CN103160700A - 一种避免熔炼铅合金时添加元素烧损的方法 - Google Patents

一种避免熔炼铅合金时添加元素烧损的方法 Download PDF

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吕旭东
袁学韬
华志强
王磊
李弢
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Abstract

本发明公开了属于电积锌用铅合金阳极材料及其制备技术领域的一种避免在熔炼阶段添加元素烧损方法。该方法预先制备铅合金中所需各种易烧损元素的母合金，如铅钙母合金，铅锶母合金等，制备出的母合金经过检测，可以精确得知其元素含量，含量一般在2Wt％～20Wt％左右。根据最终所要铅合金的成分，计算各种母合金与铅的用量。将铅熔化后加入母合金，机械或涡流搅拌，去除浮渣，浇铸成锭，供后续加工使用。采用本发明的方法可以有效避免添加元素的烧损，精确控制铅合金的成分，制备出的铅合金预计成分与实际成分相对偏差低于2％，满足实际使用要求。在湿法电积锌过程中可以避免因成分不稳定而导致的阳极板易腐蚀，生产电耗高等问题。

Description

一种避免熔炼铅合金时添加元素烧损的方法
技术领域
本发明属于金属熔炼技术领域，特别涉及一种避免制备铅合金惰性阳极时在熔炼阶段添加元素烧损方法。本发明的方法制备出的铅合金铸锭经过轧制剪切后制备成铅合金惰性阳极板，用途广泛，如湿法冶金中的电积锌，电积铜，亦可用于电化学废水处理以及铅酸蓄电池等领域。
背景技术
目前电积锌，电积铜，以及铅酸蓄电池企业广泛采用铅合金作为电极，如铅锑合金，铅钙合金，铅锡合金、铅钙银锑合金，铅钙锡合金，铅银钙锶，以及其他掺入稀土元素的铅合金等等，其制备工艺一般为熔炼，浇铸，轧制，剪切。在熔炼阶段，钙，锶等添加元素烧损严重，通常可以采用真空熔炼的方法来避免烧损，但是对于大工业生产，将导致成本急剧上升。因此一般采用加入过量元素来弥补烧损的损失，但是烧损量的控制很难，受每次加入各种元素时的温度，熔炼时间以及加入元素的形态影响很大，导致铅合金成分很难精确达到预计的设计值，使得最终制备出的铅合金极板质量不稳定。
因此急需一种合适的方法避免在熔炼过程添加元素的烧损。
发明内容
本发明的目的是提供一种避免添加元素烧损，成分稳定的铅合金，为后续制备各种铅基合金极板奠定基础。
本发明提供的一种避免熔炼铅合金时添加元素烧损的方法，其特征在于，将所需合金中的易烧损添加元素预先制备母合金，然后再次与纯铅一起熔炼，从而达到避免烧损的目的。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现。
1预先制备铅合金中所需各种易烧损元素的母合金，如铅钙母合金，铅锶母合金等，该过程会发生烧损，但是制备出的母合金经过检测，可以精确得知其元素含量。
2将制备出的母合金进行化学法成分检测，得到母合金中各种易烧损元素如铅、锶等元素的精确含量，易烧损元素的母合金中，易烧损元素的含量一般在2wt％～20wt％左右
3根据最终所要铅合金的成分，计算各种母合金的用量，配料。
4熔炼时加入预先制备的易烧损元素的母合金。
5熔炼时搅拌，搅拌方式：涡流搅拌(仅对于工频炉)或机械搅拌。
6将熔炼好的合金进行浇铸。
在熔体温度为450～600℃时加入预先制备的易烧损元素的母合金。
所述易烧损元素为钙、锶、或锡中的一种或几种；所述母合金为铅钙母合金、铅锶母合金、铅锡母合金中的任意一种或几种。
本发明的有益效果为：采用本发明的方法能有效避免添加元素烧损，最终制备出的铅合金预计成分与实际成分，最终相对偏差低于2％，满足实际使用要求。采用本发明的方法可以获得成分可以精确控制的铅合金。
具体实施方式
下面的实施例可以使本专业技术人员更全面的理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
