CN104894603A - 一种电解制备镁-铅合金的方法 - Google Patents

一种电解制备镁-铅合金的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104894603A
CN104894603A CN201410079470.1A CN201410079470A CN104894603A CN 104894603 A CN104894603 A CN 104894603A CN 201410079470 A CN201410079470 A CN 201410079470A CN 104894603 A CN104894603 A CN 104894603A
Authority
CN
China
Prior art keywords
magnesium
electrolysis
lead alloy
magnesium chloride
metal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201410079470.1A
Other languages
English (en)
Inventor
王世栋
火焱
叶秀深
李�权
吴志坚
朱军
庞全世
谭忠
赵世帮
刘伟朝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Qinghai Sunglow Magnesium Co ltd
Qinghai Institute of Salt Lakes Research of CAS
Original Assignee
Qinghai Sunglow Magnesium Co ltd
Qinghai Institute of Salt Lakes Research of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Qinghai Sunglow Magnesium Co ltd, Qinghai Institute of Salt Lakes Research of CAS filed Critical Qinghai Sunglow Magnesium Co ltd
Priority to CN201410079470.1A priority Critical patent/CN104894603A/zh
Publication of CN104894603A publication Critical patent/CN104894603A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)

Abstract

本发明属于合金材料技术领域，具体公开了一种电解制备镁-铅合金的方法。该方法包括：采用电解槽，以含水氯化镁为电解原料，在600-850℃对所述电解原料进行电解，在所述电解槽底部生成镁-铅合金；所述电解的电解质体系为氯化镁+碱金属的氯化物或氯化镁+碱金属的氯化物+碱土金属的氯化物，所述电解质体系中氯化镁的含量为5wt%-30wt%。本发明采用含水氯化镁，而不是无水氯化镁为电解原料电解制备镁-铅合金，可显著降低镁-铅合金的制备成本。所采用的电解温度较低，原料挥发损失少，物料消耗少；降低了电解设备的耐热、耐蚀性能要求，因而降低了设备的成本。

