CN101667639B - 一种稀土合金电池锌粉的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种稀土合金电池锌粉的制造方法，包括以下步骤：1)用壁上设有小孔的压铸设备将稀土金属镧、钇、铈压入锌液中直接产生锌稀土中间合金；2)将制得的锌稀土中间合金熔于锌液中制成需要的稀土金属浓度的锌稀土合金锌液。与已有技术相比，本发明由于制造的第一步采用了直接将稀土金属压入锌液中的合金制造方法，稀土金属是完全“浸泡”在锌液中的，可以很大程度地避免稀土金属与空气接触而氧化。
Description
【技术领域】
本发明涉及碱性锌锰电池负极锌粉的制造，特别是稀土等难熔金属合金锌粉的制造。
【背景技术】
一般碱性锌锰电池专用无汞锌粉采用铟、铋、钙、铝、镁等缓蚀添加剂，但在必要时需添加镧、钇、铈等稀土金属，且稀土金属含量控制在0.003～0.1％范围内的某个精确值。而稀土金属难熔于锌且在空气中易氧化，这就很难保证稀土金属精确地添加入锌粉里。
其次，直接将镧、钇、铈等稀土金属添加入锌粉的制造过程中，由于使用带铁质的工具而造成锌粉中的铁杂质超标(电池锌粉中铁含量要求小于3PPM)。
说明：PPM：是表示浓度的单位，用溶质质量占全部溶液质量的百万分比来表示的浓度，也称百万分比浓度。ppm就是百万分率或百万分之几。
【发明内容】
本发明的目的为了克服稀土金属添加不精确、铁杂质超标的缺陷，提供一种保证稀土金属精确地添加入锌粉里的制造方法，一种稀土合金电池锌粉的制造方法，包括以下步骤：
1)用壁上设有小孔的压铸设备将稀土金属镧、钇、铈压入锌液中直接产生锌-稀土中间合金；
2)将制得的锌-稀土中间合金熔于锌液中制成需要的稀土金属浓度的锌-稀土合金锌液。其中“需要的稀土金属浓度”是指技术人员根据实际的需要而配制的浓度，本发明的优势在于其需要配制的浓度可根据需要而调整，其中优选的质量浓度为镧0.003％-0.1％、钇0.003％-0.1％、铈0.003％-0.1％，其余成分为锌。稀土金属的状态优选为粉末或微小碎屑状(直径约为5-1000微米)。
本发明优选的技术方案为：所述压铸设备的制备材料为熔点高于1550℃的压铸材料，优选高纯石墨、碳化硅、高温水泥复合材料等非金属材料，高纯石墨是指纯度为95％以上的可用于压铸的石墨。
本发明优选的技术方案为：所述锌-稀土中间合金的稀土质量含量为0.5～10％。
本发明优选的技术方案为：所述需要的稀土金属浓度的锌-稀土合金锌液的稀土质量含量为0.003～0.1％。
本发明优选的技术方案为：所述压铸设备壁上布满小孔。
本发明优选的技术方案为：所述压铸设备壁上每平方厘米设有1至10个小孔。
本发明优选的技术方案为：用锌粉雾化器将锌液雾化制成锌粉。
与已有技术相比，本发明由于制造的第一步采用了直接将稀土金属压入锌液中的合金制造方法，稀土金属是完全“浸泡”在锌液中的，可以有效地避免稀土金属与空气接触而氧化，从而提高了稀土金属的回收率，回收率在80％～100％。
一般现有的制造稀土含量0.003～0.1％的锌-稀土合金锌粉方式在稀土含量的控制上存在30％～1000％或更大的偏差，这对于无汞锌粉的微量元素控制是不能接受的。而本法可将稀土含量偏差控制在30％或更加严格。有利于无汞锌粉产品品质控制。
【附图说明】
图1为本发明一种稀土合金电池锌粉的制造方法中将稀土金属装入压熔器的结构示意图。
附图中各标记名称如下：熔炉1、锌液2、压熔器3、稀土金属4。
【具体实施方式】
