專利名稱：：一種無汞電池專用合金鋅粉的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種電池的鋅粉的制備方法，特別是一種無汞電池專用合金鋅粉的制備方法。
背景技術(shù)：
：堿性鋅錳電池采用二氧化錳作為正極活性物質(zhì)，以鋅作負(fù)極活性物質(zhì)，鋅與堿液作用會析出氫氣，不但導(dǎo)致電池在貯存和使用過程中電容量下降快，而且會導(dǎo)致電池膨脹漏液甚至爆炸，因此傳統(tǒng)的堿性鋅錳電池都添加汞元素，用汞齊化的方法提高氫在負(fù)極析出的過電位來抑制氫氣在鋅表面的析出，從而達(dá)到減少負(fù)極析氫量。但是這種電池廢棄后，它里面含有汞對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。因此研制無汞電池鋅粉是生產(chǎn)綠色環(huán)保電池的急迫課題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種無汞電池專用合金鋅粉的制備方法為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種無汞電池專用合金鋅粉的制備方法，其特征在于它的生產(chǎn)工藝包括1)將高純鋅錠清洗和烘干備用；2)將添加元素高純粉狀銦、鉍、鋁投進(jìn)工頻感應(yīng)電爐石墨坩鍋底部，再將烘干后的高純鋅錠投入添加元素的上面；其中鋅錠350重量份，銦0.105重量份，鉍0.105重量份，鋁0.0105重量份；所述的高純鋅錠鋅的含量大于99.99%，雜質(zhì)鐵含量小于lppm;高純銦粉中銦含量大于99.99%,高純鉍粉中鉍含量大于99.99%,高純鋁粉中鋁含量大于99.95%;電爐加熱至450—47(TC,使加入的原料熔化后，用石墨棒攪拌10—20分鐘，使它們混合均勻；傾斜工頻爐并通過石墨溜槽將鋅合金熔液倒入已升溫至540一61(TC的保溫漏包內(nèi)保溫；3)鋅合金熔液即靠自重通過陶瓷管小孔流入位于保溫漏包爐下面的裝在霧化沉降筒頂部的噴嘴的中心孔，使用壓力為0.8MPa—1.OMPa的凈化壓縮空氣噴射霧化成粉狀，并在通有冷卻水的雙層霧化沉降簡內(nèi)沉降冷凝成固態(tài)顆粒，經(jīng)霧化沉降簡下部的落粉管落到目數(shù)分別為20目、150目、200目的1#三層旋振篩進(jìn)行篩分；4)將-20目一+200目粒度的鋅粉分別接入料簡，再將已經(jīng)通過200目篩網(wǎng)的鋅粉轉(zhuǎn)入目數(shù)分別為325目和400目的2#兩層旋振篩進(jìn)行篩分，將-20G目一+325目鋅粉接入料簡；5)然后根據(jù)電池生產(chǎn)工藝要求將合格的-20目一+325目粒度的鋅粉投入V型混合機進(jìn)行混合均勻；6)抽樣檢測無汞合金鋅粉的粒度及化學(xué)成份(Fe、Pb、Cu、Cd、In、Bi、Al、ZnO),經(jīng)檢測合格后立即在真空包裝機上進(jìn)行包裝以防氧化。本發(fā)明的有益效果是1)不含污染環(huán)境的汞，綠色環(huán)保。2)釆用壓縮空氣噴射霧化法，簡化工藝流程，設(shè)備操作方便,生產(chǎn)成本低、勞動強度和生產(chǎn)占地面積較小。3)加入銦鋮鋁等合金元素對環(huán)境友好，不會污染環(huán)境；加入銦鉍鋁等合金元素的合金鋅粉使負(fù)極析氫量明顯降低。4)釆用大型霧化沉降簡，增加鋅顆粒在沉降簡內(nèi)降落的空間，提高粉體粒度成型率，可達(dá)到96%以上。