一种直接电解铅锑氧化物制取铅锑合金的方法.pdf

1、10申请公布号CN104213151A43申请公布日20141217CN104213151A21申请号201410450882122申请日20140905C25C1/2420060171申请人昆明理工大学地址650093云南省昆明市五华区学府路253号72发明人华一新汝娟坚徐存英李坚张启波李艳龚凯周忠仁54发明名称一种直接电解铅锑氧化物制取铅锑合金的方法57摘要本发明涉及一种直接电解铅锑氧化物制取铅锑合金的方法，属于有色金属冶金技术领域。以铅锑氧化物为原料，碳酸氢铵为造孔剂，将其混合均匀后压制成块状制成铅锑氧化物电极；在氩气环境下，将季铵盐与多元醇均匀混合形成低共熔溶剂电解液；以石墨为阳极，铅

2、锑氧化物电极为阴极，在控制电解液温度为40100、槽电压为2025V、阴阳极极距为052CM的条件下，在低共熔溶剂电解液中电解820H，然后取出阴极经丙酮、蒸馏水冲洗，干燥后即得到铅锑合金。采用该方法可直接将铅锑氧化物原位还原为高纯度的铅锑合金，且合金成分可控，工艺简单，对设备的材质要求低，能耗较小，经济环保。51INTCL权利要求书1页说明书3页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图1页10申请公布号CN104213151ACN104213151A1/1页21一种直接电解铅锑氧化物制取铅锑合金的方法，其特征在于具体步骤如下（1）以铅锑氧化物为原料

3、，碳酸氢铵为造孔剂，将其混合均匀后压制成块状，在氩气气氛中于180250下保温12H制成铅锑氧化物电极；（2）在氩气环境下，将季铵盐与多元醇按照摩尔比（13）（25）均匀混合形成低共熔溶剂电解液；（3）以石墨为阳极，步骤（1）制备得到的铅锑氧化物电极为阴极，在控制电解液温度为40100、槽电压为2025V、阴阳极极距为052CM的条件下，在步骤（2）制备得到的低共熔溶剂电解液中电解820H，然后取出阴极经丙酮、蒸馏水冲洗，干燥后即得到铅锑合金。2根据权利要求1所述的直接电解铅锑氧化物制取铅锑合金的方法，其特征在于所述铅锑氧化物为PBO和SB2O3按照质量比3070、5050或者7030组成的混

4、合氧化物。3根据权利要求1或2任一所述的直接电解铅锑氧化物制取铅锑合金的方法，其特征在于所述碳酸氢铵的加入量为铅锑氧化物质量的530。4根据权利要求1或2任一所述的直接电解铅锑氧化物制取铅锑合金的方法，其特征在于所述季铵盐为氯化胆碱、四甲基氯化铵或四丁基氯化铵。5根据权利要求1或2任一所述的直接电解铅锑氧化物制取铅锑合金的方法，其特征在于所述多元醇为乙二醇、丙三醇、木糖醇或山梨醇。权利要求书CN104213151A1/3页3一种直接电解铅锑氧化物制取铅锑合金的方法技术领域0001本发明涉及一种直接电解铅锑氧化物制取铅锑合金的方法，属于有色金属冶金技术领域。背景技术0002铅锑合金是一种重要的工

5、业原料，由于其具有较高的强度和硬度，耐磨和耐腐蚀性，可以作为生产蓄电池极板、化工管道、电缆包皮的首选材料，同时还可用于制造轴承、齿轮以及生产半导体和电热装置。生产铅锑合金的传统方法是采用熔化炉将铅锭熔化，然后将锑元素以纯金属或中间合金的形式直接加入到铅溶液中进行合金化。但是此法仍存在一些问题，如熔炼过程中铅锭氧化和烧损比较大，铅锑合金气体散发到空气中对环境造成严重的污染且生产环境恶劣。因此，有必要研究一种工艺简单、节能、成本低及对环境友好的新方法，使铅锑合金能在更多的领域得到应用。0003低共熔溶剂通常是由一定化学计量比的季铵盐和氢键给体（如酰胺、羧酸和多元醇等化合物）组合而成的低共熔混合物。

6、低共熔溶剂具有电化学窗口宽、导电性好、蒸汽压低以及良好的物理化学稳定性等优点，是一种新型的绿色溶剂。在金属原位电解还原方面，低共熔溶剂是一种理想的室温液态电解质，它融合了高温熔盐和水溶液的优点具有较宽的电化学窗口，在室温下即可得到在高温熔盐中才能电解得到的金属和合金，而没有高温熔盐那样的强腐蚀性。低共熔溶剂的上述特性及其简便的制备过程和低廉的原料价格使之成为金属及其合金电解研究中的崭新液体介质。因此，将低共熔溶剂用于铅锑合金的制备，能够从技术上解决传统生产方法存在的诸多问题，实现铅锑合金的可控制备和生产的绿色化，是一种应用前景极为广阔的电化学冶金新方法。发明内容0004本发明旨在解决现有铅锑合

