技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有色金屬電積領(lǐng)域，具體的涉及一種鋅電積用壓延鉛合金陽(yáng)極材料的制備方法。
背景技術(shù)：
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鋅是一種常用的重要有色金屬，其用量?jī)H次于鋁、銅。目前鋅的用途以鍍鋅為主，隨著航天、航海、電池等行業(yè)的發(fā)展，鋅不再是曾經(jīng)的“賤金屬”，它已然成了我們經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必備戰(zhàn)略金屬。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)鋅產(chǎn)量得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，至2007年底，我國(guó)鋅產(chǎn)量連續(xù)十六年居世界第一，年我國(guó)鋅產(chǎn)量達(dá)到374.8萬(wàn)噸。
根據(jù)鋅資源的特點(diǎn)，鋅冶煉方法一般可分為火法和濕法兩種。當(dāng)前，濕法煉鋅工藝生產(chǎn)的電鋅已占全球zn錠總產(chǎn)量的80％以上。原因是，相對(duì)于火法煉鋅工藝，濕法煉鋅由于具有生產(chǎn)能力大、效率高、操作條件好、環(huán)境污染低并且能綜合回收有價(jià)金屬等優(yōu)點(diǎn)，已被世界各國(guó)廣泛采用。隨著金屬zn需求量的持續(xù)增長(zhǎng)和2007年3月國(guó)家發(fā)改委頒布的《鉛鋅行業(yè)準(zhǔn)入條件》的施行，濕法煉鋅技術(shù)將會(huì)得到更大的發(fā)展。鋅電積是濕法煉鋅的重要工藝過(guò)程之一，鋅電積工序能耗巨大，約占濕法練鋅總能耗的80％，其技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不僅反映出整個(gè)練鋅工藝的好壞，而且直接影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
鋅電積能耗巨大主要原因是高濃度h2so4電解液體系中一直采用pb基合金陽(yáng)極，其析氧過(guò)電位達(dá)到1v，由此增加無(wú)用電耗近1000kwh/t-zn，約占zn電積總能耗(約3200kwh/t-zn)的30％。因此陽(yáng)極材料組成和性質(zhì)顯得尤為重要。一般電極材料要滿(mǎn)足以下基本要求：良好的導(dǎo)電性；耐腐蝕性強(qiáng)；機(jī)械強(qiáng)度和加工性能好；壽命長(zhǎng)；對(duì)電極反應(yīng)具有良好的電催化性能。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本發(fā)明的目的是提供一種鋅電極用壓延鉛合金陽(yáng)極材料的制備方法，該方法易于操作，制得的鉛合金陽(yáng)極導(dǎo)電性好，耐腐蝕性能優(yōu)異，使用壽命久，機(jī)械性能佳。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
一種鋅電積用壓延鉛合金陽(yáng)極材料的制備方法，包括以下步驟：
(1)以鑄態(tài)鉛合金為原料，對(duì)其進(jìn)行壓延預(yù)處理，得到壓延毛坯；
(2)在保護(hù)氣體氣氛下，將步驟(1)得到的壓延毛坯體在290-310℃下處理20-50min，然后冷卻至室溫，最后進(jìn)行壓延、剪切，得到壓延鉛合金；
(3)將上述制得的壓延鋁合金置于180-270℃下，處理3-60min，壓延鉛合金陽(yáng)極材料。
作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，步驟(1)中，所述鑄態(tài)鉛合金的各組分含量為：銀0-0.2wt％，鈣0.01-0.1wt％，錫0-2wt％，鍶0.001-0.05wt％，鋁0.001-0.01wt％，其余為鉛。
作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，步驟(2)中，所述保護(hù)氣體為氬氣、氦氣、中的一種。
作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，步驟(2)中，所述壓延鉛合金的壓延形變總量不低于80％。
作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，步驟(3)中，當(dāng)壓延鉛合金的壓延形變總量低于85％時(shí)，采用的處理?xiàng)l件為：180-210℃，30-60min。
