本發(fā)明屬于冶金工藝技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便的節(jié)能抗腐蝕的Pb-Ag-La合金陽(yáng)極板的制作方法。

背景技術(shù)：

電解工程，特別是電化學(xué)工業(yè)和電冶金工業(yè)都離不開(kāi)電極材料。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，陽(yáng)極反應(yīng)能耗占鋅電積總能耗53%以上，氧氣的析出占陽(yáng)極反應(yīng)能耗的45%以上。近年來(lái)，針對(duì)陽(yáng)極材料的改性研究不斷有報(bào)道，添加不同合金元素、涂層及結(jié)構(gòu)，具有優(yōu)良性能的電極制成。

鉛基涂層陽(yáng)極：陽(yáng)極表面涂覆一層具有電催化作用的電涂層，可降低陽(yáng)極析氧過(guò)電位，達(dá)到降耗的目的，IrO₂、RuO₂具有良好的析氧電催化活性和高的化學(xué)穩(wěn)定性，被認(rèn)為是理想的電催化材料。但是隨著使用時(shí)間的增加，降低程度降低，分析原因是表面涂層逐步溶解，該陽(yáng)極在制作成本和使用壽命存在問(wèn)題，限制了該類(lèi)陽(yáng)極的推廣應(yīng)用。

鉛基合金陽(yáng)極：具有使用壽命長(zhǎng)，制備工藝簡(jiǎn)單，與傳統(tǒng)鉛銀陽(yáng)極生產(chǎn)工藝差異不大。如鉛銀鈣鍶陽(yáng)極，耐腐蝕性能和力學(xué)性能明顯改善，降低銀含量，但是該類(lèi)合金陽(yáng)極Ag、Ca損失大，不易回收，陽(yáng)極泥結(jié)殼堅(jiān)硬，不易去除致使槽電壓提高；Pb-Ag-Co合金陽(yáng)極，加入金屬Co后可有效降低陽(yáng)極析氧電位，提高其耐腐蝕能力，但是由于Co在Pb熔體中溶解度極微，其制備方法復(fù)雜，限制了該類(lèi)合金陽(yáng)極的規(guī)?；瘧?yīng)用。

鉛基多孔陽(yáng)極：多孔陽(yáng)極表面積增大，降低陽(yáng)極工作時(shí)的表觀電流密度，降低陽(yáng)極析氧電位；多孔鉛陽(yáng)極還能減少陽(yáng)極泥的生成，降低陽(yáng)極腐蝕速率，提高產(chǎn)品質(zhì)量；多孔陽(yáng)極還能降低陽(yáng)極材質(zhì)使用量，降低陽(yáng)極重量和使用成本。

不銹鋼基電極：以PbO₂為代表的涂層陽(yáng)極最為常見(jiàn)，其主要通過(guò)電沉積法獲得。目前，在鍍液中添加碳化物、金屬鹽類(lèi)和引進(jìn)納米技術(shù)改善陽(yáng)極性能成為研究的熱點(diǎn)。加入的CNT 細(xì)化了β-PbO₂晶粒及增加了其電催化活性，該新型電極的槽電壓比Pb-1%Ag 陽(yáng)極可降低160mV，但是電極耐腐蝕性差的問(wèn)題并未得到改善。

各種電極陽(yáng)極板都具有自己都優(yōu)勢(shì)和缺點(diǎn)，因此結(jié)合目前已經(jīng)開(kāi)發(fā)出來(lái)的各類(lèi)鋅電積陽(yáng)極板的優(yōu)點(diǎn)以及局限性，研發(fā)一種鋅電積用Pb-Ag-La合金陽(yáng)極板的制作方法以制造出節(jié)省加工費(fèi)用、減少加工設(shè)備、節(jié)省設(shè)備用電、制品達(dá)到密度好、導(dǎo)電性好、形體好、使用年限長(zhǎng)、價(jià)格便宜的陽(yáng)極板滿(mǎn)足現(xiàn)在的電極陽(yáng)極板市場(chǎng)具有重要價(jià)值。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種工藝簡(jiǎn)單的節(jié)能抗腐蝕的Pb-Ag-La合金陽(yáng)極板的制作方法。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，包括以下步驟A：制備毛坯、B: 冷卻軋制、C：裁剪沖孔、D：澆鑄銅鉛橫梁、E：焊接沖孔板，

A：制備毛坯

先制作鉛鑭中間合金待用，再將精鉛放入熔鉛爐內(nèi)，待鉛熔化后加入Ag，Ag在鉛液中熔化后加入制備好的鉛鑭中間合金液，形成母合金液，攪拌均勻、打渣后，澆鑄到模具中形成毛坯板；