Description

一种电解制备镁-铅合金的方法
【技术领域】
本发明属于合金材料技术领域，特别涉及一种电解制备镁-铅合金的方法。
【背景技术】
铅及铅合金可用作核屏蔽材料和蓄电池材料，铅作为合金化元素可提高材料的耐腐蚀性能。目前，制备铅合金的方法有金属熔炼、热还原和熔盐电解法；金属熔炼和热还原法存在生产过程复杂、能耗高、金属烧损较大和合金成分不均匀等缺点。熔盐电解法的制备工艺和设备比较简单，可在较低温度下生产，得到的合金成分均匀。
用熔盐电解法电解制备镁-铅合金时，一般以金属铅或铅含量较高的铅-镁合金为阴极，以无水氯化镁为原料进行电解制备。如Gkhan Demirci和shakKarakaya在MgCl2-NaCl-KCl熔盐电解质体系中（MgCl2含量7-20wt%），添加1wt%的NaF、以Pb为阴极、在690℃熔盐电解制备Mg-Pb合金（Gkhan Demirci,shak Karakaya,Journal of Alloys and Compounds,439(2007)237-242）。电解原料无水氯化镁主要由水氯镁石（MgCl2·6H2O）除杂后脱水而制得。在MgCl2·6H2O的脱水过程中，脱除4个结晶水得到MgCl2·2H2O比较容易，靠热处理就可实现，MgCl2·2H2O的两个结晶水脱除困难，需要在高温和氯气或氯化氢气体保护下进行脱水，才能得到无水氯化镁，否则会由于镁离子的水解而生成氧化镁。由于无水氯化镁制备条件苛刻，使得无水氯化镁的制备成本较高，使得以无水氯化镁为原料电解制备镁-铅等镁合金的成本也较高。
我国盐湖资源丰富，以青海的盐湖最具代表性。在氯化钾的生成过程中，每产1吨氯化钾，就会副产8-10吨氯化镁。在青海独特的气候条件下，提取钾盐以后的老卤只要经过简单的盐田蒸发，就可以获得水氯镁石(MgCl2·6H2O)固体。
铅合金的制备方法包括金属熔炼、热还原和熔盐电解法。金属熔炼和热还原法存在生产过程复杂、能耗高、金属烧损较大和合金成分不均等缺点。熔盐电解法制备镁-铅合金时，以无水氯化镁为原料，其制备条件苛刻，制备成本高，使得以无水氯化镁为原料电解制备镁-铅合金的综合成本也较高。
【发明内容】
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种电解制备镁-铅合金的方法。
本发明的目的通过以下技术方案实现：一种电解制备镁-铅合金的方法，包括：采用电解槽，以含水氯化镁为电解原料，在600-850℃对所述电解原料进行电解，在所述电解槽底部生成镁-铅合金。
所述电解的电解质体系为氯化镁+碱金属的氯化物或氯化镁+碱金属的氯化物+碱土金属的氯化物，所述电解质体系中氯化镁的含量为5wt%-30wt%;
所述电解质体系中优选加入氟化物。
所述氟化物的加入量为0.5wt%-2wt%。
所述氟化物为氟化钠或氟化钙。
所述电解的阳极电流密度为0.1-3.0A/cm2，优选为0.1-0.5A/cm2。
所述电解的阴极电流密度为1-1.5A/cm2，优选为1-1.1A/cm2。
所述电解的阴极为下沉阴极；
所述阴极的材料为金属或金属合金；
所述金属优选为铅；所述金属合金优选为镁-铅合金。
所述电解的阳极为石墨。
所述电解槽的电压为3.5-5.5V。
本发明的发明机理：镁离子在液态阴极上放电还原为金属镁，进入液态阴极内，形成镁-铅合金。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及有益效果：
本发明采用含水氯化镁，而不是无水氯化镁为电解原料电解制备镁-铅合金，避开氯化镁完全脱水对设备的苛刻要求以及完全脱水的成本增加，可显著降低镁-铅合金的制备成本。所采用的电解温度较低，原料挥发损失少，物料消耗少；降低了电解设备的耐热、耐蚀性能要求，因而降低了设备的成本。
【具体实施方式】
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的保护范围并不限于此。
实施例1
以MgCl2-KCl-NaCl为电解质体系，各成分的质量百分含量分别为15%、50%、35%，电解质总质量为800g。以30g铅液为下沉阴极，阴极导流体采取上插式，石墨坩埚兼作阳极，电解温度680℃，电解电压4.5-5.1V，阳极电流密度为0.1A/cm2，阴极电流密度为1.1A/cm2，每30min向电解槽补充加入15g的二水氯化镁。经过2小时10A的恒电流电解，在电解槽底部产生了成分均匀的镁-铅合金33.75g，合金中镁含量为20wt%，电流效率74%。
