CN107058797A - 一种锌电积用压延铅合金阳极材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锌电积用压延铅合金阳极材料的制备方法,包括以下步骤:以铸态铅合金为原料,对其进行压延预处理,得到压延毛坯;在保护气体气氛下,将上述得到的压延毛坯体在290‑310℃下处理20‑50min,然后冷却至室温,最后进行压延、剪切,得到压延铅合金;将上述制得的压延铝合金置于180‑270℃下,处理3‑60min,压延铅合金阳极材料。本发明制得的铅合金阳极材料导电性好,耐腐蚀性能优异,使用寿命久,机械性能佳。
Description
技术领域:
本发明涉及有色金属电积领域,具体的涉及一种锌电积用压延铅合金阳极材料的制备方法。
背景技术:
锌是一种常用的重要有色金属,其用量仅次于铝、铜。目前锌的用途以镀锌为主,随着航天、航海、电池等行业的发展,锌不再是曾经的“贱金属”,它已然成了我们经济发展的必备战略金属。随着我国经济的发展,我国锌产量得到了长足的发展,至2007年底,我国锌产量连续十六年居世界第一,年我国锌产量达到374.8万吨。
根据锌资源的特点,锌冶炼方法一般可分为火法和湿法两种。当前,湿法炼锌工艺生产的电锌已占全球Zn锭总产量的80%以上。原因是,相对于火法炼锌工艺,湿法炼锌由于具有生产能力大、效率高、操作条件好、环境污染低并且能综合回收有价金属等优点,已被世界各国广泛采用。随着金属Zn需求量的持续增长和2007年3月国家***颁布的《铅锌行业准入条件》的施行,湿法炼锌技术将会得到更大的发展。锌电积是湿法炼锌的重要工艺过程之一,锌电积工序能耗巨大,约占湿法练锌总能耗的80%,其技术经济指标不仅反映出整个练锌工艺的好坏,而且直接影响企业的经济效益。
锌电积能耗巨大主要原因是高浓度H2SO4电解液体系中一直采用Pb基合金阳极,其析氧过电位达到1V,由此增加无用电耗近1 000kWh/t-Zn,约占Zn电积总能耗(约3200kWh/t-Zn)的30%。因此阳极材料组成和性质显得尤为重要。一般电极材料要满足以下基本要求:良好的导电性;耐腐蚀性强;机械强度和加工性能好;寿命长;对电极反应具有良好的电催化性能。
发明内容:
本发明的目的是提供一种锌电极用压延铅合金阳极材料的制备方法,该方法易于操作,制得的铅合金阳极导电性好,耐腐蚀性能优异,使用寿命久,机械性能佳。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种锌电积用压延铅合金阳极材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)以铸态铅合金为原料,对其进行压延预处理,得到压延毛坯;
(2)在保护气体气氛下,将步骤(1)得到的压延毛坯体在290-310℃下处理20-50min,然后冷却至室温,最后进行压延、剪切,得到压延铅合金;
(3)将上述制得的压延铝合金置于180-270℃下,处理3-60min,压延铅合金阳极材料。
作为上述技术方案的优选,步骤(1)中,所述铸态铅合金的各组分含量为:银0-0.2wt%,钙0.01-0.1wt%,锡0-2wt%,锶0.001-0.05wt%,铝0.001-0.01wt%,其余为铅。
作为上述技术方案的优选,步骤(2)中,所述保护气体为氩气、氦气、中的一种。
作为上述技术方案的优选,步骤(2)中,所述压延铅合金的压延形变总量不低于80%。
作为上述技术方案的优选,步骤(3)中,当压延铅合金的压延形变总量低于85%时,采用的处理条件为:180-210℃,30-60min。
作为上述技术方案的优选,步骤(3)中,当压延铅合金的压延形变总量不低于85%时,采用的处理条件为:210-270℃,3-8min。
作为上述技术方案的优选,步骤(2)中,所述冷却的冷却速率为2℃/min。
本发明具有以下有益效果:
本发明合理调节铅合金阳极材料的组分,得到的铅合金阳极材料导电性能优异,机械性能好,耐腐蚀性能优异;
另一方面本发明对制得的压延铅合金进行热处理,改善后的压延铅合金具有晶粒取向随机,特殊晶界数量多的结构,用于阳极材料时,能大幅降低阳极的腐蚀速率,从而提高压延铅合金的使用寿命;且该制备方法简单易于操作,对设备要求低。
具体实施方式:
为了更好的理解本发明,下面通过实施例对本发明进一步说明,实施例只用于解释本发明,不会对本发明构成任何的限定。
实施例1
一种锌电积用压延铅合金阳极材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)以铸态铅合金为原料,对其进行压延预处理,得到压延毛坯;其中,铸态铅合金的各组分含量为:银0.05wt%,钙0.01wt%,锶0.001wt%,铝0.001wt%,其余为铅;
