專利名稱：：鉛-鋁復(fù)合陽極板的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種鉛-鋁復(fù)合陽極板材料及其制備方法，本發(fā)明屬于電解
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
電鋅生產(chǎn)能耗的85%消耗在鋅的電積過程。電積過程的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)在很大程度上取決于陽極板的電化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度。采用鉛合金制作的不溶性陽極板。機(jī)械強(qiáng)度低，容易變形引起短路；使用壽命不長，影響電鋅的質(zhì)量。多年來，國內(nèi)外研究者嘗試過石墨、四氧化三鐵、二氧化錳、二氧化鉛以及鈦合金等材料，結(jié)果均在技術(shù)上存在著各種問題，未能應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐。事實(shí)上，若能解決比重大、強(qiáng)度低、導(dǎo)電性差的缺點(diǎn)，鉛合金應(yīng)是最適合用作陽極板的金屬。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是克服了現(xiàn)有鉛陽極材料存在的不足，提供了一種具有優(yōu)良導(dǎo)電性，又有較好的力學(xué)性能的鉛-鋁復(fù)合陽極板材料的制備方法。本發(fā)明的另一個目的是在工程技術(shù)上解決了鉛-鋁兩金屬彼此間的界面結(jié)合難點(diǎn)，提供了一種能生產(chǎn)具有高導(dǎo)電性又有較好的力學(xué)性能鉛-鋁復(fù)合陽極板的方法。本發(fā)明是通過下面的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的它以純鋁板或鋁合金板、純鉛或鉛銀合金和銅質(zhì)導(dǎo)電梁為原材料。其制造步驟為(1)切取鋁板l，其厚度為0.5-5.0mm，長度為120-2000mm，寬度為90-1000mm;(2)對鋁板1進(jìn)行酸蝕，去除氧化膜，然后在鋁板1表面鍍一層Zn或Sn或Mg或Sr或Ag;(3)選取純鉛或鉛銀合金，利用熔煉爐熔化純鉛或鉛銀合金；(4)將純鉛或鉛銀合金均勻地澆鑄在鋁板1周圍包裹鋁板，鋁板上端裸露10-200mm，形成包裹層2，鋁板每面純鉛或鉛銀合金的厚度3-25mm，鋁板的兩邊和底部為純鉛或鉛銀合金，其寬度為3-25mm;(5)將上述板材進(jìn)行軋制，使鋁板每面純鉛或鉛銀合金的厚度為1.0-5.0mm;(6)將銅質(zhì)導(dǎo)電梁3聯(lián)接固定在鋁板上，形成鉛-鋁復(fù)合陽極板。其中所述鋁板的成分為純鋁或lxxx系列鋁合金或3xxx系列鋁合金或5xxx系列鋁合金或6xxx系列鋁合金。進(jìn)行酸蝕前，也可對鋁板中間均勻分布開孔4。所述鉛銀合金為按重量計(jì)銀0.1-0.5%，其余為鉛。本發(fā)明的有益效果為鋁及鋁合金具有強(qiáng)度高，電導(dǎo)率高，比重小，價(jià)格低、加工性能優(yōu)良等特點(diǎn)，作為結(jié)構(gòu)材料和導(dǎo)電材料在許多行業(yè)得到了廣泛地應(yīng)用。鋁和鉛的物理及化學(xué)性能截然相反，但極具互補(bǔ)性。