实施例2
以MgCl2-LiCl-CaCl2-CaF2为电解质体系，各成分的质量百分含量分别为10%、50%、39%、1%，电解质总质量为800g。以30g铅液为下沉阴极，石墨为阳极，电解温度650℃，电解电压4.0-4.8V，阳极电流密度为0.5A/cm2，阴极电流密度为1.1A/cm2，每30min向电解槽补充加入15g二水氯化镁。经过2小时10A的恒电流电解，在电解槽底部生成了成分均匀的镁-铅合金33.56g，合金中镁含量为18wt%，电流效率67%。
实施例3
以MgCl2-KCl-NaCl为电解质体系，各成分的质量百分含量分别为15%、50%、35%，电解质总质量为800g。以30g铅液为阴极，阴极导流体采取上插式，石墨坩埚兼作阳极，电解温度680℃，电解电压4.5-5.1V，阳极电流密度为0.1A/cm2，阴极电流密度为1.1A/cm2，每30min向电解槽补充加入25g的六水氯化镁，加料方式采用滴漏方式。将电解原料放入底部有开口的容器内，放置于电解槽上方的边沿处进行加热，使得电解质原料熔化并从容器的底部开口处流入电解槽中。经过2小时10A的恒电流电解，在电解槽底部生成了成分均匀的镁-铅合金32.89g，合金中镁含量为18wt%，电流效率65%。
实施例4
以MgCl2-KCl-NaCl-NaF为电解质体系，各成分的质量百分含量分别为10%、50%、39.5%、0.5%，电解质总质量为800g，以30g铅液为阴极，阴极导流体采取上插式，石墨坩埚兼作阳极，电解温度680℃，电解电压4.5-5.3V，阳极电流密度为0.1A/cm2，阴极电流密度为1.0A/cm2，每30min向电解槽补充加入15g二水氯化镁，经过5小时10A的恒电流电解，在电解槽底部生成了成分均匀的镁-铅合金42.95g，合金产物中镁含量为40wt%，电流效率76%。
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种电解制备镁-铅合金的方法，其特征在于，包括：采用电解槽，以含水氯化镁为电解原料，在600-850℃对所述电解原料进行电解，在所述电解槽底部生成镁-铅合金。
2.根据权利要求1所述的电解制备镁-铅合金的方法，其特征在于，所述电解的电解质体系为氯化镁+碱金属的氯化物或氯化镁+碱金属的氯化物+碱土金属的氯化物，所述电解质体系中氯化镁的含量为5wt%-30wt%。
3.根据权利要求1所述的电解制备镁-铅合金的方法，其特征在于，所述电解质体系中加入氟化物，氟化物在电解质中的质量分数为0.5%-2%。
4.根据权利要求1所述的电解制备镁-铅合金的方法，其特征在于，所述电解的阳极电流密度为0.1-3.0A/cm2。
5.根据权利要求1所述的电解制备镁-铅合金的方法，其特征在于，所述电解的阴极电流密度为1-1.5A/cm2。
6.根据权利要求1所述的电解制备镁-铅合金的方法，其特征在于，所述电解槽的电压为3.5-5.5V。
7.根据权利要求1所述的电解制备镁-铅合金的方法，其特征在于，所述电解的阴极为下沉阴极；所述电解的阳极为石墨。
8.根据权利要求1所述的电解制备镁-铅合金的方法，其特征在于，所述阴极的材料为金属或金属合金。
9.根据权利要求8所述的电解制备镁-铅合金的方法，其特征在于，所述金属为铅；所述金属合金为镁-铅合金。
CN201410079470.1A 2014-03-05 2014-03-05 一种电解制备镁-铅合金的方法 Pending CN104894603A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410079470.1A CN104894603A (zh) 2014-03-05 2014-03-05 一种电解制备镁-铅合金的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410079470.1A CN104894603A (zh) 2014-03-05 2014-03-05 一种电解制备镁-铅合金的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104894603A true CN104894603A (zh) 2015-09-09

