专利名称：一种电解提炼金属铜的阳极板用多元合金及其制备方法
技术领域：
本发明涉及材料技术领域，具体来说涉及一种电解提炼金属铜的阳极 板用多元合金，同时还涉及其制备方法。
背景技术：
在湿法电积铜工业中，使用铅锡4丐合金(含锡0.6%;含4丐0.1%;含 铝0.05%;余量铅)制作阳极已近二十年。该种合金的特点是合金组分中的 钩元素有效地提高了铅合金的强度，锡除对合金强度有所贡献外，更大程 度上是在阳极电位下改善了合金阳极表面氧化膜的导电性；钙和锡的合理 组合使铅钩锡合金阳极不仅具有良好的机械性能，而且具有较长的使用寿 命。但铅钙锡合金也存在以下问题 一是阳极在电解过程中会大量析氧， 析出的氧一方面可聚集成氧气而释放；另一方面也可能会由表及里产生扩 散，从而使铅钓锡合金阳极基体遭受到腐蚀。二是在合金熔炼过程中为减 少钙的损耗，需在高温(680國72(TC)下加入一定量的铝作为钙的保护剂， 高温使得铅蒸气压增加，导致铅污染加大和能耗增高，同时也使得加工工 艺变得复杂。
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺点而提供一种筒化了工艺流程，减少了 材料消耗，提高了耐蚀性，同时降低熔炼温度和金属铅污染的电解提炼金 属铜的阳极板用多元合金。
本发明的另一目的在于提供该电解提炼金属铜的阳极板用多元合金的 制备方法。
本发明的一种电解提炼金属铜的阳极板用多元合金，其组成重量比为
含0.3-3%的锡、0.03-0.1%的4丐或锶、0.005-0.08%的钴、0.03-0.09%的 稀土金属，余量为铅。
上述的电解提炼金属铜的阳极板用多元合金，其组成较佳重量比为 含0.5-1.5%的锡、0.05-0.08%的钩或锶、0.008-0.06%的钴、0.05-0.07%的稀 土金属，余量为铅。
上述的电解提炼金属铜的阳极板用多元合金，其中铅为l号电解铅， 稀土金属为40号混合稀土金属或45号混合稀土金属；锡为1号锡。
本发明的电解提炼金属铜的阳极板用多元合金的制备方法，包括下述 步骤
(1 )先在熔化炉内按上述重量配比把锡和钴熔炼配制成锡钴中间合金，待用；
(2) 把铅和锡钴中间合金投入熔化炉内熔化，至450-55(TC后保温；
(3) 将上述重量比的钙或锶、稀土金属加入铅液中并搅拌，搅拌过程 中在熔体与炉子间施加一个5-36伏的直流电位差；
(4 )待熔体合金化均匀后静止30-40分钟，除去熔体表面氧化渣即得。 本发明与现有技术相比，具有明显的有效效果，从以上技术方案可知， 在铅锡4丐合金阳极中加入钴元素，减低了阳极表面的析氧过电位，使电解 过程中析出的氧易于聚集成氧气而释放，从而减緩了阳极的腐蚀速率；在 铅锡钩合金阳极中加入稀土金属，细化了合金组织，净化了晶界，提高了 阳极的耐蚀性；合金在熔炼配制中，不用将铅液升温至680-720。C加入铝作 为4丐的保护剂，只需在450-550。C下加钙时，在合金熔体与炉子间施加一个 5-36伏的直流电位差即可达到使钙稳定的目的，从而简化了工艺流程，减 少了铝材料消耗，提高了阳极耐蚀性，减低了生产成本，同时降低熔炼温 度使有害重金属铅的污染减小。
具体实施方式
实施例1
称取3公斤的1号锡，0.8公斤的钴，置于电阻炉内加热至410。C熔化， 并在加入木炭粉覆盖，待二者熔化后充分搅拌，经静置、除渣后浇注成每 块3.8公斤的中间合金锭；
称取994.3公斤1号电解铅，锡钴中间合金锭3.8公斤，钙l公斤，45 号混合稀土金属0.9^^斤；先将熔铅炉升温至480。C熔化铅锭、锡钴中间合 金，保温；然后把钙、45号混合稀土金属全部放入一个加料装置中一次性 加入铅液中并搅拌，同时在熔体与炉子间施加一个16伏的直流电位差；待 熔体合金化均勻后静止60分钟，除去熔体表面氧化渣后进行阳极坯板浇铸； 最后将浇铸获得的阳极坯板通过冷轧、裁剪成835 x 710 x 6mm的阳极板。 经检测阳极板的组成为含钙0.98%;含锡0.29%;含钴0.077%;含稀土 金属0.088%。
对所得到的阳极板进行试验表明阳极板抗拉强度Sb=5.2kg^nm2 ;合 金阳极在[H2S04]: 170g/L,电流密度200A/m2，温度< 60。C的铜电积条件 下，阳极析氧电位比传统的铅锡钙合金下降40mV。
实施例2
称取30公斤的1号锡，0.05公斤的钴，置于电阻炉内加热至450。C熔 化，并在加入木炭粉覆盖，待二者熔化后充分搅拌，经静置、除渣后浇注 成每块30.05公斤的中间合金锭；
