鋅電積用夾層平板陽極的制備及表征.pdf

1、鉛及鉛合金在硫酸溶液中穩(wěn)定性好，因而有色金屬的濕法冶金電沉積工業(yè)普遍采用鉛合金作為不溶陽極。然而鉛合金同時存在密度大、易蠕變、析氧過電位高、耐腐蝕性能不理想等問題。針對上述問題國內外先后開發(fā)了涂層陽極、新型鉛合金陽極及多孔陽極，雖然取得了一定效果，但仍不能完全滿足工業(yè)應用的要求。
　　本課題針對上述問題，開發(fā)了以金屬Al為芯的Al/Pb-Ag-RE夾層平板陽極。開發(fā)了夾層平板陽極的實驗室制備工藝，優(yōu)化了夾層陽極合金層的成分，在此基

2、礎上開展了鋅電積的實驗室模擬實驗以評估Al/Pb-Ag-RE夾層平板陽極的性能。主要研究結果如下:
　　(1)開發(fā)了夾層平板陽極的制備工藝及設備，成功制備了Al/Pb-Ag-RE夾層平板陽極。針對RE易氧化燒損的問題，對Pb-Ag-RE合金鑄造設備進行了改進，優(yōu)化了合金鑄造工藝參數。結果表明最佳合金熔煉條件為:熔煉溫度650℃，熔煉時間2.5 h，惰性氬氣氣壓0.8 MPa，攪拌槳轉速250 r/min。結合熔鹽化學鍍鉛技術和反重

3、力鑄造技術制備出了夾層平板陽極，Al芯與Pb合金層形成了良好的冶金結合，陽極屈服強度與抗拉強度分別提高了77.39％和57.18％，質量減少了約11％。
　　(2)研究了Ag含量及RE含量對Pb-Ag-RE合金電化學性能的影響，進而優(yōu)化了夾層平板陽極合金層中Ag含量和RE含量。夾層平板陽極的合金層優(yōu)化成分為Pb-Ag0.4 wt.％-RE0.02 wt.％，此時陽極的析氧活性最高，72 h恒流極化(500A/m2)后穩(wěn)定陽極電位為

4、1.365V（vs.Hg/Hg2SO4/sat.K2SO4），表面氧化膜層致密，基底腐蝕均勻，晶間腐蝕少，腐蝕速率較理想，其平均腐蝕速率為2.569 g/m2·h。。
　　(3)開展了Al/Pb-Ag-RE結構夾層平板陽極的實驗室鋅電積模擬試驗。結果表明:Al/Pb-Ag-RE夾層平板陽極相較Pb-Ag-RE平板陽極槽電壓低30 mV左右，噸鋅能耗降低53.41 kWh/t-Zn。不足的是，由于熔鹽化學鍍鉛過程中引入了Cl元素，加