一种节能抗腐蚀的Pb-Ag-La合金阳极板的制作方法 |
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| 申请号 | CN201610893044.0 | 申请日 | 2016-10-13 | 公开(公告)号 | CN106435263A | 公开(公告)日 | 2017-02-22 |
| 申请人 | 昆明冶金研究院; | 发明人 | 李雨耕; 雷华志; 张永平; 胥福顺; 包崇军; 何光深; 王家仁; 朱国邦; 张安福; 周娴; 崔丁方; 张志军; 匡志恩; 杨筱筱; 闫森; 赵云; 孙彦华; 陈越; 方树铭; 陈愚; 李祖梅; 李碧科; 钱建波; 周悦; | ||||
| 摘要 | 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。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种节能抗腐蚀的Pb-Ag-La合金阳极板的制作方法，其特征是：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； |
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| 说明书全文 | 一种节能抗腐蚀的Pb-Ag-La合金阳极板的制作方法技术领域背景技术[0002] 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。 [0003] 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。 [0004] 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。 [0005] 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。 [0006] 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。 [0007] 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[0008] 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。 [0009] 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。 [0010] 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 [0011] 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[0012] 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。 [0013] 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。 [0014] 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。 [0015] 所述步骤A中Ag与铅的质量比为0.2% 0.5%。~ [0016] 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%。~ [0017] 所述步骤B中轧制次数为正道次3 5次，反道次3 4次。~ ~ [0018] 所述步骤C中板面尺寸可设置成为1.2m2、1.6 m2和3.2 m2。 [0019] 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。 [0020] 所述步骤C中冲孔为圆形孔，孔径为2 10cm²。~ [0021] 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。 [0022] 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。 [0023] 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。 [0024] 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。 2 # 制得的Pb-Ag-La阳极，尺寸为1.2m ，槽电压3.278，电流效率可达92%，0 锌产率97%，电耗 2920kWh/t·Zn。 [0025] 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。 |
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