B：冷卻軋制

將毛坯板冷卻并放置一周以上，利用軋機(jī)對(duì)毛坯板進(jìn)行軋制；

C：裁剪沖孔

按照相關(guān)尺寸對(duì)板面進(jìn)行剪裁沖孔成型形成沖孔板；

D：澆鑄銅鉛橫梁

刷洗銅梁，加熱后在表面鍍錫，將鍍錫銅梁置于模內(nèi)，澆鑄鉛液包裹鍍錫銅梁形成銅鉛橫梁；

E：焊接沖孔板

利用氣焊工藝，將沖孔板與銅鉛橫梁焊接制成鋅電積用陽(yáng)極板。

本發(fā)明方法在制作陽(yáng)極板時(shí)添加稀土鑭，制作的陽(yáng)極合金較未添加稀土元素 Pb- Ag陽(yáng)極合金腐蝕率降低，同時(shí)，提高了0^#鋅產(chǎn)出率；Pb-Ag合金陽(yáng)極腐蝕產(chǎn)物陽(yáng)極泥較致密，不易脫落，造成槽電壓升高，添加稀土鑭后，陽(yáng)極泥呈片狀，易脫落，改善槽電壓升高情況；鉛銀鑭稀土陽(yáng)極強(qiáng)度提高，改善電積過(guò)程陽(yáng)極變形情況；稀土元素鑭的增加可以降低Pb-Ag陽(yáng)極中Ag的含量（0.3%-0.5%），降低了鋅電積陽(yáng)極板的生產(chǎn)成本。對(duì)毛坯板進(jìn)行反復(fù)軋制，增加板料致密性等性能，制作陽(yáng)極板采用沖孔方式，多孔陽(yáng)極表面積增大，降低陽(yáng)極工作時(shí)的表觀電流密度，降低陽(yáng)極析氧電位。本發(fā)明方法工藝簡(jiǎn)單，不僅降低了制作的陽(yáng)極板的能耗，也提高了陽(yáng)極板的腐蝕性。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)工藝流程示意圖；

圖2為本發(fā)明工藝制作出的陽(yáng)極板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中，1-極板本體，2-鉛橫梁，3-導(dǎo)電銅棒。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明，但不得以任何方式對(duì)本發(fā)明加以限制，基于本發(fā)明教導(dǎo)所作的任何變更或改進(jìn)，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

