CN101805836B - 一种用于蓄电池正极板的铅锑镉合金的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于蓄电池正极板的铅锑镉合金的制备方法,以还原铅为原料,步骤如下:(1)加热铅原料使其熔化,熔化后再升温至400~500℃,加入氢氧化钠除去砷、锡,得到除去砷、锡的铅液;(2)将除去砷、锡的铅液降温至320~350℃,加红磷除铜;得到除铜后的铅液;(3)在420~460℃下向除铜后的铅液中加入母锑得到加锑后的铅液;(4)将加锑后的铅液降温到380~400℃,再加入镉搅拌均匀,冷却后得到铅锑镉合金。本发明方法可缩短合金配制周期,一般只需9个小时,而原工艺需15个小时,从而降低了铅由于氧化造成的损耗,以提高了铅的利用率,同时也减少了燃油、煤、电等的用量,也达到了降低成本的目的。
Description
技术领域
本发明涉及冶金技术领域,尤其涉及一种铅锑镉合金的制备方法。
背景技术
现有技术中有关铅的熔炼,例如中国发明专利申请00127576.3中公开了一种无污染含铅废弃物再生纯铅冶炼工艺,将含铅废弃物熔化,加入木屑,及以锑、锡、砷含量加入氢氧化钠、硝酸钠,加片碱,硝酸钠搅拌,按分析铜的含量加入赤磷,搅拌机搅拌后去除渣得再生纯铅。
中国发明专利申请200510008645.01中公开了一种废蓄电池火法精练精铅的方法,包括下列步骤:a、废铅熔化;b、除锑:在温度为500-650℃时加入占废铅重量的二十到十分之一的废蓄电池,搅拌,同时加入占废铅重量的四十到二十分之一的氢氧化钠或碳酸钠或碳酸氢钠三到四次,除锑时间为3-4小时,将浮在铅液上面的锑渣捞去;c、除铜:降温到320-350℃,加入占废铅重量的1-1.2%赤磷进行除铜;反应时间为2-3小时,将浮在铅液上面的铜渣捞去。
但用于蓄电池正极板的铅锑镉合金中,有一定量的锑,如果按照现有技术的制备方法在熔炼的同时保留锑时较难做到的,主要靠后续放入添加,这样势必增加成本。
发明内容
本发明提供一种成本低的铅锑镉合金的制备方法。
一种用于蓄电池正极板的铅锑镉合金的制备方法,以还原铅为原料,步骤如下:
(1)加热铅原料使其熔化,熔化后再升温至400~500℃,加入氢氧化钠与砷、锡形成渣滓,除去渣滓,得到除去砷、锡的铅液。
步骤(1)中所述的还原铅,也称毛铅,是以废铅做原料,重新回炉冶炼而得,Pb含量通常在96%-98%左右。
加入氢氧化钠时的温度优选450℃,加入氢氧化钠后搅拌20~30分钟
氢氧化钠与铅原料的重量比0.005~0.008∶1;由于铅原料中杂质有限,所以在此用量范围内的氢氧化钠基本可以与需要除去的砷、锡反应完全除去杂质。
此步骤中,并没有采用现有技术加入氯化钠或硝酸钠,这样可以保证在除去砷、锡的同时不会将锑除去,由于最终产品中要求含有锑,这样就可以适当甚至完全的节省需要补加的锑。
(2)将除去砷、锡的铅液降温至320~350℃,加红磷(赤磷)除铜,红磷与铜形成渣滓浮在铅液上,除去该渣滓,得到除铜后的铅液。
其中红磷与铅原料中铜的重量比为1.8~3∶1。红磷的加入一般分3~5批,每批间隔半小时左右,一般除铜的过程在2~4小时左右。
(3)如果需要加锑的话,在420~460℃向除铜后的铅液中加入锑(一般采用母锑,即含锑30%的铅),直至锑的含量达到要求,加入锑后搅拌均匀(一般搅拌15~30分钟)得到加锑后的铅液。如果除铜后的铅液中锑含量已经达到要求,那么就不需要补加锑了。
一般情况下,要求铅锑镉合金中锑与铅的质量比1.55~1.75%(即0.0155~0.0175∶1)。
(4)将加锑后的铅液降温到380~400℃,再加入纯镉搅拌均匀(一般搅拌15~30分钟),冷却后得到铅锑镉合金。
一般情况下,要求铅锑镉合金中镉与铅的质量比为1.75%。
本发明中因为锑的保留,在合金配制中只需少加或不加金属锑,从而大大的降低了成本。本发明中先补加锑后加镉,主要考虑了温度的影响,可以在加完锑后顺势降温再加镉,如果先加镉的话,需要升温加锑,镉可能损耗。
本发明方法对成品合金铅结构并未改变,仅是对制备方法的改进,而且通过其他元素的可利用还可改善合金的晶体结构,优化合金的性能。
本发明方法可缩短合金配制周期,一般只需9个小时,而原工艺需15个小时,从而降低了铅由于氧化造成的损耗,以提高了铅的利用率,同时也减少了燃油、煤、电等的用量,也达到了降低成本的目的。
附图说明
图1a~1d分别为实施例1制备的铅锑镉合金的放大350倍、1000倍、10000倍和50000倍的电镜SEM图;
