一种一体化离子膜复合阳极板和制造方法与流程

1.本发明涉及阳极板制造技术领域，具体为一种一体化离子膜复合阳极板和制造方法。


背景技术：

2.在蚀刻液电解提铜过程中，蚀刻母液经管道进入电解槽中进行电解工作，电解过程中，通过电解电源调整输入电流的大小来控制电铜品质及效率，电解电源的电流通过流入与铜排导通串连好的各组电极板进行电沉积作业。
3.但是，现有阳极板在使用时，需要完全浸没在阳极液中，持续电解产生大量氯气，造成废气污染；所以我们提出了一种一体化离子膜复合阳极板和制造方法，以便于解决上述中提出的问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种一体化离子膜复合阳极板和制造方法，以解决上述背景技术中提出的现有阳极板在使用时，需要完全浸没在阳极液中，持续电解产生大量氯气，造成废气污染的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种一体化离子膜复合阳极板，包括阳极板主体，所述阳极板主体的两侧均设置有离子膜，两侧所述离子膜的外壁上均设置有塑料边框，所述阳极板主体的上方设置有铜排定位座，且铜排定位座与阳极板主体一体成型设置，所述铜排定位座上方的后端面上设置有第一铜排，所述铜排定位座上方的前端面上设置有第二铜排，所述阳极板主体两侧的外壁上均设置有阳极液流道，且阳极液流道与阳极板主体一体成型设置。
6.优选的，所述阳极液流道的一端设置有阳极板进液口，所述阳极液流道另一端设置有阳极板出液口，所述阳极板进液口和阳极板出液口分别与外置循环泵的进液端和出液端连接。
7.优选的，所述塑料边框、离子膜和阳极板主体的四周均设置有第一安装通孔，且第一安装通孔设置有十个，所述塑料边框、离子膜和阳极板主体之间通过第一螺栓连接，且第一螺栓延伸至第一安装通孔的内部，所述第一螺栓的一端与第一安装通孔的连接处安装有第一螺母，且第一螺母与第一螺栓螺纹连接。
8.优选的，所述铜排定位座、第一铜排和第二铜排的内部均设置有第二安装通孔，且第二安装通孔设置有七个，所述铜排定位座、第一铜排和第二铜排之间通过第二螺栓连接，且第二螺栓延伸至第二安装通孔的内部，所述第二螺栓的一端与第二安装通孔的连接处安装有第二螺母，且第二螺母与第二螺栓螺纹连接。
9.优选的，所述塑料边框与阳极板主体边缘的连接处安装有epdm绝缘密封条。
10.优选的，所述epdm绝缘密封条的内部设置有伸缩腔，且伸缩腔设置有四个。
11.优选的，所述一种一体化离子膜复合阳极板的制造方法，包括以下步骤：
步骤一：以石墨阳极板为例，首先将高纯石墨从装入料斗内部，依靠振动给料装置使石墨均匀落在输送带上；步骤二：由输送带将石墨送至压力辊，经过一次辊压后形成一定厚度的料层；步骤三：通过输送带继续将料层送往加热装置，由加热装置对其进行高温处理，以去除料层中残存气体，并且使未膨胀的石墨进行膨胀；步骤四：将初步成型的料板二次送至压力辊，按预设尺寸再次辊压，以得到厚度均匀致密的平整板料；步骤五：由切刀设备切割掉多余边料，依靠数控机床车削工艺在板料的前端面和后端面加工出流道，并利用冲孔设备在其四周加工出安装通孔，以完成阳极板的制作；步骤六：在制作完成的阳极板两面附着上离子膜，利用预制塑料边框以及螺栓将离子膜与阳极板固定，并将密封条卡合于塑料边框与阳极板边缘的连接处；步骤七：在阳极板上方的前端和后端安装上铜排，并依靠螺栓固定，即可完成一体化离子膜复合阳极板的整体制作。
12.优选的，所述步骤一至步骤五中，阳极板材料可更换为钛、不锈钢以及经镀铂、钯、钌、金金属或金属氧化物表面处理的钛，经过压铸成型、压延成型和数控机床车削加工等成型工艺制造而成。
