[发明专利]电解用铅银钙稀土多元不溶性合金阳极及其制法

说明书

本发明涉及一种电解用不溶性合金阳极及其制造方法。该种不溶性合金阳极主要用于锌的电冶金过程，也可作为其它金属电冶金过程（如电解锰、湿法炼铜）的不溶性阳极。现有的铅-银（1%）二元合金阳极由于机械强度低，在工业电解过程中常常因弯曲变形而导致短路;而且该二元合金阳极的抗腐蚀性能差，致使电锌的阳极单耗高达6～15公斤/吨锌，同时该二元合金阳极含银量高（每吨10公斤），使阳极生产成本高。本发明便是针对上述缺点，对不溶性合金阳极的成分作了改进，制造了一种新型的铅银钙稀土多元不溶性合金阳极。

本发明利用钙和稀土金属，对铅基体进行强化处理，同时将铅-银（1%）二元合金的银用量减少80%，用所获新型合金轧制的不溶性阳极的机械强度提高3～4倍，抗腐蚀性能提高3～7倍。从而节约了贵金属银，降低了阳极的生产成本，又延长了阳极的使用寿命，使电锌阳极单耗降至2公斤/吨锌左右。

本发明的要点：

1.在熔化炉内将电铅在340℃熔化，按合金含银0.15～0.3%加入金属银，待熔化后升温至630℃±，按合金含铝0.01～0.1%加入金属铝，降温至580℃±，分别按合金含钙0.06～0.15%，合金含混合稀土金属0.01～0.1%加入金属钙和混合稀土金属，搅拌30分钟后静置30分钟，除去浮渣，铸成合金坯料，冷却后轧制或铸造成所要求尺寸的合金阳极。

本合金阳极也可以用Pb～Ca母合金配制。

2.本发明的合金阳极的熔炼、铸造、轧制均在空气中进行，无须氮气或惰性气体保护，合金中易烧损元素-钙的含量稳定。

3.本发明的合金阳极经轧制后，抗拉强度：3-4公斤力/平方毫米，硬度：6-8公斤/平方毫米。

4.本发明的合金阳极在原始电解液锌离子浓度为120克/升，废电解液硫酸浓度90-140克/升，和电流密度为500安培/平方米，温度35～45℃的电解条件下，电锌中的含铅量小于0.005%。

电解过程中不加入任何锶盐。

5.本发明的合金阳极在上述电解条件下连续电解时的耐腐蚀率比铅-银二元合金阳极高3～7倍。

实例

1.合金阳极的制备方法

在SG2-15-12电阻炉内，用16＃石墨坩埚于340℃熔化电铅7.8公斤，加入铅-银（0.67%）合金3.3公斤，熔化后升温至630℃，熔化6克纯铝后，降温至580℃，加入12克金属钙和6克混合稀土金属，搅拌30分钟，静置30分钟，除去浮渣，铸成合金坯料，冷却后经轧制为厚度6毫米的合金阳极。

2.合金阳极的化学成份：（%）

银：0.206，钙：0.148，铝：0.03，稀土：0.02。

3.合金阳极的抗拉强度为：3公斤力/平方毫米，硬度：6.7公斤/平方毫米。

4.合金阳极经600小时连续电解试验的结果：

（1）电解工艺条件：原始电解液〔Zn²⁺〕：120克/升，电流密度：500安培/平方米，电解温度35～45℃，废电解液酸度（硫酸）90～140克/升。

（2）在上述工艺条件下，每天剥锌分析，电锌含铅小于0.005%，部分结果如下：

（按样号，电锌含铅量%书写）。

7＃    0.0026    8＃    0.0030

9＃    0.0026    10＃    0.0030

11＃    0.0036    12＃    0.0035

13＃    0.0040

（3）600小时连续电解后阳极损耗折算为2.06公斤/吨锌。

5.合金阳极的极化曲线和腐蚀试验评价报告指出：以铅-银（1%）二元合金的腐蚀率为100%，则本发明的铅银钙稀土多元合金的腐蚀率仅为30%，即耐腐蚀率提高3.3倍。