图2a~2d分别为实施例2制备的铅锑镉合金的放大350倍、1000倍、10000倍和50000倍的电镜SEM图;
图3a~3d分别为实施例3制备的铅锑镉合金的放大350倍、1000倍、10000倍和50000倍的电镜SEM图。
具体实施方式
实施例1
(1)加热还原铅30吨,使其熔化,熔化后再升温至400℃,加入氢氧化钠150公斤,搅拌20分钟。氢氧化钠与砷、锡形成渣滓,除去渣滓,得到除去砷、锡的铅液。
(2)将除去砷、锡的铅液降温至320℃,分4批,共加红磷50公斤(经检验,红磷质量是还原铅中铜质量的1.8倍),红磷与铜形成渣滓浮在铅液上,除去该渣滓,得到除铜后的铅液。
(3)在420℃向除铜后的铅液中加入母锑300公斤,加入母锑后搅拌30分钟得到加锑后的铅液;
(4)将加锑后的铅液降温到400℃,再加入纯镉500公斤搅拌30分钟,冷却后得到铅锑镉合金,经检验,锑与铅的质量比1.6%,镉与铅的质量比1.75%。这样保留了还原铅中原有的锑,减少了锑的补加量,降低了成本。
将制备的铅锑镉合金取样电镜分析,从图1a~1d可以看出:
(1)在制样过程中发生了明显的磨料粒子镶嵌现象。
(2)从高倍放大照片看,铅(合金)晶粒以粒状形式,粒子很小。
(3)铅(合金)组织比较紧密,无明显孔隙。
实施例2
(1)加热还原铅30吨,使其熔化,熔化后再升温至500℃,加入氢氧化钠180公斤,搅拌30分钟。氢氧化钠与砷、锡形成渣滓,除去渣滓,得到除去砷、锡的铅液。
(2)将除去砷、锡的铅液降温至320℃,分4批,共加红磷52公斤(经检验,红磷质量是还原铅中铜质量的3倍),红磷与铜形成渣滓浮在铅液上,除去该渣滓,得到除铜后的铅液。
(3)在450℃向除铜后的铅液中加入母锑240公斤,加入母锑后搅拌30分钟得到加锑后的铅液;
(4)将加锑后的铅液降温到400℃,再加入纯镉500公斤搅拌20分钟,冷却后得到铅锑镉合金,经检验,锑与铅的质量比1.6%,镉与铅的质量比1.75%。这样保留了还原铅中原有的锑,减少了锑的补加量,降低了成本。
将制备的铅锑镉合金取样电镜分析,从图2a~2d可以看出:
(1)在制样过程中发生了明显的磨料粒子镶嵌现象。
(2)从高倍放大照片看,铅(合金)晶粒以粒状形式,粒子很小,但部分区域粒子非常细小。
(3)铅(合金)组织比较紧密,无明显孔隙。
实施例3
(1)加热还原铅30吨,使其熔化,熔化后再升温至450℃,加入氢氧化钠200公斤,搅拌20分钟。氢氧化钠与砷、锡形成渣滓,除去渣滓,得到除去砷、锡的铅液。
(2)将除去砷、锡的铅液降温至320℃,分4批,共加红磷55公斤(经检验,红磷质量是还原铅中铜质量的2倍),红磷与铜形成渣滓浮在铅液上,除去该渣滓,得到除铜后的铅液。
(3)在420℃向除铜后的铅液中加入母锑400公斤,加入母锑后搅拌30分钟得到加锑后的铅液;
(4)将加锑后的铅液降温到390℃,再加入纯镉505公斤搅拌30分钟,冷却后得到铅锑镉合金,经检验,锑与铅的质量比1.7%,镉与铅的质量比1.75%。这样保留了还原铅中原有的锑,减少了锑的补加量,降低了成本。
将制备的铅锑镉合金取样电镜分析,从图3a~3d可以看出:
(1)在制样过程中发生了明显的磨料粒子镶嵌现象。
(2)从高倍放大照片看,铅(合金)有细枝状或粗针状组织,其中晶粒很小。
(3)铅(合金)组织比较紧密,无明显深孔。
Claims (2)
1.一种用于蓄电池正极板的铅锑镉合金的制备方法,以还原铅为原料,其特征在于,步骤如下:
(1)加热还原铅使其熔化,熔化后再升温至400~500℃,加入氢氧化钠除去砷、锡,得到除去砷、锡的铅液;加入氢氧化钠时的温度为450℃,加入氢氧化钠后搅拌20~30分钟;所述的氢氧化钠与还原铅的重量比0.005~0.008∶1;
(2)将除去砷、锡的铅液降温至320~350℃,加红磷除铜;得到除铜后的铅液;所述的红磷与还原铅中铜的重量比为1.8~3∶1;
(3)在420~460℃下向除铜后的铅液中加入锑得到加锑后的铅液;
(4)将加锑后的铅液降温到380~400℃,再加入镉搅拌均匀,冷却后得到铅锑镉合金;所述的铅锑镉合金中锑与铅的质量比为1.55~1.75%,镉与铅的质量比为1.75%。
2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,红磷的加入分3~5批,每批间隔半小时。
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