锌电积用铅基多孔节能阳极的制备、表征与工程化试验

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1、中南大学博士学位论文锌电积用铅基多孔节能阳极的制备、表征与工程化试验姓名：衷水平申请学位级别：博士专业：有色金属冶金指导教师：刘业翔;赖延清20090501博士学位论文摘要密度对Pb—Ag(0．8％)平板阳极析氧电位、腐蚀速率、氧化膜的物相组成与微观结构、电流效率、阳极泥生成量及阴极Zn品质的影响规律。在纯ZnS04．H2S04体系中，当电流密度分别由500A／m2降低到100A／m2时，其相对稳定的阳极电位(简称稳定电位)由1．835V(相对饱和甘汞电极，以下同)降低到1．742V，腐蚀速率由1．6209／m

2、2．h降低到0．6529／m2-h；在ZnS04．MnS04．H2S04体系中，阳极析氧电位与腐蚀速率随电流密度降低的规律不变，100A／m2和500A／m2电流密度下的稳定电位则分别为1．704V和1．792V。(4)Pb．Ag(0．8％)多孔阳极的工程化电解试验取得了良好效果。采用尺寸为200．0mmx100．0mmx6．0mm的Pb—Ag(0．8％、)多孔阳极在工业电解条件下进行了为期24天的工程化电解试验。结果表明，与现行Pb—Ag(0．8％)平板阳极比较，多孔阳极析氧过电位降低约100mV，腐蚀率降低

3、80％；使得吨Zn能耗降低78kWh，阳极泥减少80％，阴极锌产品中Pb含量降低60％。(5)将Pb蓄电池电极中的有害杂质Bi作为合金元素引入锌电积用Pb—Ag(0．8％)阳极。揭示了Bi添加对Pb．Ag(0．8％)阳极析氧电位、腐蚀速率、合金及其氧化膜组织结构的影响规律，确定Bi的最佳添加量为o．8～1．O％，开发出具有电催化活性金属元素掺杂的电催化多孔节能阳极。关键词锌电积，反重力渗流铸造，多孔阳极，析氧过电位，腐蚀速率U博士学位论文ABS‘rRACTABSTRACTTheanodeoflead—based

4、alloyisalwaysusedinindustrialproductionofzincowingtohighconcentrationofH2S04intheelectrolyte．However，thereareseveralproblemsonthelead—basedanodesuchashighoxygenevolutionoverpotential(about860mV)whichCanincreasetheenergyconsumptionabout1000kWh／t—Zn(about30％of

5、thetotalenergyconsumption)，lowcorrosionresistanceanddecreaseofzincqualityduetoleaddissolutionintheelectrolyte．Althoughtitanium．basedelectro-catalyticcoatinganodecaneffectivelyreducetheoxygenevolutionpotential，itstillcannotreplacethelead—basedanodeduetoitssho

6、rtlifeandhighcost．Therefore，itstillisanimportantsubjecttodevelopnewenergy—savinganodeinthezinchydrometallurgy．Theconceptofporouslead—basedanodewasfirstlyputforwardbytheauthorbasedonnumerousliteratureinvestigation．Byincreasingtheanodeconductiveareatoreducethe

7、anodiccurrentdensity，theporouslead—basedanodeCanreducetheanodicovervoltage，lowertheanodecorrosionrateandimprovetheproductqualitywhilemaintainingtheadvantagesofPb—Agalloyanode．Inthispaper，theequipmentandtechnicsofcounter-gravityinfiltrationwasdeveloped，theele

8、ctrochemicalpropertiesofporousPb-Ag(O．8％)anodewasevaluatedsystematically，theeffectofcurrentdensityontheelectrochemicalbehavioroftraditionalfiatanodeswasstudiedthoroughlyandapilotscaleelectrolysi