CN106435263B - 一种节能抗腐蚀的Pb-Ag-La合金阳极板的制作方法 - Google Patents
一种节能抗腐蚀的Pb-Ag-La合金阳极板的制作方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开一种节能抗腐蚀的Pb‑Ag‑La合金阳极板的制作方法，包括以下步骤A：制备毛坯、B:冷却轧制、C：裁剪冲孔、D：浇铸铜铅横梁、E：焊接冲孔板。本发明方法在制作阳极板时添加稀土镧，制作的阳极合金较未添加稀土元素Pb‑Ag阳极合金腐蚀率降低，同时添加稀土镧后，阳极泥呈片状，易脱落，改善槽电压升高情况；铅银镧稀土阳极强度提高，改善电积过程阳极变形情况；降低了锌电积阳极板的生产成本。对毛坯板进行反复轧制，增加板料致密性等性能，制作阳极板采用冲孔方式，多孔阳极表面积增大，降低阳极工作时的表观电流密度，降低阳极析氧电位。本发明方法工艺简单，降低了制作的阳极板的能耗，也提高了阳极板的腐蚀性。
Description
技术领域
本发明属于冶金工艺技术领域，涉及一种结构简单、使用方便的节能抗腐蚀的Pb-Ag-La合金阳极板的制作方法。
背景技术
电解工程，特别是电化学工业和电冶金工业都离不开电极材料。据相关统计，阳极反应能耗占锌电积总能耗53%以上，氧气的析出占阳极反应能耗的45%以上。近年来，针对阳极材料的改性研究不断有报道，添加不同合金元素、涂层及结构，具有优良性能的电极制成。
铅基涂层阳极：阳极表面涂覆一层具有电催化作用的电涂层，可降低阳极析氧过电位，达到降耗的目的，IrO2、RuO2具有良好的析氧电催化活性和高的化学稳定性，被认为是理想的电催化材料。但是随着使用时间的增加，降低程度降低，分析原因是表面涂层逐步溶解，该阳极在制作成本和使用寿命存在问题，限制了该类阳极的推广应用。
铅基合金阳极：具有使用寿命长，制备工艺简单，与传统铅银阳极生产工艺差异不大。如铅银钙锶阳极，耐腐蚀性能和力学性能明显改善，降低银含量，但是该类合金阳极Ag、Ca损失大，不易回收，阳极泥结壳坚硬，不易去除致使槽电压提高；Pb-Ag-Co合金阳极，加入金属Co后可有效降低阳极析氧电位，提高其耐腐蚀能力，但是由于Co在Pb熔体中溶解度极微，其制备方法复杂，限制了该类合金阳极的规模化应用。
铅基多孔阳极：多孔阳极表面积增大，降低阳极工作时的表观电流密度，降低阳极析氧电位；多孔铅阳极还能减少阳极泥的生成，降低阳极腐蚀速率，提高产品质量；多孔阳极还能降低阳极材质使用量，降低阳极重量和使用成本。
不锈钢基电极：以PbO2为代表的涂层阳极最为常见，其主要通过电沉积法获得。目前，在镀液中添加碳化物、金属盐类和引进纳米技术改善阳极性能成为研究的热点。加入的CNT 细化了β-PbO2晶粒及增加了其电催化活性，该新型电极的槽电压比Pb-1%Ag 阳极可降低160mV，但是电极耐腐蚀性差的问题并未得到改善。
各种电极阳极板都具有自己都优势和缺点，因此结合目前已经开发出来的各类锌电积阳极板的优点以及局限性，研发一种锌电积用Pb-Ag-La合金阳极板的制作方法以制造出节省加工费用、减少加工设备、节省设备用电、制品达到密度好、导电性好、形体好、使用年限长、价格便宜的阳极板满足现在的电极阳极板市场具有重要价值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工艺简单的节能抗腐蚀的Pb-Ag-La合金阳极板的制作方法。
本发明的目的是这样实现的，包括以下步骤A：制备毛坯、B: 冷却轧制、C：裁剪冲孔、D：浇铸铜铅横梁、E：焊接冲孔板，
A：制备毛坯
先制作铅镧中间合金待用，再将精铅放入熔铅炉内，待铅熔化后加入Ag，Ag在铅液中熔化后加入制备好的铅镧中间合金液，形成母合金液，搅拌均匀、打渣后，浇铸到模具中形成毛坯板；
B：冷却轧制
将毛坯板冷却并放置一周以上，利用轧机对毛坯板进行轧制；
C：裁剪冲孔
按照相关尺寸对板面进行剪裁冲孔成型形成冲孔板；
D：浇铸铜铅横梁
刷洗铜梁，加热后在表面镀锡，将镀锡铜梁置于模内，浇铸铅液包裹镀锡铜梁形成铜铅横梁；
E：焊接冲孔板
利用气焊工艺，将冲孔板与铜铅横梁焊接制成锌电积用阳极板。
