[发明专利]一种金属熔融保护剂及其制备方法和应用有效
申请号: | 201510385321.2 | 申请日: | 2015-06-30 |
公开(公告)号: | CN105018757B | 公开(公告)日: | 2017-12-22 |
发明(设计)人: | 高军;陈学能;蔡跃宗;杨勇;黄连清;林宏名;谢旭东;黄建国 | 申请(专利权)人: | 福建省闽华电源股份有限公司 |
主分类号: | C22C1/02 | 分类号: | C22C1/02;C22C11/00 |
代理公司: | 厦门南强之路专利事务所(普通合伙)35200 | 代理人: | 刘勇 |
地址: | 362442 福建*** | 国省代码: | 福建;35 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 金属 熔融 保护 及其 制备 方法 应用 | ||
技术领域
本发明属于金属冶炼技术领域和铅酸蓄电池生产技术领域,涉及金属熔融工艺,尤其是涉及适用于铅及铅合金熔融,以及适用于熔点在200~800℃范围的除铅以外的其它金属或其合金熔融工艺的一种金属熔融保护剂及其制备方法和应用。
背景技术
铅酸蓄电池使用已有150多年的历史,其生产工艺完善,价格低廉,安全性高,在配销网络和回收利用方面优势明显。在电动自行车、混合动力机车、航空、照明通信、储能等系统中有广泛应用。我国2013年铅产量达到447.5万吨,2014年生产铅422.1万吨,其中80%以上的铅耗用于铅酸蓄电池的制造。我国目前已经成为世界第一的铅生产、铅酸蓄电池生产、铅和铅酸蓄电池出口大国以及铅消耗大国。
在铅酸蓄电池的生产过程中,凡是涉及到熔融铅或铅合金的生产都会产生铅渣(氧化渣)。例如:铅粒制造过程中需要熔融纯金属铅,配制铅钙母合金、配制板栅合金、铸造板栅合金等过程中,需要熔融铅合金,从而产生铅渣。而铅渣的存在会严重影响产品中的铅或铅合金的质量,且打捞浮渣过程中会带走大量的液态金属,造成生产上很大浪费,增加了生产成本。
铅渣的主要成份为氧化铅和铅,以及其它金属杂质,其中铅的含量约为94.5%。以某铅酸蓄电池生产公司为例,2013年产生铅渣约1900吨,铅渣售出价格约为纯铅价格的65%,按当时1#电解铅市场价14700元/吨折算,该公司每年因产生的铅渣损失超过800万元,这其中还不包含由于产生铅渣所浪费的工业用电,也不包含现场工人因处理铅渣带来的劳动力成本。
目前,针对铅酸蓄电池的生产过程中的铅渣问题,生产企业多采用添加减渣剂(或称除渣剂)的办法,予以消除铅渣对铅合金的不良影响。现有的减渣剂虽然能在一定程度上起到渣体与金属分离的效果,但其主要作用是为了便于捞取铅渣,使铅渣不影响后续的生产。因此,减渣剂并不能消除铅渣的产生。由于铅或铅合金熔炼过程中因高温导致金属以气态或粉尘(铅烟)形式进入空气中,会产生大量有毒烟尘,而减渣剂对这种现象毫无抑制作用。
如何有效清除或减少铅渣产生,避免铅以气态或粉尘(铅烟)形式进入到空气中,具有十分重大的经济和环境效益。
中国专利CN102181680B(王青,陈怀平,陈小山,周刚《配制铅钙合金用的减渣剂及生产方法》)公开了一种主要成分是二氧化硅和炭黑的减渣剂。这种减渣剂用于铅钙合金的配制过程中,目的只是要解决浮渣中夹带大量液态铅的问题。
中国专利CN100537077C(张伟,窦传龙,匡立春,刘朗明,王全,覃虹《一种铅及铅基合金熔铸用造渣剂》)公开了一种氟化钙、炭粉、氯化钠等为主要组分的造渣剂,目的是实现铅基合金在熔炼浇铸及铅基产品使用过程中充分除渣净化,改善熔炼和使用质量,保证打捞渣后渣体呈现粉状,夹带金属极少,且夹带金属可以有效流出。可见其主要作用与减渣剂的效果类似。
中国专利CN102199712B(欧阳鼎,李婉玉,成忠锦《铅减渣剂及其制备》)公开了一种减渣剂。其主要组分包括活性炭、硫酸钠、次磷酸钠、六氟铝酸钠、氧化钙、及沉淀二氧化硅等,其目的是使铅合金在配制和蓄电池板栅铸造过程中产生的浮渣从氧化物状态直接还原为金属状态,减少铅合金的渣量。
中国专利CN1062177A(程书灿《熔融金属保护剂》)公开了一种熔融金属保护剂,目的是防止金属熔炼过程中的挥发和氧化。其公开的保护剂成分已涵盖常见几种碱金属和碱土金属氯化物,同时包含常见的氧化物、矿物原料及几种有机物。该混合组分的保护剂在高温熔融金属表面覆盖时并不能完全形成统一的液体状态,虽然对减少铅渣量有一定作用,但无法避免烟尘产生。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于抑制铅及铅合金熔融过程中氧化渣和铅烟产生,可有效清除或减少铅渣产生,避免铅以气态或粉尘(铅烟)形式进入到空气中的适用于铅及铅合金熔融,以及适用于熔点在200~800℃范围的除铅以外的其它金属或其合金熔融工艺的金属熔融保护剂及其制备方法和应用。
所述金属熔融保护剂按质量百分比的组成为:碳酸钠5%~60%,碳酸钾10%~70%,碳酸锂5%~60%,辅料0~20%,总量为100%。
所述辅料可选自硼酸、氯化钙、氟化钙等中的至少一种;所述金属熔融保护剂在常温下为固体粉末状,在300~800℃时完全呈现液体状态。
所述金属熔融保护剂的制备方法,具体步骤如下:
将各组分均匀混合后,加热至300~800℃,得熔融混合物,冷却后,经粉碎、干燥,即得金属熔融保护剂。
所述加热的时间可为0.5~4h。
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