[发明专利]一种电解制备镁-铅合金的方法

说明书

【技术领域】

本发明属于合金材料技术领域，特别涉及一种电解制备镁-铅合金的方法。

【背景技术】

铅及铅合金可用作核屏蔽材料和蓄电池材料，铅作为合金化元素可提高材料的耐腐蚀性能。目前，制备铅合金的方法有金属熔炼、热还原和熔盐电解法；金属熔炼和热还原法存在生产过程复杂、能耗高、金属烧损较大和合金成分不均匀等缺点。熔盐电解法的制备工艺和设备比较简单，可在较低温度下生产，得到的合金成分均匀。

用熔盐电解法电解制备镁-铅合金时，一般以金属铅或铅含量较高的铅-镁合金为阴极，以无水氯化镁为原料进行电解制备。如Gkhan Demirci和shakKarakaya在MgCl₂-NaCl-KCl熔盐电解质体系中（MgCl₂含量7-20wt%），添加1wt%的NaF、以Pb为阴极、在690℃熔盐电解制备Mg-Pb合金（Gkhan Demirci,shak Karakaya,Journal of Alloys and Compounds,439(2007)237-242）。电解原料无水氯化镁主要由水氯镁石（MgCl₂·6H₂O）除杂后脱水而制得。在MgCl₂·6H₂O的脱水过程中，脱除4个结晶水得到MgCl₂·2H₂O比较容易，靠热处理就可实现，MgCl₂·2H₂O的两个结晶水脱除困难，需要在高温和氯气或氯化氢气体保护下进行脱水，才能得到无水氯化镁，否则会由于镁离子的水解而生成氧化镁。由于无水氯化镁制备条件苛刻，使得无水氯化镁的制备成本较高，使得以无水氯化镁为原料电解制备镁-铅等镁合金的成本也较高。

我国盐湖资源丰富，以青海的盐湖最具代表性。在氯化钾的生成过程中，每产1吨氯化钾，就会副产8-10吨氯化镁。在青海独特的气候条件下，提取钾盐以后的老卤只要经过简单的盐田蒸发，就可以获得水氯镁石(MgCl₂·6H₂O)固体。

铅合金的制备方法包括金属熔炼、热还原和熔盐电解法。金属熔炼和热还原法存在生产过程复杂、能耗高、金属烧损较大和合金成分不均等缺点。熔盐电解法制备镁-铅合金时，以无水氯化镁为原料，其制备条件苛刻，制备成本高，使得以无水氯化镁为原料电解制备镁-铅合金的综合成本也较高。

【发明内容】

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种电解制备镁-铅合金的方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现：一种电解制备镁-铅合金的方法，包括：采用电解槽，以含水氯化镁为电解原料，在600-850℃对所述电解原料进行电解，在所述电解槽底部生成镁-铅合金。

所述电解的电解质体系为氯化镁+碱金属的氯化物或氯化镁+碱金属的氯化物+碱土金属的氯化物，所述电解质体系中氯化镁的含量为5wt%-30wt%;

所述电解质体系中优选加入氟化物。

所述氟化物的加入量为0.5wt%-2wt%。

所述氟化物为氟化钠或氟化钙。

所述电解的阳极电流密度为0.1-3.0A/cm²，优选为0.1-0.5A/cm²。

所述电解的阴极电流密度为1-1.5A/cm²，优选为1-1.1A/cm²。

所述电解的阴极为下沉阴极；

所述阴极的材料为金属或金属合金；

所述金属优选为铅；所述金属合金优选为镁-铅合金。

所述电解的阳极为石墨。

所述电解槽的电压为3.5-5.5V。

本发明的发明机理：镁离子在液态阴极上放电还原为金属镁，进入液态阴极内，形成镁-铅合金。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及有益效果：

本发明采用含水氯化镁，而不是无水氯化镁为电解原料电解制备镁-铅合金，避开氯化镁完全脱水对设备的苛刻要求以及完全脱水的成本增加，可显著降低镁-铅合金的制备成本。所采用的电解温度较低，原料挥发损失少，物料消耗少；降低了电解设备的耐热、耐蚀性能要求，因而降低了设备的成本。

【具体实施方式】

下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的保护范围并不限于此。

实施例1