下面给出实施例以对本发明进行具体描述，有必要在此指出的是以下实施例只用于对本发明作进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员根据本发明内容对本发明作出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
简单示意如图1，将稀土金属4装入压熔器3(压熔器壁上有许多小孔)中，完全“浸泡”在锌液2里，在一定的锌液温度下可保证稀土金属不被氧化的与锌形成合金。从示意图较易理解：因固体稀土金属在锌液完全可浮起来而氧化。而采用本装置锌液可逐步侵蚀稀土金属行成锌-稀土合金。有点象将稀土金属压入锌液熔化而形象的取名。稀土金属的熔点很高，本发明解决合金难的问题不像现有技术那样停留在液-液相合金的老思路，而本发明另辟蹊径，采用液-固相合金方法，即本发明采用了液-固相合金方法，粉末或微小碎屑状(直径约为5-1000微米)的稀土金属还没熔，但在锌液中可以固态行式渗透进锌液中，这就是为什么看起来象压入。
实施例1：
用壁上设有小孔的由高纯石墨材料制成的压铸设备(又称“压熔器”，每平方厘米的设有8个小孔)，将5g微小碎屑状的稀土金属镧、钇、铈放入压熔器，其中镧∶钇∶铈质量比为1∶1∶1。在熔融状态下，将上述稀土金属压入锌液中直接产生锌-稀土中间合金，稀土金属质量浓度为8％；将制得的锌-稀土中间合金熔于锌液中制成需要的稀土金属浓度的锌-稀土合金锌液，稀土金属总浓度为0.1％。
本发明与已有技术相比，本发明由于制造的第一步采用了直接将稀土金属压入锌液中的合金制造方法，稀土金属是完全“浸泡”在锌液中的，有效地避免稀土金属与空气接触而氧化。有效地提高了稀土金属的回收率，回收率为85％。第二步是定量配制，减少了稀土金属的含量误差，本法可将稀土含量偏差控制在30％。
实施例2：
用壁上设有小孔的由高纯石墨材料制成的压铸设备(又称“压熔器”，每平方厘米的设有6个小孔)，将8g微小碎屑状的稀土金属镧、钇、铈放入压熔器，其中镧∶钇∶铈质量比为1∶1∶1。在熔融状态下，将上述稀土金属压入锌液中直接产生锌-稀土中间合金，稀土金属质量浓度为12％；将制得的锌-稀土中间合金熔于锌液中制成需要的稀土金属浓度的锌-稀土合金锌液，稀土金属总浓度为0.2％。
本发明与已有技术相比，本发明由于制造的第一步采用了直接将稀土金属压入锌液中的合金制造方法，稀土金属是完全“浸泡”在锌液中的，有效地避免稀土金属与空气接触而氧化。有效地提高了稀土金属的回收率，回收率为100％。第二步是定量配制，减少了稀土金属的含量误差，本法可将稀土含量偏差控制在25％。
Claims (5)
1.一种稀土合金电池锌粉的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）用壁上设有小孔的压铸设备将稀土金属镧、钇、铈压入锌液中直接产生锌-稀土中间合金；
2）将制得的锌-稀土中间合金熔于锌液中制成需要的稀土金属浓度的锌-稀土合金锌液；
其中所述压铸设备的制备材料是高纯石墨、碳化硅或高温水泥复合材料。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于：所述压铸设备壁上布满小孔，每平方厘米设有1至10个小孔。
3.根据权利要求1所述方法，其特征在于：所述锌-稀土中间合金的稀土质量含量为0.5～10％。
4.根据权利要求1所述方法，其特征在于：所述需要的稀土金属浓度的锌-稀土合金锌液的稀土质量含量为0.003～0.1％。
5.根据权利要求2所述方法，其特征在于：用锌粉雾化器将锌液雾化制成锌粉。
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