CN106435263A - 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 (8)
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;
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。
2.根据权利要求1所述节能抗腐蚀的Pb-Ag-La合金阳极板的制作方法,其特征是: 所述步骤A中Ag与铅的质量比为0.2%~0.5%。
3.根据权利要求1或2所述节能抗腐蚀的Pb-Ag-La合金阳极板的制作方法,其特征是: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%。
4.根据权利要求1或2所述节能抗腐蚀的Pb-Ag-La合金阳极板的制作方法,其特征是:所述步骤B中轧制次数为正道次3~5次,反道次3~4次。
5.根据权利要求1或2所述节能抗腐蚀的Pb-Ag-La合金阳极板的制作方法,其特征是:所述步骤C中板面尺寸可设置成为1.2m2、1.6 m2和3.2 m2。
6.根据权利要求1或2所述节能抗腐蚀的Pb-Ag-La合金阳极板的制作方法,其特征是: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。
7.根据权利要求1或2所述节能抗腐蚀的Pb-Ag-La合金阳极板的制作方法,其特征是:所述步骤C中冲孔为圆形孔,孔径为2~10cm。
8.根据权利要求1所述节能抗腐蚀的Pb-Ag-La合金阳极板的制作方法,其特征是: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。
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