一種提高電解鋅用陰極鋁板耐腐蝕性的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電解技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種提高電解鋅用陰極鋁板耐腐蝕性的方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 陰極鋁板是電解鋅時(shí)所用陰極的主要構(gòu)成部分。陽(yáng)極鉛銀合金板和陰極鋁板，并 聯(lián)交錯(cuò)懸掛于槽內(nèi)，通以直流電，在陰極鋁板上析出金屬鋅（稱(chēng)陰極鋅或析出鋅），在陽(yáng)極 則放出氧氣。電積一定時(shí)間后，提出陰極鋁板，剝下陰極鋁板上的析出鋅片送往熔鑄工序， 對(duì)陰極鋁板進(jìn)行刷洗清潔后，再返回電解槽繼續(xù)使用。
[0003]由于陰極鋁板是電解鋅時(shí)所用的主要原材料，其使用壽命的長(zhǎng)短，就決定了電解 鋅的生產(chǎn)成本和質(zhì)量。因?yàn)殡娊庖褐泻衏r和就很容易對(duì)陰極鋁板的表面形成點(diǎn)蝕。 陰極鋁板表面出現(xiàn)的點(diǎn)蝕缺陷，一是增加了機(jī)械剝鋅的難度，甚至剝不了鋅；二是影響了使 用壽命，在剝不了鋅的情況下，只能報(bào)廢。
[0004] 傳統(tǒng)的提高陰極鋁板的耐腐蝕性能的方法：一是提高陰極鋁板的純度。要求鋁的 純度多99. 7%，由于提高鋁的純度，有其極限性，同時(shí)還會(huì)增加生產(chǎn)成本。二是在陰極鋁板 的表面加涂層來(lái)提高其表面抗腐蝕性。由于涂層在剝鋅時(shí)容易脫落，操作比較復(fù)雜，且在后 繼處理時(shí)對(duì)環(huán)境有一定的污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)上述傳統(tǒng)提高陰極鋁板耐腐蝕性方法的缺陷，結(jié)合電解時(shí)的工藝條件，本發(fā) 明提供了一種進(jìn)一步提高電解陰極鋁板耐腐蝕性的方法，成本低、操作簡(jiǎn)單。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種提高電解鋅用陰極鋁板耐腐蝕性的方法，陰極鋁板要 求鋁純度彡99. 7%，雜質(zhì)含量：Fe0.10~0.13%;Si0.06~0.09%;陰極鋁板經(jīng)包括如下 的步驟得到：熔煉、在線細(xì)化、鑄造、熱軋和冷軋；所述在線細(xì)化采用爐外在線細(xì)化，細(xì)化劑 為鋁鈦硼絲，用量為3. 0~5.Okg/t，在線細(xì)化時(shí)間為10~20s;所述冷軋冷加工量為57~ 67% ;乳制時(shí)用的軋制油中抗氧化劑的質(zhì)量百分比為0. 5~1. 0%。
[0007]本發(fā)明是通過(guò)下述幾個(gè)方面來(lái)提高電解陰極鋁板耐腐蝕性，需要說(shuō)明的是，下列 措施并非單獨(dú)就能夠提高電解陰極鋁板耐腐蝕性，而是經(jīng)過(guò)大量試驗(yàn)和摸索，只有同時(shí)采 取下列措施才能顯著的提高電解陰極鋁板耐腐蝕性。
[0008] 1)在要求鋁純度彡99. 7%的同時(shí)，并非一味地進(jìn)一步提高鋁的純度，而是改變鋁 的主要雜質(zhì)Fe和Si的含量，要求Fe:0. 10~0. 13%;Si:0. 06~0. 09% ;因?yàn)檎{(diào)整Fe和 Si的含量比提高鋁的純度工藝難度更小，生產(chǎn)成本低；最重要的是能夠改變鋁水熔煉過(guò)程 中的形核機(jī)理，把Fe和Si的含量控制在上述范圍，其形成的耐腐蝕相最多，其生產(chǎn)的產(chǎn)品 最耐腐蝕。
[0009] 2)調(diào)整制作陰極鋁板的熔煉細(xì)化工藝：采用爐外在線細(xì)化，細(xì)化劑為鋁鈦硼絲， 用量為〇. 3~0. 5%;在線細(xì)化時(shí)間為10~20s;通過(guò)改變其細(xì)化工藝（改爐內(nèi)細(xì)化為爐外 細(xì)化）和細(xì)化劑（改塊狀鈦劑為鋁鈦硼絲），能夠有效提高鋁水在鑄造過(guò)程的細(xì)化效果，在 坯錠內(nèi)形成均勻而細(xì)化的鑄造組織，其耐腐蝕性能大大提高。
[0010] 3)陰極鋁板冷加工量為57~67%之間，實(shí)踐證明這個(gè)區(qū)域間的耐腐蝕性能最好； 鋁板冷加工量控制在57~67%之間，其冷加工變形所形成的纖維組織，在電解鋅時(shí)最耐腐 蝕。
