一种电沉积锌用稀土合金阳极及其制备方法 |
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| 申请号 | CN201710228113.0 | 申请日 | 2017-04-10 | 公开(公告)号 | CN107012361A | 公开(公告)日 | 2017-08-04 |
| 申请人 | 云南驰宏锌锗股份有限公司; | 发明人 | 罗永光; 刘克洋; 韩朝云; 张梅; 李衍林; 黄成彦; 赖炜; 胡如忠; 杨友华; 王思成; 丁旭; 张志江; 罗健生; 马胜兰; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种 电沉积 锌用稀土 合金 阳极 及其制备方法，属于有色金属运用领域，所述的电沉积锌用稀土合金阳极各组分按重量百分比计为：稀土0.001～0.05%， 银 0.2～0.5%，余量为铅，制备方法为：将铅锭投入 工频炉 内 熔化 ， 温度 达到500℃时捞渣；当熔炼温度升温至600℃时，投入预制的铅‑银 母合金 ；再在工频炉中加入 碳 粉 覆盖 剂；当熔体温度达到650℃时，用钟罩加入稀土母合金，采用电磁或机械搅拌10min；采用密闭式上进、下出定容浇铸；毛坯浇铸后经 轧制 、 焊接 即得到稀土合金阳极。本发明在Pb‑Ag 二元合金 的 基础 上选择性添加有细化晶粒、活化阳极性能的稀土，并采用密闭式上进下出的浇铸工艺，稀土投入少，烧损小，确保成品中稀土的有效成分达到要求。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种电沉积锌用稀土合金阳极，其特征在于：所述的电沉积锌用稀土合金阳极各组分按重量百分比计为：稀土0.001～0.05%，银0.2～0.5%，余量为铅。 |
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| 说明书全文 | 一种电沉积锌用稀土合金阳极及其制备方法技术领域[0001] 本发明属于有色金属运用领域，具体地说，涉及一种电沉积锌用稀土合金阳极及其制备方法。 背景技术[0002] 随着环保节能指标要求的提高，资源综合回收再利用成为金属提纯的发展趋势。电沉积锌原料成分呈现复杂化，电沉积锌溶液中杂质难以开路，有害元素不断升高，影响电沉积锌能耗及析出锌产品质量的阳极材料起到了关键作用。电沉积锌冶炼企业要求阳极板阳极耐腐蚀、导电性好、机械强度高、使用周期长、成本更加低廉。 [0003] 长期以来，电沉积锌阳极广泛采用的是Pb-Ag二元合金，Ag含量为0.75%-1.2%，此种阳极板存在问题是：（1）Pb-Ag二元合金阳极金属Ag的加入量推高了阳极成本；（2）氧过电位高，能耗高；（3）强度低，易变形引起碰电短路，影响电效；（4）易腐蚀使用周期短，产生的铅在负极沉积影响阴极锌品质。目前，电沉积锌阳极的研究主要有两个方向，一是摒弃铅，探索新型非铅基阳极，如铝基阳极、钛基阳极、 塑料基阳极、 不锈钢基阳极等；二是沿用铅，通过合金化、涂层活化及物理方法对铅银阳极性能进行改进。现有资料和文献中对铅基稀土合金阳极的制备、性能方面的研究和探讨也有所报道，现有的制备方法多选用在真空炉中进行，稀土元素的化学成分选择、用量的不同对铅基合金形成存在差异化。 [0004] 因此，有必要寻求开发一种高强度、耐腐蚀、低析氧过电位的新型阳极以及与其匹配的制备方法。 发明内容[0005] 为了克服背景技术中存在的问题，本发明提供了一种电沉积锌用稀土合金阳极及其制备方法，在Pb-Ag二元合金的基础上选择性添加有细化晶粒、活化阳极性能的稀土，并采用密闭式上进下出的浇铸工艺，以极少量的稀土投入，达到锌电解阳极要求，确保成品中稀土有效成分达到要求，实现铅基稀土合金阳极产业化生产和规模化应用。 [0006] 为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：一种电沉积锌用稀土合金阳极，所述的电沉积锌用稀土合金阳极各组分按重量百分比计为：稀土0.001～0.05%，银0.2～0.5%，余量为铅。 [0007] 一种电沉积锌用稀土合金阳极的制备方法，具体步骤为：1）将铅锭投入工频炉内熔化，温度达到500℃时捞渣； 2）当熔炼温度升温至600℃时，投入预制的铅-银母合金，熔炼5～10min； 3）在工频炉中加入碳粉覆盖剂，覆盖剂厚度为10～15㎜，粒度为80～100目； 4）当熔体温度达到650℃时，用钟罩加入稀土母合金，采用电磁或机械搅拌10min，且搅拌过程不升温； 5）采用密闭式上进、下出定容浇铸，温度控制在500℃，浇铸、冷却快速完成； 6）毛坯浇铸后经轧制、焊接即得稀土合金阳极。 [0008] 作为优选，所述的预制铅-银母合金中银占25～30%，其余为铅，其制备方法为：在工频炉内投入铅，升温至600℃时加入银，且不断搅拌，熔炼30分钟后浇铸锭。 [0009] 作为优选，所述的稀土母合金中稀土占3～7%，其余为铅，其制备方法为：在真空炉内投入铅后升温，温度达到1050℃时，投入稀土，抽真空后熔炼20min，然后浇铸锭。 [0010] 所述的稀土选自Pr、Sc、Y、La、Ce、Nd、Pm、Sm、Eu中的一种或多种。 [0011] 本发明的有益效果：本发明在Pb-Ag二元合金的基础上选择性添加有细化晶粒、活化阳极性能的稀土，与传统Pb-Ag合金阳极相比，阳极析氧过电位降低100 mV以上，电积锌电效提升至90%；稀土的加入细化了晶粒、增强了机械强度，耐腐蚀性能增强，阴极0#锌品级达100%，银含量由1%降至0.5%以下，使用周期长达3-5年；采用密闭式上进下出的浇铸工艺，稀土投入少，烧损小，可大大降低电积锌成本，在有色金属电沉积领域具有较高的推广实用价值。 具体实施方式[0012] 实施例1一种电沉积锌用稀土合金阳极，各组分按重量百分比计为：稀土0.001%，银0.5%，余量为铅。 [0013] 预制铅-银母合金的制备：在工频炉内投入5㎏银，升温至600℃时加入15㎏铅，且不断搅拌，熔炼30分钟后浇铸锭。 [0014] 稀土母合金的制备：在真空炉内投入0.32㎏铅后升温，温度达到1050℃时，投入0.01㎏稀土，抽真空后熔炼20min，然后浇铸锭。 [0015] 一种电沉积锌用稀土合金阳极的制备方法，具体步骤为：1）将979.67㎏铅锭投入工频炉内熔化，温度达到500℃时捞渣； 2）当熔炼温度升温至600℃时，投入预制的铅-银母合金，熔炼10min； 3）再在工频炉中加入碳粉覆盖剂，覆盖剂厚度为10㎜，粒度为80～100目； 4）当熔体温度达到650℃时，用钟罩加入稀土母合金，采用电磁或机械搅拌10min，且搅拌过程不升温； 5）采用密闭式上进、下出定容浇铸，温度控制在500℃，浇铸、冷却快速完成，浇铸后毛坯采用自然放置时效； 6）毛坯浇铸后时效期达到时，经轧机正向、横向9～11道次轧制，经冲孔裁边后，与阳极梁焊接即得稀土合金阳极。 [0016] 实施例2一种电沉积锌用稀土合金阳极，各组分按重量百分比计为：稀土0.01%，银0.3%，余量为铅。 [0017] 预制铅-银母合金的制备：在工频炉内投入3㎏银，升温至600℃时加入7㎏铅，且不断搅拌，熔炼30分钟后浇铸锭。 [0018] 稀土母合金的制备：在真空炉内投入1.9㎏铅后升温，温度达到1050℃时，投入0.1㎏稀土，抽真空后熔炼20min，然后浇铸锭。 [0019] 一种电沉积锌用稀土合金阳极的制备方法，具体步骤为：1）将988㎏铅锭投入工频炉内熔化，温度达到500℃时捞渣； 2）当熔炼温度升温至600℃时，投入预制的铅-银母合金，熔炼8min； 3）在工频炉中加入碳粉覆盖剂，覆盖剂厚度为15㎜，粒度为80～100目； 4）当熔体温度达到650℃时，用钟罩加入稀土母合金，采用电磁或机械搅拌10min，且搅拌过程不升温； 5）采用密闭式上进、下出定容浇铸，温度控制在500℃，浇铸、冷却快速完成，浇铸后毛坯采用自然放置时效； 6）毛坯浇铸后时效期达到时，经轧机正向、横向9～11道次轧制，经冲孔裁边后，与阳极梁焊接即得稀土合金阳极。 [0020] 实施例3一种电沉积锌用稀土合金阳极，各组分按重量百分比计为：稀土0.05%，银0.2%，余量为铅。 [0021] 预制铅-银母合金的制备：在工频炉内投入2㎏银，升温至600℃时加入6㎏铅，且不断搅拌，熔炼30分钟后浇铸锭。 [0022] 稀土母合金的制备：在真空炉内投入6.64㎏铅后升温，温度达到1050℃时，投入0.5㎏稀土，抽真空后熔炼20min，然后浇铸锭。 [0023] 一种电沉积锌用稀土合金阳极的制备方法，具体步骤为：1）将984.86㎏铅锭投入工频炉内熔化，温度达到500℃时捞渣； 2）当熔炼温度升温至600℃时，投入预制的铅-银母合金，熔炼5min； 3）在工频炉中加入碳粉覆盖剂，覆盖剂厚度为12㎜，粒度为80～100目； 4）当熔体温度达到650℃时，用钟罩加入稀土母合金，采用电磁或机械搅拌10min，且搅拌过程不升温； 5）采用密闭式上进、下出定容浇铸，温度控制在500℃，浇铸、冷却快速完成，浇铸后毛坯采用自然放置时效； 6）毛坯浇铸后时效期达到时，经轧机正向、横向9～11道次轧制，经冲孔裁边后，与阳极梁焊接即得稀土合金阳极。 [0024] 本发明在Pb-Ag二元合金的基础上选择性添加有细化晶粒、活化阳极性能的稀土，与传统Pb-Ag合金阳极相比，阳极析氧过电位降低100 mV以上，电积锌电效能提升至90%；阳极板机械性能提高30%，耐腐蚀性能增强；阴极0#锌品级率达100%；银含量由1%降至0.5%以下，阳极使用周期长达3-5年；本发明通过改进浇铸工艺，使用普通的工频炉，利用碳粉还原性强、遇高温与氧发生还原反应的特性，减少稀土金属氧化烧损的问题，以极少量的稀土投入，生产出高品质的阳极板，可大大降低电积锌成本，在有色金属电沉积领域具有较高的推广实用价值。 [0025] 最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。 |
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