科创中国

        在金属电沉积过程中，阳极一般采用Pb阳极等惰性阳极，在阳极上会发生析氧反应。传统Pb及Pb合金阳极析氧催化性能较差，因此会产生较高析氧过电位，增加电解能耗。Ti基涂层阳极具有良好的析氧催化活性，可有效降低析氧过电位，但制备过程中多采用IrO2或RuO2等贵金属氧化物作为析氧活性物质，制备成本较高，其大规模应用受限。基于此，采用溶胶-凝胶法开发研制了一种新型高效的Ti/IrO2-RuO2-SiO2阳极，此阳极涂层中Ir:Ru:Si摩尔比仅9:21:70，与Ti/IrO2阳极和Ti/RuO2阳极相比贵金属消耗量显著降低，且预估使用寿命在四年以上。此外，该阳极析氧催化性能优良，在50 mA/m2电流密度条件下阳极析氧电位（vs. SCE）仅1.33V。通过将此阳极应用于电解金属锰生产，金属锰电解电流效率升高至78.3%，吨锰电解能耗降低至4346~4433 kW·h，与采用传统Pb合金阳极相比降低了27%左右，吨锰生产成本大幅降低。

技术优势：

      与Pb及Pb合金阳极相比，此Ti/IrO2-RuO2-SiO2阳极析氧电位显著降低，在使用过程中不存在溶解脱落形成阳极泥的问题，且使用寿命在四年以上。与Ti/IrO2阳极和Ti/RuO2阳极相比，此Ti/IrO2-RuO2-SiO2阳极贵金属消耗量显著降低，具有明显成本优势，同时此阳极也具有更为优良的析氧催化性能。

性能指标：

      在50 mA/m2电流密度条件下，此Ti/IrO2-RuO2-SiO2阳极析氧电位为1.33 V（vs. SCE），加速实验寿命长达202小时，预估寿命在4年以上。

成果亮点：

       1. 具有自主知识产权，研究成果已授权2项。

       2. 技术先进性：整体产品性能达到国际先进水平。

       金属铜、锌和锰的提取分为火法和湿法两种，目前世界上80%左右的金属锌、20%左右的金属铜以及97%的金属锰通过电积的方法获取，电积法已经成为金属湿法提取的重要方式。传统电积阳极多为纯Pb阳极或Pb合金阳极，其析氧催化性能较差，会产生较高的析氧过电位，增加电解能耗。此外，此类阳极在使用过程中易溶解脱落形成阳极泥，不仅会导致其使用寿命缩短，也会对阴极产品质量产生不利影响。采用此新型高效Ti/IrO₂-RuO₂-SiO₂阳极作为金属电积阳极，既可显著降低电解槽电压，从而显著降低电解能耗，又可避免阳极溶解脱落形成阳极泥，从而改善电积过程和电积产品。此外，此阳极也可应用于氯碱工业以及废水处理工业以降低电解过程槽电压和电耗，因此具有广阔的市场价值。

王成彦教授，百千万人才工程国家级人选，国家有突出贡献中青年专家，享受国务院特殊津贴专家。长期从事多元复杂矿产资源/二次金属资源高效综合利用和清洁生产的工程化研究，在多金属复杂矿的短流程冶金、多金属高效分离与提取、过程工程放大与关键装置研发等方面作出了突出贡献，发明了红土镍矿多金属综合利用、铅富氧闪速熔炼、矿浆电解、湍流密闭电解等多项原创性清洁生产新技术，建成有年产10万吨粗铅规模的铅富氧闪速熔炼示范工程、年处理10万吨含铜金精矿的沸腾焙烧－浸出－萃取－电积提铜－氰化提金工程、年处理30万吨矿石规模的镍铁矿选择性还原焙烧－氨浸示范工程、年处理10万吨矿石规模的褐铁型镍红土矿非常规介质温和提取示范工程、年处理5000t高砷锑金精矿矿浆电解示范工程，取得显著经济、社会和环境效益。先后承担和参加国家自然科学基金重点/面上项目、国家重点研发计划、973计划项目、863计划项目、科技支撑计划项目、中国工程院重大/重点咨询项目及省部级科技项目30余项，企业委托技术开发/咨询项目150余项；发表论文260余篇，其中SCI、EI收录160余篇；已获授权发明专利80余项；出版专著5部；获国家技术发明奖二等奖1项，部级技术发明奖一等奖1项，部级科技进步奖一等奖2项、二等奖4项，部级优秀工程咨询成果奖一等奖5项、二等奖5项。

      此Ti/IrO₂-RuO₂-SiO₂阳极贵金属消耗量低，具有显著成本效益。此外，此Ti/IrO₂-RuO₂-SiO₂阳极使用寿命较长，且析氧催化性能优良，在使用过程中能够显著降低槽电压和能耗，因此可创造巨大的经济、环境效益。

合作方式：合作开发

推广应用情况：此新型高效Ti/IrO₂-RuO₂-SiO₂阳极已在苏州一电极生产厂进行工业化生产，生产出的阳极已在湖南一电解锰厂进行工业化试验，实验结果表明采用此阳极可明显降低锰电解槽电压，在正常生产过程中电解槽电压可降低0.1 V左右。

期望技术转移成交价格（大概金额）：200 万元。

可转移企业：电极生产企业