5)無汞合金鋅粉與現(xiàn)有有汞鋅粉的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對比如下:<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>圖1是本發(fā)明的工藝流程示意圖。具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。實施例1如圖1所示一種無汞電池專用合金鋅粉的制備方法，其特征在于它的生產(chǎn)工藝包括1)將高純鋅錠清洗和烘干備用。2)將添加元素高純粉狀銦、鉍、鋁投進(jìn)工頻感應(yīng)電爐石墨坩鍋底部，再將烘干后的高純鋅錠投入添加元素的上面；其中鋅錠350重量份，銦0.105重量份，鎮(zhèn)0.105重量份，鋁0.0105重量份；所述的高純鋅錠鋅的含量大于99.99%,雜質(zhì)鐵含量小于lppm;高純銦粉中銦含量大于99.99%,高純鉍粉中鉍含量大于99.99%,高純鋁粉中每含量大于99.95°/。。電爐加熱至46(TC士5。C,使加入的原料熔化后，用石墨棒攪拌12分鐘，使它們混合均勻；傾斜工頻爐并通過石墨溜槽將鋅合金熔液倒入已升溫至550。C±5'C的保溫漏包內(nèi)保溫。3)鋅合金熔液即靠自重通過陶瓷管小孔流入位于保溫漏包爐下面的裝在霧化沉降簡頂部的噴嘴的中心孔，使用壓力為0.8MPa—l.OMPa的凈化壓縮空氣噴射霧化成粉狀，并在通有冷卻水的雙層霧化沉降簡內(nèi)沉降冷凝成固態(tài)顆粒，經(jīng)霧化沉降簡下部的落粉管落到目數(shù)分別為20目、150目、200目的1#三層旋振篩進(jìn)行篩分。4)將-20目一+200目粒度的鋅粉分別接入料簡，再將已經(jīng)通過200目篩網(wǎng)的鋅粉轉(zhuǎn)入目數(shù)分別為325目和400目的2#兩層旋振篩進(jìn)行篩分，將-200目一+325目鋅粉接入料簡。5)然后根據(jù)電池生產(chǎn)工藝要求將合格的-20目一+325目粒度的鋅粉投入V型混合機進(jìn)行混合均勻。6)抽樣檢測無汞合金鋅粉的粒度及化學(xué)成份(Fe、Pb、Cu、Cd、In、Bi、Al、ZnO),經(jīng)檢測合格后立即在真空包裝機上進(jìn)行包裝以防氧化。在生產(chǎn)過程要嚴(yán)密監(jiān)控l)溫度的影響；鋅液溫度對粉體形狀及粒度分布有極重要的影響，溫度過高，粉體將變得細(xì)長，表面粗糙，氧化度高，細(xì)粉比例增加；溫度過低，則粉體球狀較多，粗粉比例增加。因此控制好上述溫度至關(guān)重要。2)噴嘴結(jié)構(gòu)的影響；噴嘴結(jié)構(gòu)是影響鋅粉形狀和粒度分布的關(guān)鍵。選用了環(huán)孔式和環(huán)縫式等近30種不同結(jié)構(gòu)及尺寸的噴嘴。通過噴嘴結(jié)構(gòu)及尺寸優(yōu)選，得到最佳經(jīng)濟(jì)技術(shù)綜合指標(biāo)，不但使電池鋅粉質(zhì)量得到提高，生產(chǎn)出具有較佳形貌及粒度分布的鋅粉，性能更穩(wěn)定、無波動。成品率達(dá)到96%以上，生產(chǎn)成本大大降低。3)鋅液流量的影響；鋅液的流量對粉體形狀及粒度分布也有影響，流量過大粗粒比例增加，球形增多；細(xì)粒增加，針形及不規(guī)則形增加。4)高壓氣體介質(zhì)的壓力及流量的影響氣體的壓力及流量大，則粉體細(xì)，針狀體多；球狀體多，粉體粗；氣體的純度及氣流方向?qū)︿\粉的質(zhì)量也有很大影響。