[0011] 4)陰極鋁板加工軋制工序使用的軋制油中抗氧化劑的百分比為0.5~1.0%?？?氧化劑的百分比為〇. 5~1. 0%時(shí)，其所形成的鋁板表層保護(hù)膜韌性最好，膜最致密，同時(shí) 促使鋁板表面在電解液中迅速形成一種致密的鈍化膜變得容易。
[0012] 采用本發(fā)明方法，能使陰極鋁板在電解鋅時(shí)，迅速形成一種致密的鈍化膜，來(lái)阻止 電解液中cr和F-直接與鋁反應(yīng)而被點(diǎn)蝕，耐腐蝕性能顯著提高。并且鈍化膜在機(jī)械剝鋅 時(shí)不脫落，使剝鋅變得很容易。從而，陰極鋁板的使用壽命由原來(lái)的不足三個(gè)月，提高到六 至九個(gè)月，最長(zhǎng)的高達(dá)一年以上。
[0013] 此外，采用該工藝方法生產(chǎn)陰極鋁板，只要在原有鋁板陰極生產(chǎn)線上做適當(dāng)?shù)母?進(jìn)即可應(yīng)用，不改變?cè)瓉?lái)的工藝流程。工藝簡(jiǎn)單，成本降低，工作效率高，減輕了工作強(qiáng)度， 既經(jīng)濟(jì)又環(huán)保。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 本發(fā)明中軋制時(shí)用的軋制油可在現(xiàn)有的軋制油基礎(chǔ)上控制抗氧化劑的含量。作為 優(yōu)選，本發(fā)明方法中的軋制工序可采用ZL201010139792.2( -種提高鋅電解用陰極鋁板耐 腐蝕性能的方法）中的軋制油、乳制工序和軋制后處理過(guò)程，所不同的是控制軋制油中的 抗氧化劑含量。對(duì)于熔煉、在線除氣、在線過(guò)濾、鑄造等步驟本發(fā)明并沒(méi)有特殊的要求。以 下通過(guò)具體實(shí)施案例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
[0015] 實(shí)施例1
[0016] 采用下述步驟得到耐腐蝕性大為提高的電解鋅用陰極鋁板：
[0017] 1)配料并熔煉，要求A1純度彡99. 7wt%，F(xiàn)e:0? 12wt%;Si:0? 08wt%，其它雜質(zhì) 含量符合1070牌號(hào)鋁板的要求，熔煉溫度為695~725°C;
[0018] 2)將熔煉物進(jìn)行在線除氣、在線過(guò)濾和爐外在線細(xì)化，得到在線處理產(chǎn)物（鋁 水）；爐外在線細(xì)化采?。喊?kg/t(0. 3% )的量加入鋁鈦硼絲（Ti:5%、B:l%，(p9.5mm )，在線細(xì)化時(shí)間為20s;
[0019] 3)將在線處理產(chǎn)物（鋁水）鑄造成鋁鑄錠，然后熱軋至9. 50mm的板坯；
[0020] 4)將板坯冷軋至4. 0_，冷加工量57%，采用ZL201010139792. 2實(shí)施例1中 的軋制油、軋制工序和軋制后處理過(guò)程，所不同的是控制軋制油中的抗氧化劑占0.5~ 1.Owt% 〇
[0021] 將步驟4)得到的成品陰極鋁板，檢測(cè)其表面抗氧化耐腐蝕性能，檢測(cè)方法為：鋅 冶煉廠現(xiàn)場(chǎng)取回的電解鋅溶液（常溫）浸泡，記錄鋁板表面開(kāi)始出現(xiàn)腐蝕斑點(diǎn)的時(shí)間為 24小時(shí)，而采用ZL201010139792. 2方法中所用軋制油生產(chǎn)的鋁板在同樣的電解鋅溶液 (常溫）浸泡，記錄鋁板表面開(kāi)始出現(xiàn)斑點(diǎn)的時(shí)間為16小時(shí)，其表面抗氧化耐腐蝕性能比 ZL201010139792. 2 提高 30% 以上。
[0022] 實(shí)施例2
[0023] 步驟同實(shí)施例1，所不同的是：雜質(zhì)含量Fe:0. 10wt%;Si:0. 09wt%，鋁鈦硼絲加 入量5kg/t，在線細(xì)化時(shí)間10s，冷加工量67%。按實(shí)施例1方法檢測(cè)其表面抗氧化耐腐蝕 性能，鋁板表面開(kāi)始出現(xiàn)鈍化膜的時(shí)間為24小時(shí)。
[0024] 對(duì)比例1
[0025] 與實(shí)施例1進(jìn)行對(duì)比，所不同的是：陰極錯(cuò)板冷加工量47%，熱乳至7. 5mm的 板坯，將板坯冷軋至4. 0mm。采用實(shí)施例1步驟所生產(chǎn)的陰極鋁板放在20 %的稀硫酸中 (20°C)浸泡，檢測(cè)表面抗氧化耐腐蝕性能，鋁板表面開(kāi)始出現(xiàn)斑點(diǎn)的時(shí)間為10h;而采用本 步驟所生產(chǎn)的陰極鋁板在同樣溶液中浸泡，鋁板表面開(kāi)始出現(xiàn)腐蝕斑點(diǎn)的時(shí)間為4h。