本发明方法在制作阳极板时添加稀土镧，制作的阳极合金较未添加稀土元素 Pb-Ag阳极合金腐蚀率降低，同时，提高了0#锌产出率；Pb-Ag合金阳极腐蚀产物阳极泥较致密，不易脱落，造成槽电压升高，添加稀土镧后，阳极泥呈片状，易脱落，改善槽电压升高情况；铅银镧稀土阳极强度提高，改善电积过程阳极变形情况；稀土元素镧的增加可以降低Pb-Ag阳极中Ag的含量（0.3%-0.5%），降低了锌电积阳极板的生产成本。对毛坯板进行反复轧制，增加板料致密性等性能，制作阳极板采用冲孔方式，多孔阳极表面积增大，降低阳极工作时的表观电流密度，降低阳极析氧电位。本发明方法工艺简单，不仅降低了制作的阳极板的能耗，也提高了阳极板的腐蚀性。
附图说明
图1为本发工艺流程示意图；
图2为本发明工艺制作出的阳极板的结构示意图；
图中，1-极板本体，2-铅横梁，3-导电铜棒。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明，但不得以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变更或改进，均属于本发明的保护范围。
如图1~2所示，本发明包括以下步骤A：制备毛坯、B: 冷却轧制、C：裁剪冲孔、D：浇铸铜铅横梁、E：焊接冲孔板。
A：制备毛坯
将精铅放入熔铅炉内，待铅熔化后加入Ag，Ag在铅液中熔化后加入制备好的铅镧中间合金液，形成母合金液，搅拌均匀、打渣后，浇铸到模具中形成毛坯板；
B：冷却轧制
将毛坯板冷却并放置一周以上，利用轧机对毛坯板进行轧制；
C：裁剪冲孔
按照相关尺寸对板面进行剪裁冲孔成型形成冲孔板；
D：浇铸铜铅横梁
刷洗铜梁，加热后在表面镀锡，将镀锡铜梁置于模内，浇铸铅液包裹镀锡铜梁形成铜铅横梁；
E：焊接冲孔板
利用气焊工艺，将冲孔板与铜铅横梁焊接制成锌电积用阳极板。
所述步骤A中Ag与铅的质量比为0.2%~0.5%。
所述步骤A中铅镧中间合金的镧与铅的质量比例为0.5%~2.0%。
所述步骤B中轧制次数为正道次3~5次，反道次3~4次。
所述步骤C中板面尺寸可设置成为1.2m2、1.6 m2和3.2 m2。
所述步骤C中的冲孔成排冲压，相邻排的冲孔之间交错设置。
所述步骤C中冲孔为圆形孔，孔径为2~10cm²。
所述步骤E中气焊工艺为利用助燃气体O2与可燃气体C2H2将铜铅横梁与冲孔板焊接起来。
本发明工作原理及工作过程：
本发明方法在制作阳极板时添加稀土镧，制作的阳极合金较未添加稀土元素 Pb-Ag阳极合金腐蚀率降低，同时添加稀土镧后，阳极泥呈片状，易脱落，改善槽电压升高情况；铅银镧稀土阳极强度提高，改善电积过程阳极变形情况；稀土元素镧的增加可以降低Pb-Ag阳极中Ag的含量（0.3%-0.5%），降低了锌电积阳极板的生产成本。对毛坯板进行反复轧制，增加板料致密性等性能，制作阳极板采用冲孔方式，多孔阳极表面积增大，降低阳极工作时的表观电流密度，降低阳极析氧电位。本发明方法工艺简单，不仅降低了制作的阳极板的能耗，也提高了阳极板的腐蚀性。
实施例1
先在铅中镧中间合金待用，其中镧与铅的质量比为0.5%，再将精铅放入熔铅炉内，待铅熔化后加入精铅质量0.5%的Ag，Ag在精铅液中熔化后加入制备好的铅镧中间合金液，形成母合金液，搅拌均匀、打渣后，浇铸到模具中形成毛坯板；将毛坯板冷却并放置一周以上，利用轧机对毛坯板进行正道3次，反道4次轧制；按照相关尺寸对板面进行剪裁冲孔成型形成冲孔板，孔径大小2cm²；刷洗铜梁，加热后在表面镀锡，将镀锡铜梁置于模内，浇铸铅液包裹镀锡铜梁形成铜铅横梁；利用气焊工艺，将冲孔板与铜铅横梁焊接制成锌电积用阳极板。制得的Pb-Ag-La阳极，尺寸为1.2m2，槽电压3.285，电流效率可达91%，0#锌产率99%，电耗2958kWh/t·Zn。
实施例2
先在铅中镧中间合金待用，其中镧与铅的质量比为2.0%，再将精铅放入熔铅炉内，待铅熔化后加入精铅质量0.2%的Ag，Ag在精铅液中熔化后加入制备好的铅镧中间合金液，形成母合金液，搅拌均匀、打渣后，浇铸到模具中形成毛坯板；将毛坯板冷却并放置一周以上，利用轧机对毛坯板进行正道5次，反道3次轧制；按照相关尺寸对板面进行剪裁冲孔成型形成冲孔板，孔径大小10cm²；刷洗铜梁，加热后在表面镀锡，将镀锡铜梁置于模内，浇铸铅液包裹镀锡铜梁形成铜铅横梁；利用气焊工艺，将冲孔板与铜铅横梁焊接制成锌电积用阳极板。制得的Pb-Ag-La阳极，尺寸为1.2m2，槽电压3.278，电流效率可达92%，0#锌产率97%，电耗2920kWh/t·Zn。
实施例3
