一種電解金屬錳合金鉛塑復合陽極的制造方法
【專利摘要】本發明提供一種電解金屬錳合金鉛塑復合陽極的制造方法，所述的合金鉛塑復合陽極包括導電桿、內置導電桿里的銅條及其下部的插片，用于制作插片的材料包括以下成分(按重量比)∶銀Ag（0.6-1.0‰）、銻Sb（1-4‰）、錫Sn（1-3％）、砷As（3-6‰）、鈣Ca（1-3‰）、鍶Sr（1-3‰）、其余為鉛Pb。本發明主要是通過優化合金元素配方制成陽極產品，再通過在三項界面處（三項界面是指電解液面、空氣、陽極板三項交匯的界面）注塑形成一層緊密包裹的防腐保護層，從而可以避免三項界面處電解液中的氯氟對鉛合金的腐蝕。
【專利說明】—種電解金屬錳合金鉛塑復合陽極的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電解金屬錳的生產方法，特別涉及一種電解金屬錳合金鉛塑復合陽極的制造方法。
【背景技術】
[0002]電解金屬錳是一種小金屬，錳資源中國并不具備優勢，但在中國電解金屬錳企業的員工和科研院所的努力下，發展迅速，技術水平提高非常快，到2013年年底生產能力達到250萬噸，產量為160~170萬噸，占全世界的98%以上，中國電解金屬錳的電流效率和金屬回收率居世界領先水平，中國電解金屬錳在環境保護、節能減排和清潔生產方面近幾年來已取得長足地進步，中國目前不但是電解金屬錳的生產大國，也是生產強國。
[0003]近幾年來電解金屬錳的生產新工藝、新技術、新設備、新材料不斷涌現，中國電解金屬錳的競爭力不斷提升，法國的科末洛、南非的MMC、日本的亞洲礦業都紛紛利用中國的設備、中國的技術、中國的人才在中國進行電解金屬錳的試驗研究，準備在國外建電解金屬錳廠，這就是一場競爭，也是一場挑戰，競爭是不可避免的，在這種情況下只有不斷地進行研發，提升自己的技術水平，技術含量，不斷地研發新工藝、新技術、新材料、新設備，形成自己的知識產權,才能在競爭中立于不敗之地。
[0004]電解金屬錳的生產工藝雖然是一門成熟的生產工藝，但還是有潛力可挖的。就電解錳陽極發展而言，陽極板從最初的鑄造型發展為現在冷軋型，元素也從最初的鉛銀二元合金發展為現在的鉛銀 錫銻砷五元合金，使用時間從4-6個月到現在的18-22個月，應該說進步很快。但是，隨著電解錳行業的近幾年的快速發展，規模不斷擴大，國內大部分錳礦資源已開始逐漸衰竭，而國內現有存在的較大的一些尚未開發的錳礦以及部分的進口礦石雖然品位較高，但因為礦石中所含的氯、氟元素比較高，對于目前國內的生產工藝是一種挑戰。目前，由于現有生產工藝過程中無法有效去除其中的氯、氟元素，那么電解過程中，氯、氟元素在電解液中形成氯、氟離子就會嚴重超過正常值，并與鉛合金陽板產生化學反應，形成氯化鉛和氟化鉛結晶，于是大大損害鉛合金陽極的使用壽命。我公司經過長時間的試驗研究，對電解金屬錳陽極進行研發，提出設計制造合金鉛塑復合陽極，利用樹脂的優良耐腐性能和鉛合金的優良導電防腐性能組成復合陽極。
【發明內容】
[0005]為解決上述問題，本發明提供一種采用合金鉛塑復合陽極之后，通過在三項界面處加工包裹形成防腐塑膠，徹底阻止該處電解液中的氯氟與鉛合金板身對撞，有效防止了腐蝕和斷裂的電解金屬錳合金鉛塑復合陽極的制造方法。
[0006]為達到上述目的，本發明提供一種電解金屬錳合金鉛塑復合陽極的制造方法，所述的合金鉛塑復合陽極包括導電桿、內置導電桿里的銅條及其下部的插片，用于制作插片的材料包括以下成分(按重量比):銀Ag (0.6-1.0%。)、銻Sb (1-4%。)、錫Sn (1-3%)、砷As (3-6%。)、鈣 Ca (1-3%。)、鍶 Sr (1_3%。)、其余為鉛 Pb。[0007]用于制作插片的材料成分優選值(按重量配比)=IBAg (1%。)、銻Sb (2%。)、錫Sn(3%)、砷 As (6%。)、鈣 Ca (1.2%。)、鍶 Sr (2%。)、其余為鉛 Pb。