13.与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本发明通过在阳极板两侧的外壁上设置阳极液流道，在电解提铜的过程中，无需将阳极板整个浸泡在阳极液中，通过将阳极板的阳极板进液口和阳极板出液口分别与外置循环泵进出液端连接，由循环泵将阳极液输送至阳极板内的流道中，使阳极液在一体化离子膜复合阳极板一次通过，保证无液体流动死区，方便控制流动阳极液在通过一体化离子膜复合阳极板时的一价亚铜离子浓度，由一价亚铜离子抑制阳极区氯离子变为氯气，确保反应过程无氯气生成，流道采用蜿蜒式结构均布于阳极板的前端面和后端面，有效减小阳极液流通极距，进一步提升了转化效率，解决了现有阳极板在使用时，需要完全浸没在阳极液中，持续电解产生大量氯气，造成废气污染的问题。
14.2、通过将离子膜设置在阳极板主体的两侧，阳极板主体和离子膜间为零距离接触，保证阳极液浓度均匀有效减少浓差转化，进一步防止产生氯气。
15.3、通过在塑料边框与阳极板主体边缘的连接处安装epdm绝缘密封条，epdm绝缘密封条是一种高新型环保材料，主要为乙烯、丙烯以及非共轭二烯烃的三元共聚物，具有耐臭氧、耐热、耐气候、耐老化性能，且具有优秀的电绝缘特性，适用于阳极板电解环境，起到绝缘的同时防止阳极液在循环过程中从阳极板边缘泄漏，并且在epdm绝缘密封条内部设置有四个伸缩腔，提高了epdm绝缘密封条的形变性能，压合于塑料边框与阳极板主体边缘时，能够做适应性形变，起到更好的密封效果。
16.4、本发明的阳极板材料可以是钛，经镀铂、钯、钌、金金属或金属氧化物等表面处理的钛、不锈钢以及石墨等任意不溶性材料，仅需在阳极板上加工出流道结构，即可实现无氯气酸性电解提铜，不受单一材料限制，生产灵活性高。
附图说明
17.图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的正面结构示意图；图3为本发明的侧面结构示意图；图4为本发明的a处结构放大示意图；图5为本发明的整体结构爆炸图；图6为本发明的阳极板整体结构示意图；图7为本发明的阳极板正面结构示意图；图8为本发明的阳极板侧面结构示意图；图9为本发明的epdm绝缘密封条局部结构示意图；图10为本发明的一体化离子膜复合阳极板制作流程图；图中：1、阳极板主体；101、铜排定位座；102、阳极液流道；103、阳极板进液口；104、阳极板出液口；2、离子膜；3、epdm绝缘密封条；301、伸缩腔；4、塑料边框；5、第一螺栓；6、第一铜排；7、第二铜排；8、第二螺栓；9、第一安装通孔；10、第二安装通孔；11、第一螺母；12、第二螺母。
具体实施方式
18.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
19.请参阅图1
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10，本发明提供的一种实施例：一种一体化离子膜复合阳极板，包括阳极板主体1，阳极板主体1的两侧均设置有离子膜2，两侧离子膜2的外壁上均设置有塑料边框4，塑料边框4起到了绝缘和夹紧离子膜2的作用，阳极板主体1的上方设置有铜排定位座101，且铜排定位座101与阳极板主体1一体成型设置，铜排定位座101用于连接铜排，铜排定位座101上方的后端面上设置有第一铜排6，铜排定位座101上方的前端面上设置有第二铜排7，阳极板主体1两侧的外壁上均设置有阳极液流道102，且阳极液流道102与阳极板主体1一体成型设置，阳极液流道102内可循环通入阳极液，并依靠阳极液流速以及电解时的输出电流，控制通过一体化离子膜复合阳极板时的一价亚铜离子浓度。