先在铅中镧中间合金待用，其中镧与铅的质量比为1.0%，再将精铅放入熔铅炉内，待铅熔化后加入精铅质量0.3%的Ag，Ag在精铅液中熔化后加入制备好的铅镧中间合金液，形成母合金液，搅拌均匀、打渣后，浇铸到模具中形成毛坯板；将毛坯板冷却并放置一周以上，利用轧机对毛坯板进行正道4次，反道3次轧制；按照相关尺寸对板面进行剪裁冲孔成型形成冲孔板，孔径大小5cm²；刷洗铜梁，加热后在表面镀锡，将镀锡铜梁置于模内，浇铸铅液包裹镀锡铜梁形成铜铅横梁；利用气焊工艺，将冲孔板与铜铅横梁焊接制成锌电积用阳极板。制得的Pb-Ag-La阳极，尺寸为1.6m2，槽电压3.351，电流效率可达91%，0#锌产率98%，电耗3018kWh/t·Zn。
Claims (6)
1.一种节能抗腐蚀的Pb-Ag-La合金阳极板，其特征在于所述合金阳极板的制作方法包括以下步骤：
A、制备毛坯：先制作铅镧中间合金待用，铅镧中间合金中镧、铅质量比为0.5~2.0:100；再将精铅放入熔铅炉内，待精铅熔化后加入Ag，Ag、精铅质量比为0.2~0.5:100，Ag在铅液中熔化后加入制备好的铅镧中间合金液，形成母合金液，搅拌均匀、打渣后，浇铸到模具中形成毛坯板；
B、冷却轧制：将毛坯板冷却并放置一周以上，利用轧机对毛坯板进行轧制；
C、裁剪冲孔：按照相关尺寸对板面进行剪裁冲孔成型形成冲孔板；
D、浇铸铜铅横梁：刷洗铜梁，加热后在表面镀锡，将镀锡铜梁置于模内，浇铸铅液包裹镀锡铜梁形成铜铅横梁；
E、焊接冲孔板：利用气焊工艺，将冲孔板与铜铅横梁焊接制成锌电积用阳极板。
2.根据权利要求1所述节能抗腐蚀的Pb-Ag-La合金阳极板，其特征是：步骤B所述轧制的次数为正道次3~5次、反道次3~4次。
3.根据权利要求1所述节能抗腐蚀的Pb-Ag-La合金阳极板，其特征是：步骤C所述板面的尺寸为1.2m2、1.6m2或3.2m2。
4.根据权利要求1所述节能抗腐蚀的Pb-Ag-La合金阳极板，其特征是：步骤C所述冲孔是成排冲压，相邻排的冲孔之间交错设置。
5.根据权利要求1所述节能抗腐蚀的Pb-Ag-La合金阳极板，其特征是：步骤C所述冲孔为圆形孔，孔径为2~10cm。
6.根据权利要求1所述节能抗腐蚀的Pb-Ag-La合金阳极板，其特征是：步骤E所述气焊工艺为利用助燃气体O2与可燃气体C2H2将铜铅横梁与冲孔板焊接起来。
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| CN1047709A (zh) * | 1989-06-01 | 1990-12-12 | 贵州科学院 | 电解用铅银钙稀土多元不溶性合金阳极 |
| CN102468482A (zh) * | 2010-11-12 | 2012-05-23 | 陈清利 | 一种高性能长寿命硅银电池正负极板及其制备方法 |
| CN104878409A (zh) * | 2015-06-16 | 2015-09-02 | 中南大学 | 一种多孔铅基合金阳极用于锌电积的工艺 |
| CN105154924A (zh) * | 2015-07-20 | 2015-12-16 | 昆明理工大学 | 一种低银含量铅银合金电极的制备方法 |
-
2016
- 2016-10-13 CN CN201610893044.0A patent/CN106435263B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1047709A (zh) * | 1989-06-01 | 1990-12-12 | 贵州科学院 | 电解用铅银钙稀土多元不溶性合金阳极 |
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Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| Ag和RE含量对Pb-Ag-RE合金阳极电化学性能的影响;桂俊峰，等;《中国有色金属学报》;20150115;第25卷(第1期);第111-118页 * |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106435263A (zh) | 2017-02-22 |
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