本發(fā)明結(jié)合了鋁、鉛材料材料各自的優(yōu)點(diǎn)，將鋁與鉛相配組成復(fù)合材料，可獲得強(qiáng)度高，電導(dǎo)率高，比重輕，節(jié)電好，耐硫酸腐蝕性能好，集結(jié)構(gòu)材料和功能材料于一體的新型材料。鉛-鋁梯度復(fù)合不溶性陽極板節(jié)電效果顯著(與傳統(tǒng)鉛-鈣-銀陽極板相比，槽電壓降低約180-200mv)，機(jī)械強(qiáng)度高(抗彎強(qiáng)度提高1至2倍)，重量輕(比傳統(tǒng)極板減輕約1/3)。而且，其加工成本和使用壽命與傳統(tǒng)極板相當(dāng)。在節(jié)能降耗日趨緊迫的冶金行業(yè)，鉛-鋁復(fù)合不溶性陽極板在鋅電解和銅電解領(lǐng)域的節(jié)能降耗具有重大經(jīng)濟(jì)價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。圖l為鉛-鋁復(fù)合陽極板結(jié)構(gòu)圖；圖2為鉛-鋁復(fù)合陽極板剖視圖；圖3為鉛-鋁復(fù)合陽極板結(jié)構(gòu)圖(鋁板開孔)；圖4為鉛-鋁復(fù)合陽極板剖視圖(鋁板開孔)。具體實(shí)施例實(shí)施例一首先選厚度0.5mm純鋁板，切成長120mm寬90mm，將鋁板中間均勻分布開孔，表面酸蝕，去除氧化膜，然后在鋁板表面鍍一層Zn，懸空放置在鑄模中，將純鉛均勻地澆鑄在鋁板周圍包裹鋁板，鋁板上端裸露10mm，形成包裹層，鋁板每面純鉛或鉛銀合金的厚度3mm，鋁板的兩邊和底部為純鉛，其寬度為3mm，將上述板材進(jìn)行軋制，使鋁板每面純鉛的厚度為lmm，將銅質(zhì)導(dǎo)電梁聯(lián)接固定在鋁板上，形成鉛-鋁復(fù)合陽極板。實(shí)施例二首先選5.0mm6xxx系列鋁合金板，切成長2000mm寬1000mm,將鋁板表面酸蝕，去除氧化膜，然后在鋁板表面鍍一層Sn，懸空放置在鑄模中，將鉛銀合金(銀0.1%，其余為鉛)均勻地澆鑄在鋁板周圍包裹鋁板，鋁板上端裸露200mm，形成包裹層，鋁板每面鉛銀合金的厚度25mm，鋁板的兩邊和底部為鉛銀合金，其寬度為25mm，將上述板材進(jìn)行軋制，使鋁板每面鉛銀合金的厚度為5mm，將銅質(zhì)導(dǎo)電梁聯(lián)接固定在鋁板上，形成鉛-鋁復(fù)合陽極板。實(shí)施例三首先選2.0mmlxxx系列鋁合金板，切成長1010mm寬650mm，將鋁板中間均勻分布開孔，表面酸蝕，去除氧化膜，然后在鋁板表面鍍一層Mg，懸空放置在鑄模中，將鉛銀合金(銀0.5%，其余為鉛)均勻地澆鑄在鋁板周圍包裹鋁板，鋁板上端裸露80mm，形成包裹層，鋁板每面鉛銀合金的厚度15mm，鋁板的兩邊和底部為鉛銀合金，其寬度為15mm，將上述板材進(jìn)行軋制，使鋁板每面鉛銀合金的厚度為2mm，將銅質(zhì)導(dǎo)電梁聯(lián)接固定在鋁板上，形成鉛-鋁復(fù)合陽極板。實(shí)施例四首先選3.5mm3xxx系列鋁合金板，切成長1500mm寬850mm，將鋁板中間均勻分布開孔，表面酸蝕，去除氧化膜，然后在鋁板表面鍍一層Sr，懸空放置在鑄模中，將鉛銀合金(銀0.3%，其余為鉛)均勻地澆鑄在鋁板周圍包裹鋁板，鋁板上端裸露110mm，形成包裹層，鋁板每面鉛銀合金的厚度12mm，鋁板的兩邊和底部為鉛銀合金，其寬度為12mm，將上述板材進(jìn)行軋制，使鋁板每面鉛銀合金的厚度為3mm，將銅質(zhì)導(dǎo)電梁聯(lián)接固定在鋁板上，形成鉛-鋁復(fù)合陽極板。