5)銦鉍鋁等合金元素加入量的影響銦能抑制氣氫氣產(chǎn)生，降低鋅粒表面的接觸電阻；鉍的加入量必須嚴(yán)格控制，因鋅粉未放電時，析氫量隨鉍量增加而減少，但過放電時，析氫量隨鉍量增加而增大；鋁雖析氫過電位較低，但加入微量鋁的鋅合金粉粒子表面平滑，可降低鋅粉活性，所以鋁與過電位高的銦、鉍等配合使用，可增強級蝕效果；經(jīng)研究確認(rèn)鋅粉中的銦加入量為150ppm—450ppm;鉍加入量為1OOppm—3OOppm;鋁加入量為20ppm—50ppm為效果最佳。權(quán)利要求1.一種無汞電池專用合金鋅粉的制備方法，其特征在于它的生產(chǎn)工藝包括1)將高純鋅錠清洗和烘干備用；2)將添加元素高純粉狀銦、鉍、鋁投進(jìn)工頻感應(yīng)電爐石墨坩鍋底部，再將烘干后的高純鋅錠投入添加元素的上面；其中鋅錠350重量份、銦0.105重量份、鉍0.105重量份、鋁0.0105重量份；電爐加熱至450-470℃，使加入的原料熔化后，用石墨棒攪拌10-20分鐘，使它們混合均勻；傾斜工頻爐并通過石墨溜槽將鋅合金熔液倒入已升溫至540-610℃的保溫漏包內(nèi)保溫；3)鋅合金熔液即靠自重通過陶瓷管小孔流入位于保溫漏包爐下面、裝在霧化沉降筒頂部的噴嘴中心孔，并用壓力為0.8MPa--1.0MPa的凈化壓縮空氣將鋅合金熔液噴射霧化成粉狀，在通有冷卻水的雙層霧化沉降筒內(nèi)沉降冷凝成固態(tài)顆粒，經(jīng)霧化沉降筒下部的落粉管落到目數(shù)分別為20目、150目、200目的1#三層旋振篩進(jìn)行篩分；4)將-20目-+200目粒度的鋅粉分別接入料筒，再將已經(jīng)通過200目篩網(wǎng)的鋅粉轉(zhuǎn)入目數(shù)分別為325目和400目的2#兩層旋振篩進(jìn)行篩分，將-200目-+325目鋅粉接入料筒；5)根據(jù)電池生產(chǎn)工藝要求將合格的-20目-+325目粒度的鋅粉投入V型混合機進(jìn)行混合均勻；6)抽樣檢測無汞合金鋅粉的粒度及化學(xué)成份(Fe、Pb、Cu、Cd、In、Bi、Al、ZnO)，經(jīng)檢測合格后立即在真空包裝機上進(jìn)行包裝以防氧化。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于無汞電池的合金鋅粉的制備方法,其特征在于:所述的高線鋅錠及添加元素高純粉狀銦,鉍,鋁的純度為:高純鋅錠中鋅含量大于99.99%,雜質(zhì)鐵含量小于1ppm,高純銦粉中銦含量大于99.99%,高線鉍粉中鉍含量大于99.99%,高純鋁粉中鋁含量大于99.99%.全文摘要本發(fā)明涉及一種無汞電池專用合金鋅粉的制備方法，包括將清洗和烘干的高純鋅錠及添加元素高純粉狀銦、鉍、鋁投入工頻感應(yīng)電爐加熱至460℃，原料熔化和混合均勻后倒入已升溫至550℃的保溫漏包內(nèi)保溫；鋅合金熔液在霧化沉降筒內(nèi)依靠凈化壓縮空氣噴射霧化成粉狀，并在通有冷卻水的雙層霧化沉降筒內(nèi)沉降冷凝成固態(tài)顆粒；經(jīng)多層旋振篩進(jìn)行篩分，將合格粒度的鋅粉投入V型混合機混合均勻，經(jīng)檢測合格后立即進(jìn)行包裝以防氧化。本發(fā)明不含污染環(huán)境的汞，綠色環(huán)保，完全符合無汞合金鋅粉質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；采用壓縮空氣噴射霧化法，簡化工藝流程，操作方便，成本低、勞動強度和生產(chǎn)占地面積較小；加入不污染環(huán)境的銦鉍鋁的合金鋅粉使負(fù)極析氫量明顯降低。文檔編號H01M4/42GK101288908SQ20081010688公開日2008年10月22日申請日期2008年5月30日優(yōu)先權(quán)日2008年5月30日發(fā)明者傅漫丹,林桑榆,陳進(jìn)金,黃偉杰,黃培龍,黃益基申請人:潮州正龍電池工業(yè)有限公司