[发明专利]一种提高铅合金压延阳极综合性能的方法

说明书

一种提高铅合金压延阳极综合性能的方法，是将铅合金压延阳极表面加热至200‑310℃后直接水冷；表面加热选择盐浴炉、油浴炉、高频加热、中频加热或保护气氛炉加热。本发明通过压延——表面热处理的制备工艺，可以得到一种具有较好的力学性能、电化学性能和耐腐蚀性能的铅合金阳极，较现有技术制备的压延阳极力学性能提高了12％‑25％、电化学性能提高了5％‑15％，耐腐蚀性能提高了9％‑20％。本发明工艺简单，操作方便，制得的阳极在保持压延阳极较好的力学性能的同时，电化学性能和耐腐蚀性能得到进一步改进，应用于有色金属冶炼的电积工序中，能有效降低电解过程的槽电压，延长阳极使用寿命，减少对阴极产品的污染，适用于工业化应用。

技术领域

本发明涉及一种提高铅合金压延阳极综合性能的方法；特别是一种提高铅合金压延阳极电催化活性、机械性能和耐腐蚀性能的表面热处理方法，属于有色金属湿法冶金技术与热处理技术领域。

背景技术

在有色金属湿法冶金工艺中，电沉积过程是一个重要的工序。在电沉积工序高硫酸浓度、高电流密度的环境中，铅合金阳极由于可以在表面形成一层具有良好导电性的氧化物保护膜，被广泛应用于湿法冶金电沉积工业。然而，铅合金阳极存在一系列的缺点：1)析氧过电位高，无用能耗大。以金属Zn电积工序为例，锌电积工序的能耗约为3000kWh/t-Zn，使用铅银合金阳极时，无用电耗近1000kWh/t-Zn，约占电积过程能耗的30％；2)阳极腐蚀速率快，容易污染阴极产物；3)铅基合金阳极强度低、易弯曲蠕变，使用寿命短。

为了克服铅基阳极存在的不足，国内外对铅基合金阳极的制备工艺进行了改进，广泛采用压延的方法制备阳极。由于压延过程可以破坏铸态铅合金的组织结构，获得细小均匀的晶粒，减小二次相的偏聚程度，同时减少裂缝孔洞等缺陷，在锌电沉积工业中，压延阳极正逐渐取代浇铸阳极。但是现有的压延阳极存在一定的不足：1)由于阳极材料表面在轧制方向上形成取向一致、形状细长、晶界数量少的晶体结构，导致阳极材料表面缺少腐蚀中心，难以快速形成结合力优良的PbO₂氧化产物保护层。2)压延变形量大，会引入大量位错，成为腐蚀位点，容易导致腐蚀速率增大，污染阴极产物。3)压延前的毛坯板的金相结构的随意性较大，未进行很好的调控，使压延后得到的阳极板合金金相不理想，有可能还会导致Pb基合金机械性能恶化。因此，铅合金阳极还有待于改进和发展。

热处理可以改变合金的微观组织结构，进而影响合金的性能。由于电化学性能主要取决于和表面氧化膜的形成与变化，而力学性能主要取决于合金基体的微观结构，由此本发明提出，对冷压延合金进行表面热处理，从而得到一种合金表面和基体内部具有不同微观结构的合金，从而既具有压延合金良好的力学性能，又在电化学性能和耐腐蚀性能方面有所改进。

发明内容

本发明目的在于为了克服上述现有压延阳极技术存在的缺点而提供一种提高铅合金压延阳极综合性能的方法；本方法可以有效提高铅合金压延阳极的电催化活性、机械性能和耐腐蚀性能。

本发明一种提高铅合金压延阳极综合性能的方法，是将铅合金压延阳极表面加热至200-310℃后直接水冷。

本发明一种提高铅合金压延阳极综合性能的方法，铅合金压延阳极表面加热深度为50-500μm。

本发明一种提高铅合金压延阳极综合性能的方法，表面加热选择盐浴炉、油浴炉、高频加热、中频加热或保护气氛炉加热。

本发明一种提高铅合金压延阳极综合性能的方法，采用盐浴炉或油浴炉加热时，将铅合金压延阳极置于温度为200-310℃的盐浴或油浴中，保温60-150s。

本发明一种提高铅合金压延阳极综合性能的方法，采用高频加热或中频加热加热时，将铅合金压延阳极置于高频加热线圈或中频加热线圈中加热至阳极表面温度达到200-310℃后，均温3-8s。