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铜电积用新型铅基合金阳极的制备及性能研究

周爱国

  近年来采用浸出→萃取→反萃取→金属制备的湿法炼铜工艺在国内外得到飞速的发展,因此电积铜用阳极也被冶金科研工作者们广泛研究。目前工厂使用的Pb-Ca-Sn阳极由于钙与锡的含量高导致阳极析氧电位升高,耐蚀性差,容易造成电流效率下降。为了提高铅阳极的耐蚀性,电化学性能及机械性能,本实验制备研究了Pb-Cu-Ca-Sn及Pb-Cu-Ca-Sn-Ce两大系列铅合金阳极。 对合金金相分析与布氏硬度测试结果表明:单独加入1%的铜或钙时会出现严重的偏析现象,锡能促进铜与钙在铅合金中的分散。在铜含量≤0.3%时,合金的硬度随着铜含量的增加而变大。铈不但能细化晶粒、提高铅合金的硬度,而且可以提高铜在铅合金中的分散性。且铈能促进铜对铅合金晶粒的细化作用。铸造与轧制的Pb-Cu-Ca-Sn系合金的硬度分别为10.33-12.09HB、10.55~12.37 HB,铸造与轧制的Pb-Cu-Ca-Sn-Ce系合金的硬度为10.33~12.09HB、10.55~12.37 HB,铸造与轧制的Pb-Ca-Sn合金的硬度分别为9.26HB、8.95 HB。轧制使合金的硬度增大,当合金中不加铈时,轧制促进合金再结晶,使得合金的硬度增大;当铜(含量≤0.3%)与铈一起加入时,轧制对铅合金起到加工硬化的效果。 在CuSO4-H2SO4体系中,45℃、电流密度1000A/m2时的加速腐蚀实验表明:只加铜或钙的中间合金耐蚀性最差,轧制Pb-0.06%Ca-0.1%Cu-0.6%Sn-Ce阳极的耐蚀性最好(腐蚀速率为3.3745gm-2h-1,比轧制的Pb-0.06%Ca-0.6%Sn合金的腐蚀速率小0.6505gm-2h-1)。铸态合金的腐蚀速率随着合金中铜含量的增加而呈线性增大。铈提高了铸态合金的耐蚀性。轧制使Pb-0.06%Ca-Cu-0.6%Sn系列合金的耐蚀性提高了,却使Pb-0.06%Ca-0.6%Sn及同时加0.1%Cu与Ce的合金腐蚀速率增大了。 对极化0、1、24h后的铅基合金阳极在45℃、45g/LC2+、180g/L H2804溶液中进行线性扫描、循环伏安曲线、交流阻抗测试。测试结果说明随着铅合金中铜含量的增加,铅合金阳极活性先减小后增大,阳极耐蚀性随着铜含量的增加而明显减弱。所以在合金中添加铜的含量不应超过0.2%。铈与铜对提高铅合金的电化学性能具有协同作用。 通过电沉积铜实验得出:铜降低了槽电压(约0.01V),铜含量的变化对槽电压无明显影响,电流效率随着铜含量的增加而变大。铈明显提高了电流效率。……   
[关键词]:电积铜;铅合金阳极;阳极极化;循环伏安;交流阻抗
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:昆明理工大学2010年