[00126241]湿法电解锌用多元合金阳极板工艺技术与开发应用

成果简介： 1、项目研究目标 本项目研究目标是研发出通过优化现有熔炼和轧制工艺,开发多元合金阳极板生产工艺技术,使公司具备多元合金阳极板的批量生产能力,改善多元合金阳极板的产品性能,提高核心竞争力,为开拓市场奠定坚实基础。同时也填补了集团公司多元合金阳极板的空白产业,培养了公司科研技术创新人才,提高了公司的科研能力。 2、与国内外同类技术比较 目前国内外工业上应用最广的主要以Pb-Ag二元合金阳极、Pb-Ag-Ca三元合金阳极和Pb-Ag-Ca-Sr四元合金阳极为主,其中二元合金阳极板已有较长的历史,也能适应湿法炼锌的要求。但是铅银二元合金阳极板存在耗银量大、机械强度低、易变性等缺点。目前重点倾向于铅银钙锶四元合金熔炼工艺和轧制工艺的研究,其目的是增加阳极的机械稳定性和降低含银量、厚度、腐蚀率,同时增大导电能能力。实践表明,低银多元合金阳极板与铅-银二元合金阳极板相比,多元合金阳极板硬度大,不易变形,电解锌阳极板锰离子贫化减少,阳极泥沉积减少,可延长掏槽周期,也可减少阳极泥引起的短路现象,腐蚀率可降低30%.导电率提高9%以上,使用寿命提高了6个月。 3、技术创新性 1) 榫卯结构的巧妙应用 目前国内阳极板板面与导电棒连接处普遍为直缝焊接,直缝结构的阳极板受腐蚀、外力等原因易出现断板、脱落现象,这样会使炼锌电解槽砸漏,造成断路,而且掉入到电解液里的阳极板不易捞出,严重影响正常的生产。 为解决此技术问题,我们从古建筑木构架连接方式寻找灵感,将榫卯结构巧妙应用到阳极板中,我们在阳极板的板面通过冲模模具冲孔加工成型的卯眼,阳极导电棒通过模腔浇铸成型与卯眼匹配的榫头,榫头和卯眼能够相互咬合形成榫卯结构,起到连接作用,之后沿缝隙铅焊连接而成。 通过此技术改造,使阳极板的产品结构设计使用寿命大幅度提高,使锌电解系统降低了材料成本,提高了生产效率。 2)极板一次加工成型创新技术 为提高电解液平衡流动性,极板表面需加工多个φ25孔,同时要对极板倒角以及榫卯结构加工,原车间采用摇臂钻床按照模具上的孔逐个钻孔,倒角采用切割机或剪板机加工,工序繁多,费时费力,效率低下,产生废料多。车间进行了一次加工成型技术的改造应用,利用一台四柱液压式压力机,将榫卯结构设计到阳极板板面冲模中,由自制的送料机将极板自动送到模具中,利用压力机压制成型。通过此项技术改造可大幅度提高阳极板的产品结构设计使用寿命、产能、加工效率,降低人工劳动强度大,减少废料,提高废料（铅屑）的金属回收率,提高现场安全系数。 4、应用效果 本项目在阳极生产线上进行了Pb-Ag-Ca-Sr合金阳极在某电锌生产线上实践证明 ,是替代传统Pb-Ag阳极的新材料,具有以下显著的经济效益： 1) 投资省,成本低,与传统的二元合金阳极相比,可节省Ag达到70%-75% 左右。 2)腐蚀率低,多元合金阳极是目前国内电锌行业腐蚀率最低的 一种阳极材料,具相关资料数据分析,其单耗极低仅为0.94kg/t锌,是设计院提供Pb-Ag合 阳极消耗定额的15.7% ,为文献报道Pb-Ag-Ca阳极的46.8% , 按设计每吨锌可降低成本 180元左右。 3)使用寿命长,年腐蚀速度约为板厚的7.8%,预计可使用三年以上没有问题,可节省 更新费用一倍。 4)导电性好、电流效率高,电流效率可提高0.5%-1%,可达90%以上,每吨锌可节电约100KWh,吨锌直流电耗2800-3000KW.h。 5)电解锌阳极板锰离子贫化减少,阳极泥沉积减少,可延长掏槽周期,节省平板和大清槽的时间,减少了劳动力 ,也可减少阳极泥引起的短路现象。 5、主要技术指标 通过优化多元合金的熔铸及轧制工艺,最终降低Ag的烧损率,节约生产成本,提高产品性能,提高设备工作效率,使公司的阳极板生产线工艺达到最优化,实现外部市场的量产化。 6、取得的成果 本项目主要研究成果如下： 6.1、榫卯结构的巧妙应用,榫卯结构巧妙应用到阳极板中,我们在阳极板的板面通过冲模模具冲孔加工成型的卯眼,阳极导电棒通过模腔浇铸成型与卯眼匹配的榫头,榫头和卯眼能够相互咬合形成榫卯结构,起到连接作用,之后沿缝隙铅焊连接而成,使阳极板的产品结构设计使用寿命大幅度提高,使锌电解系统降低了材料成本,提高了生产效率。 6.2、极板一次加工成型创新技术,一次加工成型技术的改造应用,利用一台四柱液压式压力机,将榫卯结构设计到阳极板板面冲模中,由自制的送料机将极板自动送到模具中,利用压力机压制成型。通过此项技术改造可大幅度提高阳极板的产品结构设计使用寿命、产能、加工效率,降低人工劳动强度大,减少废料,提高废料（铅屑）的金属回收率,提高现场安全系数。