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Pb合金阳极成分、结构与性能调控及其制备与应用

发布时间:2016-09-14

湿法冶金长期采用的Pb合金阳极一直存在析氧过电位高、贵金属Ag含量高、阳极钝化膜疏松、密度大且强度低等问题。本项目从Pb合金阳极成分、结构与性能调控及其制备与应用技术等方面进行了长期深入研究与试验,开发出成套具有自主知识产权的低成本长寿命节能合金阳极技术,成功应用于工业生产,取得了显著的节能、降耗与增效效果。主要技术突破与发明如下:

 

1、利用添加特定适量RE元素具有晶粒细化、晶界净化及析氧电催化作用,发明了Pb-RE合金无保护剂熔炼技术以及Pb合金阳极板一次成型加工方法,研发出兼具低成本与长寿命优势的压延Pb-Ag-RE合金阳极和压延Pb-Sn-RE合金节能阳极及其配套应用技术。

 

2、提出“多孔Pb合金阳极”的概念,突破了平板Pb合金阳极“强极化导致高过电位与不稳定钝化膜”的技术瓶颈,发明了框架式反三明治结构复合多孔阳极及其反重力渗流铸造技术与装备,研制出工业槽用复合多孔Pb-Ag-RE合金阳极。

 

3、发明了Al表面“熔盐化学键-金属浴”复合镀Pb技术,突破了Al/Pb高强复合技术难题,开发了系列Al基复合节能阳极。

 

4、开发了低(无)Mn2+ 锌电积技术,发明了锌电积系统预配酸-酸性开槽开车技术、Pb合金阳极湿法溶蚀清板和阳极泥直接浸出Mn回用技术,形成了新型Pb合金阳极成套工业应用技术。

 

项目成果已在湿法炼锌和湿法炼铜行业得到产业化应用,促进了行业的节能增效。与传统Pb-Ag(0.97wt.%)合金阳极比较,压延Pb-Ag(0.275wt.%)-RE合金阳极成本降低53.86%,平均腐蚀速度降低49%,阳极寿命从1.5年延长到2.5年以上;多孔Pb-Ag-RE合金阳极成本降低68.2%,吨锌节电76kwh/t-Zn,腐蚀速度降低71.0%,阴极Zn平均Pb含量降低52.5%。项目成果还可推广应用于锰、镍、钴等金属湿法冶金领域。

 

项目共获授权专利16项(国际发明专利1项,中国发明专利11项);出版合著1部,发表论文29篇;在中国有色金属工业协会组织的科学技术成果评价中,专家组一致认为“整体技术达到了国际先进水平,其中低Ag含量压延Pb-Ag-RE合金阳极、多孔Pb合金节能阳极和Al基复合节能阳极技术达到了国际领先水平”。

(来源:中南大学)


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