[0026] 對(duì)比例2
[0027] 為與實(shí)施例2進(jìn)行對(duì)比，改變其主要雜質(zhì)含量：Fe:0. 07%;Si:0. 03% ;其他步驟 參數(shù)與實(shí)施例2 -致。把按實(shí)施例2步驟所生產(chǎn)的陰極鋁板和按本案例生產(chǎn)的陰極鋁板同 時(shí)放在電解鋅的電解槽中通電24小時(shí)做耐腐蝕性能實(shí)驗(yàn)（電解工藝條件：電解液化學(xué)成 分：Zn2+50 ~60g/l，H2S04160 ~200g/l，Cl< 400mg/l，F(xiàn)< 20mg/l，Mn2. 5 ~5g/l，溫度 32~38°C，平均電流密度300A/m2)。檢測(cè)表面抗氧化耐腐蝕性能，實(shí)施例2步驟所生產(chǎn)的 陰極鋁板24小時(shí)耐腐蝕性能實(shí)驗(yàn)后，其表面生成了一層致密的鈍化膜，鋁板表面無(wú)腐蝕斑 點(diǎn)；而按本案例生產(chǎn)的陰極鋁板24小時(shí)耐腐蝕性能實(shí)驗(yàn)后，其表面沒(méi)有形成鈍化膜，鋁板 表面有腐蝕斑點(diǎn)，不能做電解鋅陰極鋁板用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種提高電解鋅用陰極鋁板耐腐蝕性的方法，其特征在于： 陰極鋁板要求鋁純度彡99. 7%，雜質(zhì)含量：Fe 0· 10~0· 13% ;Si 0· 06~0· 09% ; 陰極鋁板經(jīng)包括如下的步驟得到：熔煉、在線細(xì)化、鑄造、熱軋和冷軋； 所述在線細(xì)化采用爐外在線細(xì)化，細(xì)化劑為鋁鈦硼絲，用量為3. 0~5. Okg/t，在線細(xì) 化時(shí)間為10~20s ; 所述冷軋冷加工量為57~67%;乳制時(shí)用的軋制油中抗氧化劑的質(zhì)量百分比為0. 5~ 1. 0%〇
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述提高電解鋅用陰極鋁板耐腐蝕性的方法，其特征在于陰極鋁板 除Fe和Si外其它雜質(zhì)含量符合1070牌號(hào)鋁板的要求。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述提高電解鋅用陰極鋁板耐腐蝕性的方法，其特征在于陰極鋁板 雜質(zhì)含量：Fe 0· 10 ~0· 12% ;Si 0· 08 ~0· 09%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述提高電解鋅用陰極鋁板耐腐蝕性的方法，其特征在于鋁鈦硼絲 為 Al-5Ti-B。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述提高電解鋅用陰極鋁板耐腐蝕性的方法，其特征在于鑄造后熱 乳至9. 5~12. 5mm的板還，然后將板還冷乳至4. 0~6. 0mm。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種提高電解鋅用陰極鋁板耐腐蝕性的方法，陰極鋁板要求鋁純度≥99.7％，雜質(zhì)含量：Fe 0.10～0.13％；Si 0.06～0.09％；陰極鋁板經(jīng)包括如下的步驟得到：熔煉、在線細(xì)化、鑄造和冷軋；在線細(xì)化采用爐外在線細(xì)化，細(xì)化劑為鋁鈦硼絲，用量為3.0～5.0kg/t，在線細(xì)化時(shí)間為10～20s；冷軋冷加工量為57～67％；軋制時(shí)用的軋制油中抗氧化劑的質(zhì)量百分比為0.5～1.0％。采用本發(fā)明方法，能使陰極鋁板耐腐蝕性能顯著提高，使用壽命提高到六至九個(gè)月，最長(zhǎng)的高達(dá)一年以上。該方法不改變?cè)瓉?lái)的工藝流程，工藝簡(jiǎn)單，成本低，工作效率高。
【IPC分類(lèi)】C22C21-00, C22C1-02, C25C7-02
【公開(kāi)號(hào)】CN104831094
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510221510
【發(fā)明人】陳智斌, 蔣繼明, 蔣豐產(chǎn), 曾星敏, 賀騰, 周毅志
【申請(qǐng)人】遵義恒佳鋁業(yè)有限公司
【公開(kāi)日】2015年8月12日
【申請(qǐng)日】2015年5月5日