一種電解提鍊金屬銅的陽極板用多元合金及其製備方法
2023-05-01 02:58:26 1
專利名稱：一種電解提鍊金屬銅的陽極板用多元合金及其製備方法
技術領域：
本發明涉及材料技術領域，具體來說涉及一種電解提鍊金屬銅的陽極 板用多元合金，同時還涉及其製備方法。
背景技術：
在溼法電積銅工業中，使用鉛錫4丐合金(含錫0.6%;含4丐0.1%;含 鋁0.05%;餘量鉛)製作陽極已近二十年。該種合金的特點是合金組分中的 鉤元素有效地提高了鉛合金的強度，錫除對合金強度有所貢獻外，更大程 度上是在陽極電位下改善了合金陽極表面氧化膜的導電性；鈣和錫的合理 組合使鉛鉤錫合金陽極不僅具有良好的機械性能，而且具有較長的使用壽 命。但鉛鈣錫合金也存在以下問題 一是陽極在電解過程中會大量析氧， 析出的氧一方面可聚集成氧氣而釋放；另一方面也可能會由表及裡產生擴 散，從而使鉛釣錫合金陽極基體遭受到腐蝕。二是在合金熔煉過程中為減 少鈣的損耗，需在高溫(680國72(TC)下加入一定量的鋁作為鈣的保護劑， 高溫使得鉛蒸氣壓增加，導致鉛汙染加大和能耗增高，同時也使得加工工 藝變得複雜。
發明內容
本發明的目的在於克服上述缺點而提供一種筒化了工藝流程，減少了 材料消耗，提高了耐蝕性，同時降低熔煉溫度和金屬鉛汙染的電解提鍊金 屬銅的陽極板用多元合金。
本發明的另一目的在於提供該電解提鍊金屬銅的陽極板用多元合金的 製備方法。
本發明的一種電解提鍊金屬銅的陽極板用多元合金，其組成重量比為
含0.3-3%的錫、0.03-0.1%的4丐或鍶、0.005-0.08%的鈷、0.03-0.09%的 稀土金屬，餘量為鉛。
上述的電解提鍊金屬銅的陽極板用多元合金，其組成較佳重量比為 含0.5-1.5%的錫、0.05-0.08%的鉤或鍶、0.008-0.06%的鈷、0.05-0.07%的稀 土金屬，餘量為鉛。
上述的電解提鍊金屬銅的陽極板用多元合金，其中鉛為l號電解鉛， 稀土金屬為40號混合稀土金屬或45號混合稀土金屬；錫為1號錫。
本發明的電解提鍊金屬銅的陽極板用多元合金的製備方法，包括下述 步驟
(1 )先在熔化爐內按上述重量配比把錫和鈷熔煉配製成錫鈷中間合金，待用；
(2) 把鉛和錫鈷中間合金投入熔化爐內熔化，至450-55(TC後保溫；
(3) 將上述重量比的鈣或鍶、稀土金屬加入鉛液中並攪拌，攪拌過程 中在熔體與爐子間施加一個5-36伏的直流電位差；
(4 )待熔體合金化均勻後靜止30-40分鐘，除去熔體表面氧化渣即得。 本發明與現有技術相比，具有明顯的有效效果，從以上技術方案可知， 在鉛錫4丐合金陽極中加入鈷元素，減低了陽極表面的析氧過電位，使電解 過程中析出的氧易於聚集成氧氣而釋放，從而減緩了陽極的腐蝕速率；在 鉛錫鉤合金陽極中加入稀土金屬，細化了合金組織，淨化了晶界，提高了 陽極的耐蝕性；合金在熔煉配製中，不用將鉛液升溫至680-720。C加入鋁作 為4丐的保護劑，只需在450-550。C下加鈣時，在合金熔體與爐子間施加一個 5-36伏的直流電位差即可達到使鈣穩定的目的，從而簡化了工藝流程，減 少了鋁材料消耗，提高了陽極耐蝕性，減低了生產成本，同時降低熔煉溫 度使有害重金屬鉛的汙染減小。
具體實施方式
實施例1
稱取3公斤的1號錫，0.8公斤的鈷，置於電阻爐內加熱至410。C熔化， 並在加入木炭粉覆蓋，待二者熔化後充分攪拌，經靜置、除渣後澆注成每 塊3.8公斤的中間合金錠；
稱取994.3公斤1號電解鉛，錫鈷中間合金錠3.8公斤，鈣l公斤，45 號混合稀土金屬0.9^^斤；先將熔鉛爐升溫至480。C熔化鉛錠、錫鈷中間合 金，保溫；然後把鈣、45號混合稀土金屬全部放入一個加料裝置中一次性 加入鉛液中並攪拌，同時在熔體與爐子間施加一個16伏的直流電位差；待 熔體合金化均勻後靜止60分鐘，除去熔體表面氧化渣後進行陽極坯板澆鑄； 最後將澆鑄獲得的陽極坯板通過冷軋、裁剪成835 x 710 x 6mm的陽極板。 經檢測陽極板的組成為含鈣0.98%;含錫0.29%;含鈷0.077%;含稀土 金屬0.088%。
對所得到的陽極板進行試驗表明陽極板抗拉強度Sb=5.2kg^nm2 ;合 金陽極在[H2S04]: 170g/L,電流密度200A/m2，溫度< 60。C的銅電積條件 下，陽極析氧電位比傳統的鉛錫鈣合金下降40mV。
實施例2
稱取30公斤的1號錫，0.05公斤的鈷，置於電阻爐內加熱至450。C熔 化，並在加入木炭粉覆蓋，待二者熔化後充分攪拌，經靜置、除渣後澆注 成每塊30.05公斤的中間合金錠；