称取969.35公斤1号电解铅，锡钴中间合金锭30.05公斤，锶0.3公斤， 45号混合稀土金属0.3公斤；先将熔铅炉升温至490。C熔化铅锭、锡钴中间合金，保温；然后把锶、45号混合稀土金属全部放入一个加料装置中一次 性加入铅液中并搅拌，同时在熔体与炉子间施加一个36伏的直流电位差； 待熔体合金化均匀后静止45分钟，除去熔体表面氧化渣后进行阳极坯板浇
最后将浇4寿获得的阳^l坯板通过冷轧、裁剪成1220 x 920 x 6mm的阳 极板。经检测阳极板的组成为含锶0.028%;含锡2.9%;含钴0.0047%; 含稀土金属0.027%。
对所得到的阳极板进行试验表明阳极板抗拉强度Sb=6.4kgf/mm2;合 金阳极在[H2S04]: 170g/L,电流密度200A/m2,温度<60。C的铜电积条件 下，阳极析氧电位比传统的铅锡钙合金下降18mV。
实施例3
称取15公斤的1号锡，0.1公斤的钴，置于电阻炉内加热至40(TC熔化， 并在加入木炭粉覆盖，待二者熔化后充分搅拌，经静置、除渣后浇注成每 块15.1公斤的中间合金锭；
称取983.9公斤1号电解铅，锡钴中间合金锭15.1公斤，钙0.5公斤， 40号混合稀土金属0.5公斤；先将熔铅炉升温至550。C熔化铅锭和锡钴中间 合金，保温；然后把钙、40号混合稀土金属全部放入一个加料装置中一次 性加入铅液中并搅拌，同时在熔体与炉子间施加一个5伏的直流电位差； 待熔体合金化均匀后静止30分钟，除去熔体表面氧化渣后进行阳极坯板浇 铸；最后将浇铸获得的阳极坯板通过冷轧、裁剪成995 x 960 x 6mm的阳极 板。经检测阳极板的组成为含钓0.048%;含锡1.48%;含钴0.0097%; 含稀土金属0.047%。
对所得到的阳极板进行试验表明阳极板抗拉强度Sb=4.5kgf/mm2;合 金阳极在[H2S04]: 170g/L,电流密度200A/m2，温度《60。C的铜电积条件 下，阳极电位比传统的铅锡钙合金下降35mV。
经SEM和电子探针分析合金阳极基体致密，组织细化，合金元素分布 均匀。试验中发现阳极呈均匀的面腐蚀，具有良好的抗腐蚀能力，使用寿 命可达6年以上。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式 上的限制，任何未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以 上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方 案的范围内。
权利要求
1、一种电解提炼金属铜的阳极板用多元合金，其组成重量比为含0.3-3％的锡、0.03-0.1％的钙或锶、0.005-0.08％的钴、0.03-0.09％的稀土金属，余量为铅。
2、 如权利要求1所述的电解提炼金属铜的阳极板用多元合金，其组成 较佳重量比为含0.5-1.5%的锡、0.05-0.08%的钙或锶、0.008-0.06%的钴、 0.05-0.07%的稀土金属，余量为铅。
3、 如权利要求1或2所述的电解提炼金属铜的阳极板用多元合金，其 中铅为1号电解铅，锡为1号锡。
4、 如权利要求3所述的电解提炼金属铜的阳极板用多元合金，其中 稀土金属为40号混合稀土金属或45号混合稀土金属。
5、 如权利要求1或2所述的电解提炼金属铜的阳极板用多元合金的制 备方法，包括下述步骤(1 )先在熔化炉内按上述重量配比把锡和钴熔炼配制成锡钴中间合 金，待用；(2) 4巴铅和锡钴中间合金投入熔化炉内熔化，至450-55(TC后保温；(3) 将所述重量比的钙或锶、稀土金属加入铅液中并搅拌，搅拌过程 中在熔体与炉子间施加一个5-36伏的直流电位差；(4 )待熔体合金化均匀后静止30-40分钟，除去熔体表面氧化渣即得。
全文摘要
本发明公开了一种电解提炼金属铜的阳极板用多元合金及其制备方法，其组成重量比为含0.3-3％的锡、0.03-0.1％的钙或锶、0.005-0.08％的钴、0.03-0.09％的稀土金属，余量为铅。其制备方法，包括下述步骤先在熔化炉内按上述重量配比把锡和钴熔炼配制成锡钴中间合金，待用；把铅和锡钴中间合金投入熔化炉内熔化，至450-550℃后保温；将所述重量比的钙或锶、稀土金属加入铅液中并搅拌，搅拌过程中在熔体与炉子间施加一个5-36伏的直流电位差；待熔体合金化均匀后静止30-40分钟，除去熔体表面氧化渣即得。本发明简化了工艺流程，减少了材料消耗，提高了耐蚀性，同时降低熔炼温度和金属铅污染。
文档编号C22C11/00GK101660069SQ200910102778
公开日2010年3月3日 申请日期2009年9月8日 优先权日2009年9月8日
发明者苏向东 申请人:苏向东