20.进一步，阳极液流道102的一端设置有阳极板进液口103，阳极液流道102另一端设置有阳极板出液口104，阳极板进液口103和阳极板出液口104分别与外置循环泵的进液端和出液端连接，在使用阳极板时，无需将阳极板整个浸泡在阳极液中，通过将阳极板的阳极板进液口103和阳极板出液口104分别与外置循环泵进出液端连接，由循环泵将阳极液输送至阳极板内的流道中，使阳极液在一体化离子膜复合阳极板一次通过，保证无液体流动死区，方便控制流动阳极液在通过一体化离子膜复合阳极板时的一价亚铜离子浓度，由一价亚铜离子抑制阳极区氯离子变为氯气，确保反应过程无氯气生成，流道采用蜿蜒式结构均布于阳极板的前端面和后端面，有效减小阳极液流通极距，进一步提升了转化效率。
21.进一步，塑料边框4、离子膜2和阳极板主体1的四周均设置有第一安装通孔9，且第一安装通孔9设置有十个，塑料边框4、离子膜2和阳极板主体1之间通过第一螺栓5连接，且第一螺栓5延伸至第一安装通孔9的内部，第一螺栓5的一端与第一安装通孔9的连接处安装有第一螺母11，且第一螺母11与第一螺栓5螺纹连接，阳极板主体1和离子膜2间为零距离接触，保证阳极液浓度均匀有效减少浓差转化，防止产生氯气，采用螺栓进行装配，安装快捷。
22.进一步，铜排定位座101、第一铜排6和第二铜排7的内部均设置有第二安装通孔
10，且第二安装通孔10设置有七个，铜排定位座101、第一铜排6和第二铜排7之间通过第二螺栓8连接，且第二螺栓8延伸至第二安装通孔10的内部，第二螺栓8的一端与第二安装通孔10的连接处安装有第二螺母12，且第二螺母12与第二螺栓8螺纹连接，阳极板依靠铜排连接高压线通电，实现电解提铜，铜排同样采用螺栓装配，安装高效便捷。
23.进一步，塑料边框4与阳极板主体1边缘的连接处安装有epdm绝缘密封条3，epdm绝缘密封条3是一种高新型环保材料，主要为乙烯、丙烯以及非共轭二烯烃的三元共聚物，具有耐臭氧、耐热、耐气候、耐老化性能，且具有优秀的电绝缘特性，适用于阳极板电解环境，起到绝缘的同时防止阳极液在循环过程中从阳极板边缘泄漏。
24.进一步，epdm绝缘密封条3的内部设置有伸缩腔301，且伸缩腔301设置有四个，设置四个伸缩腔301提高了epdm绝缘密封条3的形变性能，压合于塑料边框4与阳极板主体1边缘时，能够做适应性形变，起到更好的密封效果。
25.进一步，一种一体化离子膜复合阳极板的制造方法，包括以下步骤：步骤一：以石墨阳极板为例，首先将高纯石墨从装入料斗内部，依靠振动给料装置使石墨均匀落在输送带上；步骤二：由输送带将石墨送至压力辊，经过一次辊压后形成一定厚度的料层；步骤三：通过输送带继续将料层送往加热装置，由加热装置对其进行高温处理，以去除料层中残存气体，并且使未膨胀的石墨进行膨胀；步骤四：将初步成型的料板二次送至压力辊，按预设尺寸再次辊压，以得到厚度均匀致密的平整板料；步骤五：由切刀设备切割掉多余边料，依靠数控机床车削工艺在板料的前端面和后端面加工出流道，并利用冲孔设备在其四周加工出安装通孔，以完成阳极板的制作；步骤六：在制作完成的阳极板两面附着上离子膜，利用预制塑料边框以及螺栓将离子膜与阳极板固定，并将密封条卡合于塑料边框与阳极板边缘的连接处；步骤七：在阳极板上方的前端和后端安装上铜排，并依靠螺栓固定，即可完成一体化离子膜复合阳极板的整体制作。
26.进一步，步骤一至步骤五中，阳极板材料可更换为钛、不锈钢以及经镀铂、钯、钌、金金属或金属氧化物表面处理的钛，经过压铸成型、压延成型和数控机床车削加工等成型工艺制造而成。
27.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。