作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，步驟(3)中，當(dāng)壓延鉛合金的壓延形變總量不低于85％時(shí)，采用的處理?xiàng)l件為：210-270℃，3-8min。
作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，步驟(2)中，所述冷卻的冷卻速率為2℃/min。
本發(fā)明具有以下有益效果：
本發(fā)明合理調(diào)節(jié)鉛合金陽(yáng)極材料的組分，得到的鉛合金陽(yáng)極材料導(dǎo)電性能優(yōu)異，機(jī)械性能好，耐腐蝕性能優(yōu)異；
另一方面本發(fā)明對(duì)制得的壓延鉛合金進(jìn)行熱處理，改善后的壓延鉛合金具有晶粒取向隨機(jī)，特殊晶界數(shù)量多的結(jié)構(gòu)，用于陽(yáng)極材料時(shí)，能大幅降低陽(yáng)極的腐蝕速率，從而提高壓延鉛合金的使用壽命；且該制備方法簡(jiǎn)單易于操作，對(duì)設(shè)備要求低。
具體實(shí)施方式：
為了更好的理解本發(fā)明，下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明，實(shí)施例只用于解釋本發(fā)明，不會(huì)對(duì)本發(fā)明構(gòu)成任何的限定。
實(shí)施例1
一種鋅電積用壓延鉛合金陽(yáng)極材料的制備方法，包括以下步驟：
(1)以鑄態(tài)鉛合金為原料，對(duì)其進(jìn)行壓延預(yù)處理，得到壓延毛坯；其中，鑄態(tài)鉛合金的各組分含量為：銀0.05wt％，鈣0.01wt％，鍶0.001wt％，鋁0.001wt％，其余為鉛；
(2)在保護(hù)氣體氣氛下，將步驟(1)得到的壓延毛坯體在290℃下處理50min，然后以2℃/min的冷卻速率冷卻至室溫，最后進(jìn)行壓延、剪切，得到壓延鉛合金；壓延鉛合金的壓延形變總量為80％；
(3)將上述制得的壓延鋁合金置于180℃下，處理60min，壓延鉛合金陽(yáng)極材料。
實(shí)施例2
一種鋅電積用壓延鉛合金陽(yáng)極材料的制備方法，包括以下步驟：
(1)以鑄態(tài)鉛合金為原料，對(duì)其進(jìn)行壓延預(yù)處理，得到壓延毛坯；其中，鑄態(tài)鉛合金的各組分含量為：鈣0.1wt％，錫2wt％，鍶0.05wt％，鋁0.01wt％，其余為鉛；
(2)在保護(hù)氣體氣氛下，將步驟(1)得到的壓延毛坯體在310℃下處理20min，然后以2℃/min的冷卻速率冷卻至室溫，最后進(jìn)行壓延、剪切，得到壓延鉛合金；壓延鉛合金的壓延形變總量為85％；
(3)將上述制得的壓延鋁合金置于270℃下，處理30min，壓延鉛合金陽(yáng)極材料。
實(shí)施例3
一種鋅電積用壓延鉛合金陽(yáng)極材料的制備方法，包括以下步驟：
(1)以鑄態(tài)鉛合金為原料，對(duì)其進(jìn)行壓延預(yù)處理，得到壓延毛坯；其中，鑄態(tài)鉛合金的各組分含量為：銀0.05wt％，鈣0.03wt％，錫0.01wt％，鍶0.01wt％，鋁0.005wt％，其余為鉛；
(2)在保護(hù)氣體氣氛下，將步驟(1)得到的壓延毛坯體在300℃下處理45min，然后以2℃/min的冷卻速率冷卻至室溫，最后進(jìn)行壓延、剪切，得到壓延鉛合金；壓延鉛合金的壓延形變總量為90％；
(3)將上述制得的壓延鋁合金置于210℃下，處理8min，壓延鉛合金陽(yáng)極材料。
實(shí)施例4
一種鋅電積用壓延鉛合金陽(yáng)極材料的制備方法，包括以下步驟：
(1)以鑄態(tài)鉛合金為原料，對(duì)其進(jìn)行壓延預(yù)處理，得到壓延毛坯；其中，鑄態(tài)鉛合金的各組分含量為：銀0.15wt％，鈣0.05wt％，錫0.05wt％，鍶0.02wt％，鋁0.003wt％，其余為鉛；
(2)在保護(hù)氣體氣氛下，將步驟(1)得到的壓延毛坯體在300℃下處理40min，然后以2℃/min的冷卻速率冷卻至室溫，最后進(jìn)行壓延、剪切，得到壓延鉛合金；壓延鉛合金的壓延形變總量為93％；
(3)將上述制得的壓延鋁合金置于270℃下，處理3min，壓延鉛合金陽(yáng)極材料。
實(shí)施例5
一種鋅電積用壓延鉛合金陽(yáng)極材料的制備方法，包括以下步驟：
(1)以鑄態(tài)鉛合金為原料，對(duì)其進(jìn)行壓延預(yù)處理，得到壓延毛坯；其中，鑄態(tài)鉛合金的各組分含量為：銀0.17wt％，鈣0.07wt％，鍶0.03wt％，鋁0.005wt％，其余為鉛；
