卧于铅或铅合金套体3内，并呈沿阳极板2的左右方向延伸的条状结构，此导电棒1相应呈其四侧面为梯形的梯形台结构，此导电棒1的梯形台结构呈由上而下渐扩设置，即导电棒1的纵截面为由是而下渐扩的梯形，优选的是导电棒的长度为120cm～150cm，宽度为2cm～3cm，导电棒的厚度为1cm～2cm，该导电棒1叠放于连接接头21的顶面上，且导电棒1下底面的前、后侧沿与连接接头顶面的前后侧沿相齐平，该导电棒1的左右两端端部相应伸出铅或铅合金套体3左右两侧外，且导电棒1与铅或铅合金套体3的固定连接，该导电棒1和阳极板2是通过浇铸成型铅或铅合金套体3的方式将导电棒1、阳板板2与铅或铅合金套体3固定连接在一起。

本发明的一种免焊接易拆解电积锌用复合阳极结构的制作工艺，通过如下步骤实现：

步骤1)、制备上述结构的导电棒1、阳极板2和连接接头21；

步骤2)、将步骤1)的导电棒1平放在阳极板2的连接接头21 上，形成半成品；

步骤3)、如图5所示，先将步骤2)的半成品倒立设置，并放置于浇筑模具4的方形成型腔室41内，且导电棒1与该方形成型腔室 41的腔底之间和半成品的四侧壁与方形成型腔室的四侧壁之间均具有浇筑间隔，阳极板2与导电棒1非接触的一端伸出方形成型腔室外，然后将加热的铅或铅合金成型液浇入方形成型腔室41内冷却成型，即浇注至方形成型腔室41内的铅或铅合金成型液可成型出铅或铅合金套体3；

步骤4)、脱膜，即可得到所述的复合阳极结构，脱膜时将方形成型腔室41的侧壁向外变形即可将复合阳极结构取出。

本发明的一种免焊接易拆解电积锌用复合阳极结构，因连接接头21 为由上而下渐缩的梯形台结构，导电棒1为由上而下渐扩的梯形台结构，使连接接头21 与导电棒1相叠合的叠合处的前、后、左、右四侧可均形成尖锐结构，拆分时，先向铅或铅合金套体3的前、后两侧面位于尖锐结构的部位处进行施加相向压力，此时处于前、后两侧的尖锐结构可相当于刀刃，而铅或铅合金套体3硬度低，柔软，则铅或铅合金套体3被施加相向压力时两尖锐结构可将其切断，使铅或铅合金套体的前、后两侧均具有一切割断口，再向铅或铅合金套体3的左、右两侧面位于尖锐结构的部位处进行施加相向压力，此时处于左、右两侧的尖锐结构相应相当于刀刃，对铅或铅合金套体3的左、右两侧均具有一切割断口，这样利用铅或铅合金套体3前、后、左、右四侧面的四切割断口使铅或铅合金套体3被切成分离的两块，一块与导电棒1连接，另一块与阳极板2连接，这样即可实现导电棒1与阳极板 2的分离，分离后的导电棒1与阳极板2上的铅或铅合金可通过剥离或加热熔化脱去的方式将铅或铅合金除去。

本发明的免焊接易拆解电积锌用复合阳极结构和制作工艺，具有如下效果：

一、导电棒1与阳极板2采用铅或铅合金浇铸的方式进行连接，无需采用焊接方式，避免了传统采用焊接方式而造成导电棒与钛阳极片不易拆装，且拆装时造成导电棒和阳极片损伤的问题，同时并不会减少导电棒1与阳极板2的接触面积，避免了传统采用螺栓连接方式造成导电棒与阳极板接触面积少，接触电阻大，从而导致电解液温度过高产生大量酸雾，恶化车间工作环境，并造成巨大电耗损失的问题；

二、拆分时利用铅或铅合金套体3硬度低的特性和导电棒1和连接接头21的梯形台结构可使导电棒1和连接接头21能够快速拆分，拆装较为简易；

三、采用浇筑的形式在连接接头21和导电棒1上形成所述的铅或铅合金套体，使铅或铅合金套体与连接接头21和导电棒1的连接是无缝隙连接，能够防止电解液和空气渗透至铅或铅合金套体与连接接头21之间，进而使连接接头21的表面不会形成不导电的二氧化钛钝化层，保证了复合阳极结构的导电性能；

四、铅或铅合金套体与连接接头21相接触的接触界面接触紧密，且铅或铅合金套体3与连接接头21的接触面积大，因此能够有效减少了接触电阻，从而使阳极结构的导电性不受影响；同时因铅或铅合金与铜和钛的结合力不高，从而使分离后的残留在导电棒1与阳极板2上的铅或铅合金能够轻松快速的去除，去除操作简易，且去除下来的铅或铅合金也能够再次利用，使复合阳极结构整体制作成本较低。

本发明的复合阳极结构也可适用于其它金属的电积。

上述实施例和附图并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims (3)

1.一种免焊接易拆解电积锌用复合阳极结构，包括导电棒和阳极板，该导电棒为铜或铜合金导电棒，该阳极板为钛阳极板，该阳极板呈竖立设置，该导电棒横卧在阳极板的上方；其特征在于：还包括有铅或铅合金套体，上述铅或铅合金套体与阳极板的上端固定连接，上述阳极板的上端端部一体成型有连接接头，上述连接接头处于上述铅或铅合金套体内，上述连接接头呈其四侧面为梯形的梯形台结构，且上述连接接头的梯形台结构呈由上而下渐缩设置，上述导电棒呈其四侧面为梯形的梯形台结构，且上述导电棒的梯形台结构呈由上而下渐扩设置，上述导电棒处于上述铅或铅合金套体内，并叠设在连接接头的顶面上，且上述导电棒的两端端部伸出上述铅或铅合金套体外，上述导电棒与上述铅或铅合金套体固定连接；以阳极板的厚度方向为前后方向，阳极板的宽度方向为左右方向，上述铅或铅合金套体呈沿阳极板的宽度方向延伸的条状方形结构。

2.如权利要求1所述的一种免焊接易拆解电积锌用复合阳极结构，其特征在于：上述导电棒的长度方向与上述阳极板的左右方向相同，上述导电棒的两延伸部分别处于上述阳极板的左右两侧外，上述连接接头呈沿阳极板的左右方向延伸的条形结构，上述连接接头的左右两端端面与上述阳极板的左右两侧面相齐平，上述连接接头下底面的前后两侧边处于上述阳极板的前后两侧外。

3.一种免焊接易拆解电积锌用复合阳极结构的制作工艺，其特征在于，通过如下步骤实现：

步骤1)、制备权利要求1的阳极板和导电棒；

步骤2)、将步骤1)的导电棒平放在阳极板的连接接头上，形成半成品；

步骤3)、先将步骤2)的半成品倒立设置，并放置于浇筑模具的方形成型腔室内，且导电棒与该方形成型腔室的腔底之间和半成品的四侧壁与方形成型腔室的四侧壁之间均具有浇筑间隔，阳极板与导电棒非接触的一端伸出方形成型腔室外，然后将加热的铅或铅合金成型液浇入方形成型腔室内冷却成型；

步骤4)、脱膜，即可得到所述的复合阳极结构。