实施例1
制备铅银钙锶合金(银含量0.2wt％，钙含量0.08wt％，锶含量0.05wt％)，步骤如下：
1将100公斤纯铅加热熔化，升温至450℃，加入3.5公斤钙，使用钟罩将钙压入铅液面下，避免其与空气接触，最大程度上减少其烧损。待钙全部溶解于铅液后，保温十分钟(伴随搅拌)。降温至400℃，浇铸，制备出铅钙母合金铸锭。
2将100公斤纯铅加热熔化，升温至600℃，加入7公斤锶，使用钟罩将钙压入铅液面下，避免其与空气接触，最大程度上减少其烧损。待锶全部溶解于铅液后，保温十分钟(伴随搅拌)。降温至400℃，浇铸，制备出铅锶母合金铸锭。
3化学法测试上述铅钙合金成分，铅钙合金中钙含量为2.51％，铅锶合金中锶含量为4.98％
4按所需含量计算需要纯银(银在铅合金中没有烧损，可以直接在下一步骤中加入，不用制备母合金，)母合金以及纯铅的量。配比如下：铅钙母合金47.81kg，铅锶母合金15.1kg，纯银3kg，纯铅1434.1kg。
5将纯铅放入炉中加热至600℃，放入银，保温10分钟，降温至530℃，放入铅钙母合金，铅锶母合金，待母合金融化后保温15分钟。上述整个过程需要加搅拌，以保证铅合金溶液成分均匀。
6降温至500℃，将铅合金液倒出铸锭。
实施例2
制备铅钙锡合金(钙含量0.5wt％，锡含量1.5wt％)，步骤如下：
1将50公斤纯铅加热熔化，升温至500℃，加入3公斤钙(块状)，使用钟罩将钙压入铅液面下，避免其与空气接触，最大程度上减少其烧损。待钙全部溶解于铅液后，保温十分钟(伴随搅拌)。降温至350℃，浇铸，制备出铅钙母合金铸锭。
2将50公斤纯铅加热熔化，升温至550℃，加入5.5公斤锡(块状)，待锡全部溶解于铅液后，保温十分钟(伴随搅拌)。降温至400℃，浇铸，制备出铅锡母合金铸锭。
3化学法测试上述铅钙合金成分，铅钙合金中钙含量为5.02％，铅锡合金中锡含量为10.3％
4按所需含量计算需要母合金以及纯铅的量。配比如下：铅钙母合金9.96kg，铅锡母合金14.56kg，纯铅75.48kg。
5将纯铅放入炉中加热至500℃，放入铅钙母合金，铅锡母合金，待母合金融化后保温30分钟。上述整个过程需要加搅拌，以保证铅合金溶液成分均匀。
6降温至450℃，将铅合金液倒出铸锭。
下表为最终制备出的铅合金预计成分与实际成分，最终相对偏差低于2％，满足实际使用要求。
Figure BDA0000122177000000041
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种避免熔炼铅合金时添加元素烧损的方法，其特征在于该方法包括如下步骤：
(1)预先制备铅合金中所需各种易烧损元素的母合金；
(2)将制备出的母合金进行化学法成分检测，得到母合金中各种易烧损元素的精确含量；
(3)根据最终所要铅合金的成分，计算各种母合金的用量，配料；
(4)熔炼时加入预先制备的易烧损元素的母合金；
(5)熔炼时搅拌；
(6)将熔炼好的合金进行浇铸。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在熔体温度为450～600℃时加入预先制备的易烧损元素的母合金。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述易烧损元素为钙、锶、或锡中的一种或几种；所述母合金为铅钙母合金、铅锶母合金、铅锡母合金中的任意一种或几种。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：易烧损元素的母合金中，易烧损元素的含量为2wt％～20wt％。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：搅拌方式为涡流搅拌或机械搅拌。
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