(2)在保護(hù)氣體氣氛下，將步驟(1)得到的壓延毛坯體在310℃下處理35min，然后以2℃/min的冷卻速率冷卻至室溫，最后進(jìn)行壓延、剪切，得到壓延鉛合金；壓延鉛合金的壓延形變總量為83％；
(3)將上述制得的壓延鋁合金置于190℃下，處理40min，壓延鉛合金陽(yáng)極材料。
實(shí)施例6
一種鋅電積用壓延鉛合金陽(yáng)極材料的制備方法，包括以下步驟：
(1)以鑄態(tài)鉛合金為原料，對(duì)其進(jìn)行壓延預(yù)處理，得到壓延毛坯；其中，鑄態(tài)鉛合金的各組分含量為：銀0.2wt％，鈣0.07wt％，錫1.0wt％，鍶0.03wt％，鋁0.006wt％，其余為鉛；
(2)在保護(hù)氣體氣氛下，將步驟(1)得到的壓延毛坯體在290℃下處理50min，然后以2℃/min的冷卻速率冷卻至室溫，最后進(jìn)行壓延、剪切，得到壓延鉛合金；壓延鉛合金的壓延形變總量為85％；
(3)將上述制得的壓延鋁合金置于200℃下，處理50min，壓延鉛合金陽(yáng)極材料。
實(shí)施例7
一種鋅電積用壓延鉛合金陽(yáng)極材料的制備方法，包括以下步驟：
(1)以鑄態(tài)鉛合金為原料，對(duì)其進(jìn)行壓延預(yù)處理，得到壓延毛坯；其中，鑄態(tài)鉛合金的各組分含量為：鈣0.09wt％，錫1.5wt％，鍶0.04wt％，鋁0.008wt％，其余為鉛；
(2)在保護(hù)氣體氣氛下，將步驟(1)得到的壓延毛坯體在305℃下處理25min，然后以2℃/min的冷卻速率冷卻至室溫，最后進(jìn)行壓延、剪切，得到壓延鉛合金；壓延鉛合金的壓延形變總量為97％；
(3)將上述制得的壓延鋁合金置于260℃下，處理5min，壓延鉛合金陽(yáng)極材料。
對(duì)比例1
一種鋅電積用壓延鉛合金陽(yáng)極材料的制備方法，包括以下步驟：
(1)以鑄態(tài)鉛合金為原料，對(duì)其進(jìn)行壓延預(yù)處理，得到壓延毛坯；其中，鑄態(tài)鉛合金的各組分含量為：銀0.2wt％，鈣0.07wt％，錫1.0wt％，鍶0.03wt％，鋁0.006wt％，其余為鉛；
(2)在保護(hù)氣體氣氛下，將步驟(1)得到的壓延毛坯體在290℃下處理50min，然后以2℃/min的冷卻速率冷卻至室溫，最后進(jìn)行壓延、剪切，得到壓延鉛合金陽(yáng)極材料。
對(duì)比例2
一種鋅電積用壓延鉛合金陽(yáng)極材料的制備方法，包括以下步驟：
(1)以鑄態(tài)鉛合金為原料，對(duì)其進(jìn)行壓延預(yù)處理，得到壓延毛坯；其中，鑄態(tài)鉛合金的各組分含量為：銀0.2wt％，鈣0.07wt％，錫1.0wt％，鋁0.006wt％，其余為鉛；
(2)在保護(hù)氣體氣氛下，將步驟(1)得到的壓延毛坯體在290℃下處理50min，然后以2℃/min的冷卻速率冷卻至室溫，最后進(jìn)行壓延、剪切，得到壓延鉛合金；壓延鉛合金的壓延形變總量為85％；
(3)將上述制得的壓延鋁合金置于200℃下，處理50min，壓延鉛合金陽(yáng)極材料。
對(duì)比例3
一種鋅電積用壓延鉛合金陽(yáng)極材料的制備方法，包括以下步驟：
(1)以鑄態(tài)鉛合金為原料，對(duì)其進(jìn)行壓延預(yù)處理，得到壓延毛坯；其中，鑄態(tài)鉛合金的各組分含量為：銀0.2wt％，錫1.0wt％，鍶0.03wt％，鋁0.006wt％，其余為鉛；
(2)在保護(hù)氣體氣氛下，將步驟(1)得到的壓延毛坯體在290℃下處理50min，然后以2℃/min的冷卻速率冷卻至室溫，最后進(jìn)行壓延、剪切，得到壓延鉛合金；壓延鉛合金的壓延形變總量為85％；
(3)將上述制得的壓延鋁合金置于200℃下，處理50min，壓延鉛合金陽(yáng)極材料。
將上述制得的陽(yáng)極材料應(yīng)用于實(shí)際鋅沉積體系中進(jìn)行，并檢測(cè)其性能，性能檢測(cè)所涉及的電積鋅工藝條件如下：
[zn2+]60g/l，[h2so4]180g/l，[mn2+]5g/l，[srco3]0.02g/l，骨膠0.002g/l，電流密度為550a/m2，陰陽(yáng)極間距30mm，電積液溫度38±2℃，電積槽尺寸500mm×650mm×500mm，鉛合金陽(yáng)極板尺寸為450mm×580mm×10mm，陰極鋁板尺寸為460mm×580mm×2mm，電積液流速為160l/h，電積時(shí)間為600天。
性能測(cè)試如下表所示：
從上表可以看出，本發(fā)明制得的壓延鉛合金陽(yáng)極材料具有優(yōu)異的抗腐蝕性能，穩(wěn)態(tài)蠕變速率大大降低，使用壽命提高。