如圖1~2所示，本發(fā)明包括以下步驟A：制備毛坯、B: 冷卻軋制、C：裁剪沖孔、D：澆鑄銅鉛橫梁、E：焊接沖孔板。

A：制備毛坯

將精鉛放入熔鉛爐內(nèi)，待鉛熔化后加入Ag，Ag在鉛液中熔化后加入制備好的鉛鑭中間合金液，形成母合金液，攪拌均勻、打渣后，澆鑄到模具中形成毛坯板；

B：冷卻軋制

將毛坯板冷卻并放置一周以上，利用軋機(jī)對(duì)毛坯板進(jìn)行軋制；

C：裁剪沖孔

按照相關(guān)尺寸對(duì)板面進(jìn)行剪裁沖孔成型形成沖孔板；

D：澆鑄銅鉛橫梁

刷洗銅梁，加熱后在表面鍍錫，將鍍錫銅梁置于模內(nèi)，澆鑄鉛液包裹鍍錫銅梁形成銅鉛橫梁；

E：焊接沖孔板

利用氣焊工藝，將沖孔板與銅鉛橫梁焊接制成鋅電積用陽(yáng)極板。

所述步驟A中Ag與鉛的質(zhì)量比為0.2%~0.5%。

所述步驟A中鉛鑭中間合金的鑭與鉛的質(zhì)量比例為0.5%~2.0%。

所述步驟B中軋制次數(shù)為正道次3~5次，反道次3~4次。

所述步驟C中板面尺寸可設(shè)置成為1.2m²、1.6 m²和3.2 m²。

所述步驟C中的沖孔成排沖壓，相鄰排的沖孔之間交錯(cuò)設(shè)置。

所述步驟C中沖孔為圓形孔，孔徑為2~10cm2。

所述步驟E中氣焊工藝為利用助燃?xì)怏wO₂與可燃?xì)怏wC₂H₂將銅鉛橫梁與沖孔板焊接起來(lái)。

本發(fā)明工作原理及工作過(guò)程：

本發(fā)明方法在制作陽(yáng)極板時(shí)添加稀土鑭，制作的陽(yáng)極合金較未添加稀土元素 Pb- Ag陽(yáng)極合金腐蝕率降低，同時(shí)添加稀土鑭后，陽(yáng)極泥呈片狀，易脫落，改善槽電壓升高情況；鉛銀鑭稀土陽(yáng)極強(qiáng)度提高，改善電積過(guò)程陽(yáng)極變形情況；稀土元素鑭的增加可以降低Pb-Ag陽(yáng)極中Ag的含量（0.3%-0.5%），降低了鋅電積陽(yáng)極板的生產(chǎn)成本。對(duì)毛坯板進(jìn)行反復(fù)軋制，增加板料致密性等性能，制作陽(yáng)極板采用沖孔方式，多孔陽(yáng)極表面積增大，降低陽(yáng)極工作時(shí)的表觀電流密度，降低陽(yáng)極析氧電位。本發(fā)明方法工藝簡(jiǎn)單，不僅降低了制作的陽(yáng)極板的能耗，也提高了陽(yáng)極板的腐蝕性。

實(shí)施例1

先在鉛中鑭中間合金待用，其中鑭與鉛的質(zhì)量比為0.5%，再將精鉛放入熔鉛爐內(nèi)，待鉛熔化后加入精鉛質(zhì)量0.5%的Ag，Ag在精鉛液中熔化后加入制備好的鉛鑭中間合金液，形成母合金液，攪拌均勻、打渣后，澆鑄到模具中形成毛坯板；將毛坯板冷卻并放置一周以上，利用軋機(jī)對(duì)毛坯板進(jìn)行正道3次，反道4次軋制；按照相關(guān)尺寸對(duì)板面進(jìn)行剪裁沖孔成型形成沖孔板，孔徑大小2cm2；刷洗銅梁，加熱后在表面鍍錫，將鍍錫銅梁置于模內(nèi)，澆鑄鉛液包裹鍍錫銅梁形成銅鉛橫梁；利用氣焊工藝，將沖孔板與銅鉛橫梁焊接制成鋅電積用陽(yáng)極板。制得的Pb-Ag-La陽(yáng)極，尺寸為1.2m²，槽電壓3.285，電流效率可達(dá)91%，0^#鋅產(chǎn)率99%，電耗2958kWh/t·Zn。

實(shí)施例2

先在鉛中鑭中間合金待用，其中鑭與鉛的質(zhì)量比為2.0%，再將精鉛放入熔鉛爐內(nèi)，待鉛熔化后加入精鉛質(zhì)量0.2%的Ag，Ag在精鉛液中熔化后加入制備好的鉛鑭中間合金液，形成母合金液，攪拌均勻、打渣后，澆鑄到模具中形成毛坯板；將毛坯板冷卻并放置一周以上，利用軋機(jī)對(duì)毛坯板進(jìn)行正道5次，反道3次軋制；按照相關(guān)尺寸對(duì)板面進(jìn)行剪裁沖孔成型形成沖孔板，孔徑大小10cm2；刷洗銅梁，加熱后在表面鍍錫，將鍍錫銅梁置于模內(nèi)，澆鑄鉛液包裹鍍錫銅梁形成銅鉛橫梁；利用氣焊工藝，將沖孔板與銅鉛橫梁焊接制成鋅電積用陽(yáng)極板。制得的Pb-Ag-La陽(yáng)極，尺寸為1.2m²，槽電壓3.278，電流效率可達(dá)92%，0^#鋅產(chǎn)率97%，電耗2920kWh/t·Zn。

實(shí)施例3

先在鉛中鑭中間合金待用，其中鑭與鉛的質(zhì)量比為1.0%，再將精鉛放入熔鉛爐內(nèi)，待鉛熔化后加入精鉛質(zhì)量0.3%的Ag，Ag在精鉛液中熔化后加入制備好的鉛鑭中間合金液，形成母合金液，攪拌均勻、打渣后，澆鑄到模具中形成毛坯板；將毛坯板冷卻并放置一周以上，利用軋機(jī)對(duì)毛坯板進(jìn)行正道4次，反道3次軋制；按照相關(guān)尺寸對(duì)板面進(jìn)行剪裁沖孔成型形成沖孔板，孔徑大小5cm2；刷洗銅梁，加熱后在表面鍍錫，將鍍錫銅梁置于模內(nèi)，澆鑄鉛液包裹鍍錫銅梁形成銅鉛橫梁；利用氣焊工藝，將沖孔板與銅鉛橫梁焊接制成鋅電積用陽(yáng)極板。制得的Pb-Ag-La陽(yáng)極，尺寸為1.6m²，槽電壓3.351，電流效率可達(dá)91%，0^#鋅產(chǎn)率98%，電耗3018kWh/t·Zn。