(2)在保护气体气氛下,将步骤(1)得到的压延毛坯体在290℃下处理50min,然后以2℃/min的冷却速率冷却至室温,最后进行压延、剪切,得到压延铅合金;压延铅合金的压延形变总量为80%;
(3)将上述制得的压延铝合金置于180℃下,处理60min,压延铅合金阳极材料。
实施例2
一种锌电积用压延铅合金阳极材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)以铸态铅合金为原料,对其进行压延预处理,得到压延毛坯;其中,铸态铅合金的各组分含量为:钙0.1wt%,锡2wt%,锶0.05wt%,铝0.01wt%,其余为铅;
(2)在保护气体气氛下,将步骤(1)得到的压延毛坯体在310℃下处理20min,然后以2℃/min的冷却速率冷却至室温,最后进行压延、剪切,得到压延铅合金;压延铅合金的压延形变总量为85%;
(3)将上述制得的压延铝合金置于270℃下,处理30min,压延铅合金阳极材料。
实施例3
一种锌电积用压延铅合金阳极材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)以铸态铅合金为原料,对其进行压延预处理,得到压延毛坯;其中,铸态铅合金的各组分含量为:银0.05wt%,钙0.03wt%,锡0.01wt%,锶0.01wt%,铝0.005wt%,其余为铅;
(2)在保护气体气氛下,将步骤(1)得到的压延毛坯体在300℃下处理45min,然后以2℃/min的冷却速率冷却至室温,最后进行压延、剪切,得到压延铅合金;压延铅合金的压延形变总量为90%;
(3)将上述制得的压延铝合金置于210℃下,处理8min,压延铅合金阳极材料。
实施例4
一种锌电积用压延铅合金阳极材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)以铸态铅合金为原料,对其进行压延预处理,得到压延毛坯;其中,铸态铅合金的各组分含量为:银0.15wt%,钙0.05wt%,锡0.05wt%,锶0.02wt%,铝0.003wt%,其余为铅;
(2)在保护气体气氛下,将步骤(1)得到的压延毛坯体在300℃下处理40min,然后以2℃/min的冷却速率冷却至室温,最后进行压延、剪切,得到压延铅合金;压延铅合金的压延形变总量为93%;
(3)将上述制得的压延铝合金置于270℃下,处理3min,压延铅合金阳极材料。
实施例5
一种锌电积用压延铅合金阳极材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)以铸态铅合金为原料,对其进行压延预处理,得到压延毛坯;其中,铸态铅合金的各组分含量为:银0.17wt%,钙0.07wt%,锶0.03wt%,铝0.005wt%,其余为铅;
(2)在保护气体气氛下,将步骤(1)得到的压延毛坯体在310℃下处理35min,然后以2℃/min的冷却速率冷却至室温,最后进行压延、剪切,得到压延铅合金;压延铅合金的压延形变总量为83%;
(3)将上述制得的压延铝合金置于190℃下,处理40min,压延铅合金阳极材料。
实施例6
一种锌电积用压延铅合金阳极材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)以铸态铅合金为原料,对其进行压延预处理,得到压延毛坯;其中,铸态铅合金的各组分含量为:银0.2wt%,钙0.07wt%,锡1.0wt%,锶0.03wt%,铝0.006wt%,其余为铅;
(2)在保护气体气氛下,将步骤(1)得到的压延毛坯体在290℃下处理50min,然后以2℃/min的冷却速率冷却至室温,最后进行压延、剪切,得到压延铅合金;压延铅合金的压延形变总量为85%;
(3)将上述制得的压延铝合金置于200℃下,处理50min,压延铅合金阳极材料。
实施例7
一种锌电积用压延铅合金阳极材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)以铸态铅合金为原料,对其进行压延预处理,得到压延毛坯;其中,铸态铅合金的各组分含量为:钙0.09wt%,锡1.5wt%,锶0.04wt%,铝0.008wt%,其余为铅;
(2)在保护气体气氛下,将步骤(1)得到的压延毛坯体在305℃下处理25min,然后以2℃/min的冷却速率冷却至室温,最后进行压延、剪切,得到压延铅合金;压延铅合金的压延形变总量为97%;