[0008]制造電解金屬錳合金鉛塑復合陽極的方法，包括如下步驟:
[0009](I)、按現有生產環節準備好已焊接好的成品陽極板；
[0010](2)、在三項界面(三項界面是指電解液面、空氣、陽極板三項交匯的界面)附近上下2-4cm處分別沖孔5-8個作為定位孔；
[0011](3)、準備好模具并安裝于注塑機上；
[0012](4)、將陽 極板置于模具中；
[0013](5)、注塑；
[0014]( 6 )、開模，取出合金鉛塑復合陽極板成品。
[0015]制造電解金屬錳合金鉛塑復合陽極的方法，最佳方案包括如下步驟:
[0016](I)、按現有生產環節準備好已焊接好的成品陽極板；
[0017](2)、在三項界面(三項界面是指電解液面、空氣、陽極板三項交匯的界面)附近上下4cm處分別沖孔6個作為定位孔；
[0018](3)、準備好模具并安裝于注塑機上；
[0019](4)、將陽極板置于模具中；
[0020](5)、注塑；
[0021 ] ( 6 )、開模，取出合金鉛塑復合陽極板成品。
[0022]進一步的，注塑使用材料為聚丙烯或ABS樹脂。
[0023]進一步的，注塑防腐保護層厚度為2-6_。
[0024]最佳方案，注塑防腐保護層厚度優選值為4mm。
[0025]本發明的技術效果是:本發明合金鉛塑復合陽極主要是針對電解液中氯氟含量超出100PPM正常值的電解環境下所使用的陽極板。目前，電解金屬錳生產工藝中對于氯、氟離子的含量控制標準最大為100PPM (PPM:含量比為萬分之一)，如果超過該值，對于目前的陽極板即可造成腐蝕，超過越多，腐蝕越嚴重。由于在電解過程中，電解液中的氯氟主要以氣泡形式上浮而集中在三項界面(三項界面:指電解液面、空氣、陽極板三項交匯的界面)，并不斷與陽極板對撞流動，從而主要與該處的鉛合金板身的鉛發生作用形成氯化鉛、氟化鉛結晶，一段時間之后，結晶脫落或蓬松，從而造成三項界面處鉛合金板身斷裂，導致產品損壞而不能使用。而采用合金鉛塑復合陽極之后，通過在三項界面處注塑包裹形成防腐保護層，徹底阻止該處的氯氟與鉛合金板身不斷接觸反應，保護了鉛合金板身不被損壞，有效的防止了腐蝕和斷裂。
[0026]合金鉛塑復合陽極板從配方技術和加工技術兩個方面均有較大改進。
[0027]配方技術方面,用鉛Pb、銀Ag、鋪Sb、錫Sn 等五元合金發展為鉛Pb、銀Ag、鋪Sb、錫Sn、砷As、li Ca、銀Sr等7元合金,增加了抗腐蝕元素Ca和Sr。
[0028]加工技術方面，從“澆鑄一軋制一滾花”改變為“澆鑄一大壓力軋制一滾花一注塑”，不僅通過大壓力軋制提高了陽極板的密度，提高了導電率，減少了晶間腐蝕，還通過在三項界面處注塑，阻隔了電解液中氯氟的腐蝕。本發明主要是利用新的合金元素配方制成陽極產品，再通過在三項界面處注塑形成一層緊密包裹的防腐保護層，從而可以避免三項界面處電解液中的氯氟對鉛合金的腐蝕。【專利附圖】
【附圖說明】
[0029]圖1為本發明按現有生產環節準備好已焊接好的成品陽極板示意圖；
[0030]圖2為本發明在成品陽極板上三項界面處沖定位孔的結構示意圖；
[0031]圖3為本發明合金鉛塑復合陽極板成品示意圖。
【具體實施方式】
[0032]如圖1所示，本發明提供一種電解金屬錳合金鉛塑復合陽極的制造方法，所述的合金鉛塑復合陽極包括導電桿1、內置導電桿I里的銅條2及其下部的插片3，以及三項界面包裹的防腐保護層4。
[0033]方案1:用于制作插片3的材料包括以下成分(按重量比):銀Ag(0.6%。)、銻Sb(1%。)、錫Sn (1%)、砷As (3%。)、鈣Ca (1%0)、鍶Sr (1%。)、其余為鉛Pb。加工技術方面，從“澆鑄一軋制一滾花”改變為“澆鑄一大壓力軋制一滾花一注塑”，不僅通過大壓力軋制提高了陽極板的密度，提高了導電率，減少了晶間腐蝕。