7、金生产方法中存在的铅锭氧化和烧损大，操作环境恶劣以及污染严重等问题，提供一种采用绿色环保的低共熔溶剂直接电解铅锑氧化物制取铅锑合金的方法，本发明通过以下技术方案实现。0005一种直接电解铅锑氧化物制取铅锑合金的方法，其具体步骤如下（1）以铅锑氧化物为原料，碳酸氢铵为造孔剂，将其混合均匀后压制成块状，在氩气气氛中于180250下保温12H制成铅锑氧化物电极；（2）在氩气环境下，将季铵盐与多元醇按照摩尔比（13）（25）均匀混合形成低共熔溶剂电解液；（3）以石墨为阳极，步骤（1）制备得到的铅锑氧化物电极为阴极，在控制电解液温度为40100、槽电压为2025V、阴阳极极距为052CM的条件下，在步骤

8、（2）制备得到的低共熔溶剂电解液中电解820H，然后取出阴极经丙酮、蒸馏水冲洗，干燥后即得到铅锑合金。0006所述铅锑氧化物为PBO和SB2O3按照质量比3070、5050或者7030组成的混合氧化物。说明书CN104213151A2/3页40007所述碳酸氢铵的加入量为铅锑氧化物质量的530。0008所述季铵盐为氯化胆碱、四甲基氯化铵或四丁基氯化铵。0009所述多元醇为乙二醇、丙三醇、木糖醇或山梨醇。0010上述块状铅锑氧化物的质量为055G。0011本发明的有益效果是采用该方法可直接将铅锑氧化物原位还原为高纯度的铅锑合金，且合金成分可控，工艺简单，对设备的材质要求低，能耗较小，经济环保。附

9、图说明0012图1是本发明实施例3制备得到的铅锑合金的XRD图。具体实施方式0013下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步说明。0014实施例1该直接电解铅锑氧化物制取铅锑合金的方法，其具体步骤如下（1）以铅锑氧化物为原料，其中铅锑氧化物为质量比为3070PBOSB2O3的混合氧化物，碳酸氢铵为造孔剂，将铅锑氧化物和占铅锑氧化物质量5的碳酸氢铵混合均匀，压制成质量为05G的块状后在氩气气氛中于180下保温1H烧制成铅锑氧化物电极；（2）在氩气环境下，将氯化胆碱与乙二醇按照摩尔比为12均匀混合形成低共熔溶剂电解液；（3）以石墨为阳极，步骤（1）制备得到的氧化铅电极为阴极，在控制电解液温度为

10、40、槽电压为20V、阴阳极极距为05CM的条件下，在步骤（2）制备得到的低共熔溶剂电解液中电解8H，然后取出阴极经丙酮、蒸馏水冲洗，干燥后即得到铅锑合金。0015实施例2该直接电解铅锑氧化物制取铅锑合金的方法，其具体步骤如下（1）以铅锑氧化物为原料，其中铅锑氧化物为质量比为5050PBOSB2O3的混合氧化物，碳酸氢铵为造孔剂，将铅锑氧化物和占铅锑氧化物质量30的碳酸氢铵混合均匀，压制成质量为5G的块状后在氩气气氛中于250下保温2H烧制成铅锑氧化物电极；（2）在氩气环境下，将四甲基氯化铵与丙三醇按照摩尔比为35均匀混合形成低共熔溶剂电解液；（3）以石墨为阳极，步骤（1）制备得到的铅锑氧化物

11、电极为阴极，在控制电解液温度为100、槽电压为25V、阴阳极极距为2CM的条件下，在步骤（2）制备得到的低共熔溶剂电解液中电解20H，然后取出阴极经丙酮、蒸馏水冲洗，干燥后即得到铅锑合金。0016实施例3该直接电解铅锑氧化物制取铅锑合金的方法，其具体步骤如下（1）以铅锑氧化物为原料，其中铅锑氧化物为质量比为7030PBOSB2O3的混合氧化物，碳酸氢铵为造孔剂，将铅锑氧化物和占铅锑氧化物质量12的碳酸氢铵混合均匀，压制成质量为4G的块状后在氩气气氛中于190下保温16H烧制成铅锑氧化物电极；（2）在氩气环境下，将四丁基氯化铵与木糖醇按照摩尔比为24均匀混合形成低共熔溶剂电解液；说明书CN104

12、213151A3/3页5（3）以石墨为阳极，步骤（1）制备得到的铅锑氧化物电极为阴极，在控制电解液温度为70、槽电压为24V、阴阳极极距为12CM的条件下，在步骤（2）制备得到的低共熔溶剂电解液中电解18H，然后取出阴极经丙酮、蒸馏水冲洗，干燥后即得到铅锑合金，铅锑合金的XRD图如图1所示。0017实施例4该直接电解铅锑氧化物制取铅锑合金的方法，其具体步骤如下（1）以铅锑氧化物为原料，其中铅锑氧化物为质量比为7030PBOSB2O3的混合氧化物，碳酸氢铵为造孔剂，将铅锑氧化物和占铅锑氧化物质量24的碳酸氢铵混合均匀，压制成质量为1G的块状后在氩气气氛中于240下保温1H烧制成铅锑氧化物电极；（2）在氩气环境下，将氯化胆碱与山梨醇按照摩尔比为34均匀混合形成低共熔溶剂电解液；（3）以石墨为阳极，步骤（1）制备得到的铅锑氧化物电极为阴极，在控制电解液温度为85、槽电压为22V、阴阳极极距为18CM的条件下，在步骤（2）制备得到的低共熔溶剂电解液中电解14H，然后取出阴极经丙酮、蒸馏水冲洗，干燥后即得到铅锑合金。0018上面结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。说明书CN104213151A1/1页6图1说明书附图CN104213151A