稱取969.35公斤1號電解鉛，錫鈷中間合金錠30.05公斤，鍶0.3公斤， 45號混合稀土金屬0.3公斤；先將熔鉛爐升溫至490。C熔化鉛錠、錫鈷中間合金，保溫；然後把鍶、45號混合稀土金屬全部放入一個加料裝置中一次 性加入鉛液中並攪拌，同時在熔體與爐子間施加一個36伏的直流電位差； 待熔體合金化均勻後靜止45分鐘，除去熔體表面氧化渣後進行陽極坯板澆
最後將澆4壽獲得的陽^l坯板通過冷軋、裁剪成1220 x 920 x 6mm的陽 極板。經檢測陽極板的組成為含鍶0.028%;含錫2.9%;含鈷0.0047%; 含稀土金屬0.027%。
對所得到的陽極板進行試驗表明陽極板抗拉強度Sb=6.4kgf/mm2;合 金陽極在[H2S04]: 170g/L,電流密度200A/m2,溫度<60。C的銅電積條件 下，陽極析氧電位比傳統的鉛錫鈣合金下降18mV。
實施例3
稱取15公斤的1號錫，0.1公斤的鈷，置於電阻爐內加熱至40(TC熔化， 並在加入木炭粉覆蓋，待二者熔化後充分攪拌，經靜置、除渣後澆注成每 塊15.1公斤的中間合金錠；
稱取983.9公斤1號電解鉛，錫鈷中間合金錠15.1公斤，鈣0.5公斤， 40號混合稀土金屬0.5公斤；先將熔鉛爐升溫至550。C熔化鉛錠和錫鈷中間 合金，保溫；然後把鈣、40號混合稀土金屬全部放入一個加料裝置中一次 性加入鉛液中並攪拌，同時在熔體與爐子間施加一個5伏的直流電位差； 待熔體合金化均勻後靜止30分鐘，除去熔體表面氧化渣後進行陽極坯板澆 鑄；最後將澆鑄獲得的陽極坯板通過冷軋、裁剪成995 x 960 x 6mm的陽極 板。經檢測陽極板的組成為含釣0.048%;含錫1.48%;含鈷0.0097%; 含稀土金屬0.047%。
對所得到的陽極板進行試驗表明陽極板抗拉強度Sb=4.5kgf/mm2;合 金陽極在[H2S04]: 170g/L,電流密度200A/m2，溫度《60。C的銅電積條件 下，陽極電位比傳統的鉛錫鈣合金下降35mV。
經SEM和電子探針分析合金陽極基體緻密，組織細化，合金元素分布 均勻。試驗中發現陽極呈均勻的面腐蝕，具有良好的抗腐蝕能力，使用壽 命可達6年以上。
以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式 上的限制，任何未脫離本發明技術方案內容，依據本發明的技術實質對以 上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方 案的範圍內。
權利要求
1、一種電解提鍊金屬銅的陽極板用多元合金，其組成重量比為含0.3-3％的錫、0.03-0.1％的鈣或鍶、0.005-0.08％的鈷、0.03-0.09％的稀土金屬，餘量為鉛。
2、 如權利要求1所述的電解提鍊金屬銅的陽極板用多元合金，其組成 較佳重量比為含0.5-1.5%的錫、0.05-0.08%的鈣或鍶、0.008-0.06%的鈷、 0.05-0.07%的稀土金屬，餘量為鉛。
3、 如權利要求1或2所述的電解提鍊金屬銅的陽極板用多元合金，其 中鉛為1號電解鉛，錫為1號錫。
4、 如權利要求3所述的電解提鍊金屬銅的陽極板用多元合金，其中 稀土金屬為40號混合稀土金屬或45號混合稀土金屬。
5、 如權利要求1或2所述的電解提鍊金屬銅的陽極板用多元合金的制 備方法，包括下述步驟(1 )先在熔化爐內按上述重量配比把錫和鈷熔煉配製成錫鈷中間合 金，待用；(2) 4巴鉛和錫鈷中間合金投入熔化爐內熔化，至450-55(TC後保溫；(3) 將所述重量比的鈣或鍶、稀土金屬加入鉛液中並攪拌，攪拌過程 中在熔體與爐子間施加一個5-36伏的直流電位差；(4 )待熔體合金化均勻後靜止30-40分鐘，除去熔體表面氧化渣即得。
全文摘要
本發明公開了一種電解提鍊金屬銅的陽極板用多元合金及其製備方法，其組成重量比為含0.3-3％的錫、0.03-0.1％的鈣或鍶、0.005-0.08％的鈷、0.03-0.09％的稀土金屬，餘量為鉛。其製備方法，包括下述步驟先在熔化爐內按上述重量配比把錫和鈷熔煉配製成錫鈷中間合金，待用；把鉛和錫鈷中間合金投入熔化爐內熔化，至450-550℃後保溫；將所述重量比的鈣或鍶、稀土金屬加入鉛液中並攪拌，攪拌過程中在熔體與爐子間施加一個5-36伏的直流電位差；待熔體合金化均勻後靜止30-40分鐘，除去熔體表面氧化渣即得。本發明簡化了工藝流程，減少了材料消耗，提高了耐蝕性，同時降低熔煉溫度和金屬鉛汙染。
文檔編號C22C11/00GK101660069SQ200910102778
公開日2010年3月3日 申請日期2009年9月8日 優先權日2009年9月8日
發明者蘇向東 申請人:蘇向東