(3)将上述制得的压延铝合金置于260℃下,处理5min,压延铅合金阳极材料。
对比例1
一种锌电积用压延铅合金阳极材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)以铸态铅合金为原料,对其进行压延预处理,得到压延毛坯;其中,铸态铅合金的各组分含量为:银0.2wt%,钙0.07wt%,锡1.0wt%,锶0.03wt%,铝0.006wt%,其余为铅;
(2)在保护气体气氛下,将步骤(1)得到的压延毛坯体在290℃下处理50min,然后以2℃/min的冷却速率冷却至室温,最后进行压延、剪切,得到压延铅合金阳极材料。
对比例2
一种锌电积用压延铅合金阳极材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)以铸态铅合金为原料,对其进行压延预处理,得到压延毛坯;其中,铸态铅合金的各组分含量为:银0.2wt%,钙0.07wt%,锡1.0wt%,铝0.006wt%,其余为铅;
(2)在保护气体气氛下,将步骤(1)得到的压延毛坯体在290℃下处理50min,然后以2℃/min的冷却速率冷却至室温,最后进行压延、剪切,得到压延铅合金;压延铅合金的压延形变总量为85%;
(3)将上述制得的压延铝合金置于200℃下,处理50min,压延铅合金阳极材料。
对比例3
一种锌电积用压延铅合金阳极材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)以铸态铅合金为原料,对其进行压延预处理,得到压延毛坯;其中,铸态铅合金的各组分含量为:银0.2wt%,锡1.0wt%,锶0.03wt%,铝0.006wt%,其余为铅;
(2)在保护气体气氛下,将步骤(1)得到的压延毛坯体在290℃下处理50min,然后以2℃/min的冷却速率冷却至室温,最后进行压延、剪切,得到压延铅合金;压延铅合金的压延形变总量为85%;
(3)将上述制得的压延铝合金置于200℃下,处理50min,压延铅合金阳极材料。
将上述制得的阳极材料应用于实际锌沉积体系中进行,并检测其性能,性能检测所涉及的电积锌工艺条件如下:
[Zn2+]60g/L,[H2SO4]180g/L,[Mn2+]5g/L,[SrCO3]0.02g/L,骨胶0.002g/L,电流密度为550A/m2,阴阳极间距30mm,电积液温度38±2℃,电积槽尺寸500mm×650mm×500mm,铅合金阳极板尺寸为450mm×580mm×10mm,阴极铝板尺寸为460mm×580mm×2mm,电积液流速为160l/h,电积时间为600天。
性能测试如下表所示:
从上表可以看出,本发明制得的压延铅合金阳极材料具有优异的抗腐蚀性能,稳态蠕变速率大大降低,使用寿命提高。
Claims (7)
1.一种锌电积用压延铅合金阳极材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)以铸态铅合金为原料,对其进行压延预处理,得到压延毛坯;
(2)在保护气体气氛下,将步骤(1)得到的压延毛坯体在290-310℃下处理20-50min,然后冷却至室温,最后进行压延、剪切,得到压延铅合金;
(3)将上述制得的压延铝合金置于180-270℃下,处理3-60min,压延铅合金阳极材料。
2.如权利要求1所述的一种锌电积用压延铅合金阳极材料的制备方法,其特征在于:步骤(1)中,所述铸态铅合金的各组分含量为:银0-0.2wt%,钙0.01-0.1wt%,锡0-2wt%,锶0.001-0.05wt%,铝0.001-0.01wt%,其余为铅。
3.如权利要求1所述的一种锌电积用压延铅合金阳极材料的制备方法,其特征在于:步骤(2)中,所述保护气体为氩气、氦气、中的一种。
4.如权利要求1所述的一种锌电积用压延铅合金阳极材料的制备方法,其特征在于:步骤(2)中,所述压延铅合金的压延形变总量不低于80%。
5.如权利要求1所述的一种锌电积用压延铅合金阳极材料的制备方法,其特征在于:步骤(3)中,当压延铅合金的压延形变总量低于85%时,采用的处理条件为:180-210℃,30-60min。
6.如权利要求1所述的一种锌电积用压延铅合金阳极材料的制备方法,其特征在于:步骤(3)中,当压延铅合金的压延形变总量不低于85%时,采用的处理条件为:210-270℃,3-8min。
7.如权利要求1所述的一种锌电积用压延铅合金阳极材料的制备方法,其特征在于:步骤(2)中,所述冷却的冷却速率为2℃/min。
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