實(shí)施例五首先選5mm5xxx系列鋁合金板，切成長1800mm寬900mm，將鋁板中間均勻分布開孔，表面酸蝕，去除氧化膜，然后在鋁板表面鍍一層Ag，懸空放置在鑄模中，將鉛銀合金(銀0.4%，其余為鉛)均勻地澆鑄在鋁板周圍包裹鋁板，鋁板上端裸露150mm，形成包裹層，鋁板每面鉛銀合金的厚度20mm，鋁板的兩邊和底部為鉛銀合金，其寬度為20mm，將上述板材進(jìn)行軋制，使鋁板每面鉛銀合金的厚度為4mm,將銅質(zhì)導(dǎo)電梁聯(lián)接固定在鋁板上，形成鉛-鋁復(fù)合陽極板。試驗(yàn)材料性能對比<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>從以上性能對比可以看出本發(fā)明的效果是使鋁-鉛復(fù)合電極的內(nèi)阻減少300600mV，強(qiáng)度提高1560%，重量減輕1040%，而且還具有優(yōu)良的電化學(xué)性能(極化、析氣)。權(quán)利要求1、一種鉛-鋁復(fù)合陽極板的制備方法，其步驟為(1)切取鋁板(1)，其厚度為0.5-5.0mm，長度為120-2000mm，寬度為90-1000mm；(2)對鋁板(1)進(jìn)行酸蝕，去除氧化膜，然后在鋁板(1)表面鍍一層Zn或Sn或Mg或Sr或Ag；(3)選取純鉛或鉛銀合金，利用熔煉爐熔化純鉛或鉛銀合金；(4)將純鉛或鉛銀合金均勻地澆鑄在鋁板(1)周圍包裹鋁板，鋁板上端裸露10-200mm，形成包裹層(2)，鋁板每面純鉛或鉛銀合金的厚度3-25mm，鋁板的兩邊和底部為純鉛或鉛銀合金，其寬度為3-25mm；(5)將上述板材進(jìn)行軋制，使鋁板每面純鉛或鉛銀合金的厚度為1-5mm；(6)將銅質(zhì)導(dǎo)電梁(3)聯(lián)接固定在鋁板上，形成鉛-鋁復(fù)合陽極板。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉛-鋁復(fù)合陽極板的制備方法，其特征是所述鋁板的成分為純鋁或lxxx系列鋁合金或3xxx系列鋁合金或5xxx系列鋁合金或6xxx系列鋁合金。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉛-鋁復(fù)合陽極板的制備方法，其特征是所述將鋁板中間均勻分布開孔(4)進(jìn)行酸蝕，去除氧化膜，然后在鋁板表面鍍一層Zn或Sn或Mg或Sr或Ag。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉛-鋁復(fù)合陽極板的制備方法，其特征是所述鉛銀合金為按重量計(jì)銀0.1-0.5%，其余為鉛。全文摘要本發(fā)明涉及一種鉛-鋁復(fù)合陽極板材料及其制備方法，本發(fā)明屬于電解
技術(shù)領(lǐng)域：
，它以純鋁板或鋁合金板、純鉛或鉛銀合金和銅質(zhì)導(dǎo)電梁為原材料，經(jīng)對純鋁板或鋁合金板采用酸蝕，去除氧化膜，然后在鋁板表面鍍一層其它金屬(如Ag、Mg、Sr、Zn或Sn)，將處理后的純鋁板或鋁合金板放入鑄模，均勻澆入純鉛或鉛銀合金液制成鉛-鋁復(fù)合陽極板坯，再軋制成鉛-鋁復(fù)合陽極板。本復(fù)合陽極板導(dǎo)電性好，可降低槽電壓，省電，復(fù)合陽極板的強(qiáng)度高，不易變形。文檔編號C25C7/02GK101126166SQ20071006592公開日2008年2月20日申請日期2007年6月1日優(yōu)先權(quán)日2007年6月1日發(fā)明者鋼楊,王吉坤申請人:云南冶金集團(tuán)總公司