[0034]方案2:用于制作插片3的材料包括以下成分(按重量比):銀Ag (0.8%。)、銻Sb (2.5%。)、錫 Sn (2%)、砷 As (4.5%。)、鈣 Ca (2%。)、鍶 Sr (2%。)、其余為鉛 Pb。加工技術方面，從“澆鑄一軋制一滾花”改變為“澆鑄一大壓力軋制一滾花一注塑”，不僅通過大壓力軋制提高了陽極板的密度，提高了導電率，減少了晶間腐蝕。
[0035]方案3:用于制作插片3的材料包括以下成分(按重量比):銀Ag(l.0%。)、銻Sb(4%。)、錫Sn (3%)、砷As (6%。)、鈣Ca (3%。)、鍶Sr (3%。)、其余為鉛Pb。加工技術方面，從“澆鑄一軋制一滾花”改變為“澆鑄一大壓力軋制一滾花一注塑”，不僅通過大壓力軋制提高了陽極板的密度，提高了導`電率，減少了晶間腐蝕。
[0036]如圖1-2所示，制造電解金屬錳合金鉛塑復合陽極的方法，方案1:包括如下步驟:
[0037](I)、按現有生產環節準備好已焊接好的成品陽極板；
[0038](2)、在三項界面(三項界面是指電解液面、空氣、陽極板三項交匯的界面)附近上下:2cm處分別沖孔5個作為定位孔；
[0039](3)、準備好模具并安裝于注塑機上；
[0040](4)、將陽極板置于模具中；
[0041](5)、注塑；
[0042]( 6 )、開模，取出合金鉛塑復合陽極板成品。
[0043]注塑使用材料為聚丙烯；注塑防腐保護層厚度為2mm。
[0044]制造電解金屬錳合金鉛塑復合陽極的方法，方案2:包括如下步驟:
[0045](I)、按現有生產環節準備好已焊接好的成品陽極板；
[0046](2)、在三項界面(三項界面是指電解液面、空氣、陽極板三項交匯的界面)附近上下:3cm處分別沖孔6個作為定位孔；
[0047](3)、準備好模具并安裝于注塑機上；
[0048](4)、將陽極板置于模具中；
[0049](5)、注塑；[0050]( 6 )、開模，取出合金鉛塑復合陽極板成品。
[0051]注塑使用材料為ABS樹脂；注塑防腐保護層厚度為3mm。
[0052]制造電解金屬錳合金鉛塑復合陽極的方法，方案3:包括如下步驟:(此為最佳方案)
[0053](I)、按現有生產環節準備好已焊接好的成品陽極板；
[0054](2)、在三項界面(三項界面是指電解液面、空氣、陽極板三項交匯的界面)附近上下:4cm處分別沖孔8個作為定位孔；
[0055](3)、準備好模具并安裝于注塑機上；
[0056](4)、將陽極板置于模具中；
[0057](5)、注塑；
[0058]( 6 )、開模，取出合金鉛塑復合陽極板成品。
[0059]注塑使用材料為聚丙烯；注塑防腐保護層厚度為4mm。
[0060]本發明公開一種電解金屬錳用新型防氯氟陽極板，即電解金屬錳合金鉛塑復合陽極。電解金屬錳行業在國內已發展成熟，各種技術、工藝較為先進和穩定，陽極板作為電解金屬錳一種易耗性輔助產品，亦進步較快，目前也相對成熟和穩定。由于目前國內大型礦石資源的深度開采，以及相當一部分進口礦石材料，其礦石中含有超標氯或氟元素，但是從當前生產水平和工藝而言，尚無有效辦法在電解制液過程徹底去除氯或氟元素，或是將其控制在標準值以下，所以就導致電解液中含有超標氯或氟元素，而氯或氟元素對陽極板具有極大腐蝕性，主要體現為結合生成氯化鉛和氟化鉛結晶，并不斷脫落，從而導致陽極板的腐蝕與斷裂。針對此情況，我公司經過長期研究試驗，通過在電解陽極的三項界面處(三項界面:指電解液面、空氣、陽極板三項交匯的界面)，利用防腐較好的聚丙烯注塑形成一層包裹緊密的保護層，達到將氯氟元素與原來的鉛合金板身隔離的效果，從而防止氯氟對陽極板三項界面的腐蝕，大大延長了鉛合金陽極板在電解液中氯氟元素超標環境下的使用壽命。同時，通過對陽極三項界面的保護，減少了板身的腐蝕，從而使陽極板在電解過程中通過此處的電流得以順利通行，大大降低了因為腐蝕而產生的電阻，有利于電解生產時降低電耗、提高電效、增加產量。
[0061]采用本專利技術后，重量及成本計算:
[0062](I)、由于添加的鈣、鍶含量不大，單塊成品陽極板約增加10元。
[0063](2)、增加注塑部分約為125g，市場價約14元/kg,增加約1.75元。而同時因注塑而沖約14個固定位孔，每個重約50g，共計700g，按現有30元/kg，減少約21元。
[0064](3)、人工費、材料損耗、電費每塊成本平均增加為3元。
[0065]綜合而論，通過現有陽板板產品改進而成的合金鉛塑復合陽極板產品總重量變化不大，略有減少；總成本每塊下降約6.25元。
[0066]采用本專利技術后，使用壽命:
[0067]合金鉛塑復合陽極板的在含有氯氟電解液中的使用壽命，三項界面處已經可以通過注塑環節杜絕斷裂現象的產生， 而陽極板的板身則根據電解液中所含氯氟比重不同而使產品有著不同的使用壽命，不能一概而論，但因為增加了鈣鍶元素，相比以前的壽命時間有適當的延長。就新產品整體而言，產品的使用壽命可以由原來的2~6個月提高到了現在的10~18個月。[0068]采用本專利技術后，使用效果:
[0069]通過對陽極板三項界面的保護，減少了板身的腐蝕，從而使陽極板在電解過程中通過此處的電流得以順利通行，大大降低了因為腐蝕而產生的電阻，有利于電解生產時降低電耗、提高電效、增加產量。
[0070]以上所述僅為本發明的較佳實施一例，并不用于限制本發明，凡在本發明精神和原則之內所做的任何修改 、等同替換和改進等，均包含于本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種電解金屬錳合金鉛陽極的制造方法，其特征在于:所述的合金鉛塑復合陽極包括導電桿(1)、內置導電桿里的銅條(2)及其下部的插片用于制作插片(3)的材料包括以下成分(按重量比):銀 Ag (0.6-1.0%。)、銻 Sb (1-4%。)、錫 Sn (1_3%)、砷 As (3-6%。)、鈣Ca (1-3%。)、鍶 Sr (1-3%。)、其余為鉛 Pb。
2.根據權利要求1所述的一種電解金屬錳合金鉛陽極的制造方法，其特征在于:用于制作插片(3)的材料包括以下成分優選值(按重量配比):銀Ag (1%。)、銻Sb (2%。)、錫Sn(3%)、砷 As (6%。)、鈣 Ca (1.2%。)、鍶 Sr (2%。)、其余為鉛 Pb。
3.一種電解金屬錳合金鉛塑復合陽極的制造方法，其特征在于:制造電解金屬錳合金鉛塑復合陽極的方法，包括如下步驟: (1)、按現有生產環節準備好已焊接好的成品陽極板； (2)、在三項界面上下2-4cm處分別沖孔5-8個作為定位孔； (3)、準備好模具并安裝于注塑機上； (4)、將陽極板置于模具中； (5)、注塑； (6 )、開模，取出合金鉛塑復合陽極板成品。
4.根據權利要求3所述的一種電解金屬錳合金鉛塑復合陽極的制造方法，其特征在于:制造電解金屬錳合金鉛塑復合陽極的方法，包括如下步驟: (1)、按現有生產環節準備好已焊接好的成品陽極板； (2)、在三項界面上下4cm處分別沖孔6個作為定位孔； (3)、準備好模具并安裝于注塑機上； (4)、將陽極板置于模具中； (5)、注塑； (6 )、開模，取出合金鉛塑復合陽極板成品。
5.根據權利要求3所述的一種電解金屬錳合金鉛塑復合陽極的制造方法，其特征在于:所述的注塑使用材料為聚丙烯或ABS樹脂。
6.根據權利要求3所述的一種電解金屬錳合金鉛塑復合陽極的制造方法，其特征在于:所述的注塑防腐保護層(4)厚度為2-6mm。
7.根據權利要求6所述的一種電解金屬錳合金鉛塑復合陽極的制造方法，其特征在于:所述的注塑防腐保護層(4)厚度優選值為4mm。
【文檔編號】C25C3/30GK103695960SQ201410009938
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2014年1月9日 優先權日:2014年1月9日
【發明者】申中軍 申請人:申中軍