成果簡(jiǎn)介：
目前新電積過(guò)程中使用的鉛銀合金陽(yáng)極板還存在析氧電位高、能耗高、強(qiáng)度低、銀含量高產(chǎn)生的陽(yáng)極成本高等問(wèn)題，昆明冶金研究院自主研發(fā)鋅電積用新型多元合金陽(yáng)極板，包括研究鋅電積鉛銀
稀土陽(yáng)極板中稀土元素作用機(jī)制及合金成分設(shè)計(jì)，研究鋅電積鉛銀稀土陽(yáng)極板澆鑄工藝、鍍膜工藝和工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù);
解決關(guān)鍵問(wèn)題：1)陽(yáng)極板面剛度大，避免了電積過(guò)程出現(xiàn)陰陽(yáng)極板搭接產(chǎn)生的短路現(xiàn)象;2)陽(yáng)極耐腐蝕性好，降低了電解液中鉛的含量;3)合金元素與鉛發(fā)生“協(xié)同”作用，提高析氧催化活性，從而降低電積過(guò)程槽電壓;4)陽(yáng)極泥形態(tài)好，呈片狀，達(dá)到一定厚度后自然脫落。
市場(chǎng)應(yīng)用及前景
本項(xiàng)目提出的鋅電積用新型多元合金陽(yáng)極板，工藝技術(shù)先進(jìn)，生產(chǎn)技術(shù)方案可行，所提出的技術(shù)措施恰當(dāng)，所采用的工藝對(duì)環(huán)境壓力小，符合國(guó)家提出的供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革、先進(jìn)制造等產(chǎn)業(yè)政策。對(duì)此工藝來(lái)說(shuō)，所用的原料在我省容易獲得，工藝易于推廣實(shí)施。
應(yīng)用案例：該產(chǎn)品已經(jīng)云南馳宏鋅鍺股份有限公司、云南金鼎鋅業(yè)有限公司、云南永昌鉛鋅股份有限公司投入使用，兩個(gè)電積周期后即可產(chǎn)出0#Zn，析出鋅產(chǎn)量相比傳統(tǒng)鉛銀陽(yáng)極板要高出2~3%。
研發(fā)背景
在踐行綠色發(fā)展、綠水青山就是金山銀山的思想指導(dǎo)下，鋅產(chǎn)業(yè)正在向規(guī)模化、技術(shù)先進(jìn)及有資源的地區(qū)發(fā)展。鋅冶煉行業(yè)必須解決生產(chǎn)成本高、產(chǎn)品質(zhì)量低和直流電耗高等問(wèn)題。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，生產(chǎn)1噸鋅需消耗陽(yáng)極0.15片，陰極0.2片。2017年陽(yáng)極消耗約90萬(wàn)片，每片價(jià)格約0.3萬(wàn)元，國(guó)內(nèi)鋅電積陽(yáng)極板消耗每年為27億元，市場(chǎng)需求巨大。因此，我們開(kāi)展了對(duì)陽(yáng)極板改造，以期大大降低鋅電積過(guò)程的能源消耗，縮小鋅冶煉企業(yè)與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的差距，同時(shí)對(duì)緩解我國(guó)能源緊張局面、促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要意義。
作用原理
合金元素作用機(jī)理：
Ag：易在亞晶和晶界處偏聚，晶界和枝晶界區(qū)域更耐腐蝕;改善機(jī)械強(qiáng)度和抗蠕變強(qiáng)度，但效果有限;促進(jìn)致密氧化膜層形成，當(dāng)質(zhì)量含量在0.5~1.0%時(shí)可減少腐蝕速率，降低陽(yáng)極電位約120 mV。
Ca：加入質(zhì)量含量0.08%Ca可改善機(jī)械強(qiáng)度，但加入過(guò)量的Ca會(huì)增加腐蝕速率，Ca的作用隨著工作時(shí)間延長(zhǎng)而慢慢變?nèi)?，這是因?yàn)镃a會(huì)在表面氧化層中溶解。
La：La細(xì)化晶粒，降低腐蝕;La降低PbO2表面膜層的電阻率;但其抑制氧化膜生長(zhǎng)，有效降低析氧過(guò)電位，可降低電耗。
Sr：Sr的加入不會(huì)大幅度增加陽(yáng)極電位，Sr可以降低氧化物的剝落數(shù)量，因此延長(zhǎng)陽(yáng)極的壽命，提高陰極產(chǎn)品純度。
市場(chǎng)分析
項(xiàng)目中通過(guò)加入合適種類(lèi)及含量的稀土元素，在不影響鉛陽(yáng)極其他性能的條件下，對(duì)鉛基體進(jìn)行強(qiáng)化，既能促進(jìn)新型陽(yáng)極材料的工業(yè)化應(yīng)用進(jìn)程，又能開(kāi)發(fā)新的稀土金屬應(yīng)用領(lǐng)域，拓寬稀土金屬的應(yīng)用范圍，具有十分重要的研究意義。另外，稀土元素價(jià)格較銀便宜得多，如果能通過(guò)加入稀土元素降低鋅電積工業(yè)用Pb-Ag合金陽(yáng)極中銀含量，將能極大地節(jié)約鋅電積工業(yè)的固定資本投入，降低成本。
聲明：
“鋅電積用新型多元合金陽(yáng)極板研發(fā)項(xiàng)目” 該技術(shù)專(zhuān)利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究，如用于商業(yè)用途，請(qǐng)聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專(zhuān)利(論文)的發(fā)明人(作者)
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編輯：中冶有色技術(shù)網(wǎng)
來(lái)源：昆明冶金研究院
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