Family

ID=54027546

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410079470.1A Pending CN104894603A (zh) 2014-03-05 2014-03-05 一种电解制备镁-铅合金的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104894603A (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5593566A (en) * 1995-06-09 1997-01-14 General Motors Corporation Electrolytic production process for magnesium and its alloys
CN1772964A (zh) * 2005-10-28 2006-05-17 中国科学院长春应用化学研究所 低温下沉液态阴极电解制备镁稀土中间合金的方法
CN101280437A (zh) * 2007-12-27 2008-10-08 中国科学院长春应用化学研究所 镁-镧镨铈中间合金的制备方法
CN101613864A (zh) * 2009-07-29 2009-12-30 中国科学院青海盐湖研究所 熔盐电解法制备镁稀土合金的方法
CN101775627A (zh) * 2010-01-20 2010-07-14 中国科学院青海盐湖研究所 一种用水合氯化镁和氯化稀土电解制备镁稀土合金的方法
CN102220607A (zh) * 2011-05-25 2011-10-19 中国科学院青海盐湖研究所 用含水氯化物电解制备镁稀土合金的熔盐电解质组成
CN102424987A (zh) * 2011-12-19 2012-04-25 中国科学院长春应用化学研究所 稀土镁合金的制备方法
CN103184477A (zh) * 2013-03-11 2013-07-03 内蒙古昶泰资源循环再生利用科技开发有限责任公司 一种白云石生产稀土镁合金的工艺方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5593566A (en) * 1995-06-09 1997-01-14 General Motors Corporation Electrolytic production process for magnesium and its alloys
CN1772964A (zh) * 2005-10-28 2006-05-17 中国科学院长春应用化学研究所 低温下沉液态阴极电解制备镁稀土中间合金的方法
CN101280437A (zh) * 2007-12-27 2008-10-08 中国科学院长春应用化学研究所 镁-镧镨铈中间合金的制备方法
CN101613864A (zh) * 2009-07-29 2009-12-30 中国科学院青海盐湖研究所 熔盐电解法制备镁稀土合金的方法
CN101775627A (zh) * 2010-01-20 2010-07-14 中国科学院青海盐湖研究所 一种用水合氯化镁和氯化稀土电解制备镁稀土合金的方法
CN102220607A (zh) * 2011-05-25 2011-10-19 中国科学院青海盐湖研究所 用含水氯化物电解制备镁稀土合金的熔盐电解质组成
CN102424987A (zh) * 2011-12-19 2012-04-25 中国科学院长春应用化学研究所 稀土镁合金的制备方法
CN103184477A (zh) * 2013-03-11 2013-07-03 内蒙古昶泰资源循环再生利用科技开发有限责任公司 一种白云石生产稀土镁合金的工艺方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
GöKHAN DEMIRCI等: ""collection of magnesium in an Mg-Pb cathode placed at the bottom of the cell in MgCl2 electrolysis"", 《JOURNAL OF ALLOYS AND COMPOUNDS》 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101613864B (zh) 熔盐电解法制备镁稀土合金的方法
MY167225A (en) Rare-earth metal, rare-earth alloy and method for preparing the rare-earth metal and the rare-earth alloy by molten salt electrolysis
CA2698025A1 (en) Method for preparing metallic titanium by electrolyzing molten salt with titanium circulation
CN110494573A (zh) 用于由含锂的矿石制备氢氧化锂的方法
CN104947152A (zh) 熔盐电解精炼法制备高纯钛的方法
CN105886767A (zh) 一种铜铟镓硒废料的回收方法
CN103643258A (zh) 一种利用液态铝阴极法生产铝镁合金的方法
CN104372380B (zh) 一种低温熔盐法制备高纯铬
CN102925929A (zh) 一种熔盐电解生产金属钛的方法
CN102650064A (zh) 用于铝电解工业的钾冰晶石及其制备方法
CN102433572A (zh) 熔盐电解法制备镁钆合金的生产工艺
CN104313641B (zh) 一种用低品位铝土矿生产金属铝或铝镁合金的方法
CN107142490A (zh) 一种氯化镁电转化为高纯氧化镁的方法
CN104746106B (zh) 一种制备铝‑钪中间合金的熔盐电解方法
CN101942674B (zh) 高氯酸钾生产过程中废盐的回收利用方法
CN102703932B (zh) 铝电解过程中的电解质补充体系及其制备方法
CN103834970B (zh) 熔盐电解法制备镁‑锌中间合金的方法
CN102732914A (zh) 铝电解过程中的电解质及其补充体系的制备方法
CN107881531A (zh) 一种铝电解槽的复合阳极
CN104894603A (zh) 一种电解制备镁-铅合金的方法
CN102424987A (zh) 稀土镁合金的制备方法
CN102674420A (zh) 用于铝电解工业的低分子比冰晶石及其制备方法
CN107034487B (zh) 一种稀土熔盐电解质及电解生产方法
CN104388986A (zh) 一种熔盐电解法制备铜镁合金的生产工艺
CN104294314B (zh) 一种用粉煤灰制备铝镁合金的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20150909

RJ01 Rejection of invention patent application after publication