D0第98鞋7第1期1001053x.1996.0北01京科技大学学报 Vol.18 No.I 199%年2月 Journal of University of Science and Technology Beijing Fb.199% 再生铅低锑合金的工艺及应用 陈红雨)黄镇泽3) 段淑贞2) 1)北京科技大学表面科学与腐蚀工程系，北京1000832)北京科技大学物理化学系 3)广州蓄电池企业有限公司研究所，广州510400 摘要提出了精炼净化再生铅的工艺及原理，经处理过的再生铅可以用来配制蓄电池用低锑合 金，对高锑合金、普通低锑合金、再生铅低锑合金进行了对比试验与讨论，结果表明再生铅低锑 合金充分利用了Sb、Cu、B等有用元素，具有较好的铸造性能、耐蚀性能、抗拉强度及电性 能，且成本较低， 关键词铅酸蓄电池，净化/再生铅，低锑合金 中图分类号TM910.1 传统铅酸蓄电池所用板栅合金为高锑合金(Pb-7%Sb),由于Sb的析氢过电位低使得 蓄电池水损耗大、自放电大，蓄电池在使用过程中需要经常补加水和补充电·又由于 Pb一7%Sb合金在稀硫酸溶液中耐蚀性差，而成为蓄电池寿命短的主要原因.蓄电池要求免 维护化和延长使用寿命，其关键是降低铅合金中的锑含量使Sb含量在1.6%~2.8%范围 内·但是Sb降低后，铅合金的铸造性能及机械性能有所下降，给生产带来困难，目前低锑 合金Pb一Sb(1.6%~2.8%)一As一Sn一Se一Cu已基本能适应机械铸造，但是低锑合金 的冶炼及配制技术仍存在较大的问题，从成本及铅资源考虑，低锑合金的配制不可能全部采 用电解铅，我国绝大多数蓄电池厂家均采用约50%电解铅对拌约50%再生铅及少量母合金 配制.这样成本高且质量波动大，因为再生铅来源地不同，各元素含量不一致，而且再生铅 中含有一些有害夹杂，因此这些再生铅锭不宜用来直接配制板栅合金，未经精炼的再生铅 用来配制板橱合金会导致质量不稳定，报废率极高，针对我国蓄电池行业这一难题，我们成 功地研究出采用再生铅配制低锑多元合金的工艺，并率先在广蓄公司完成了全面的推广和应用， 1实验方法 (1)合金配制合金的配制在1t合金试验炉中进行，最高炉温可达800℃，合金成分 采用美国FSQ型火花直读发射光谱仪进行炉前监控分析· (2)金相实验将样品放在抛光剂(30%双氧水3份，98%的冰乙酸1份，纯甘油10 份)中抛光约lmi,取出用蒸馏水冲洗，再用吸水纸擦干.然后将样品平放在沾有煤油的 麂皮上，直到磨成光亮如镜为止，冲洗、刻蚀(95份乙醇和5份硝酸的混合液)，最后样品 表面呈灰黑色，这时可以进行金相观察， (3)硬度测定将熔融的合金浇铸成10mm厚、直径为S0mm的圆柱铅锭，在常温下经 1995-08-12收稿 第一作者男30岁在职博士生
第 卷 第 期 北 京 科 技 大 学 学 报 臾场 年 月 吨 均 望巧 再生铅低锑合金 的工艺及应用 陈红雨 ’ 黄镇 泽 段淑 贞 “ 北京科技大学表 面 科学 与腐蚀工 程 系 ， 北京 份叨 北 京科 技大学 物理 化学系 广州 蓄 电池 企 业 有 限 公 司 研 究 所 ， 广州 州洲〕 摘要 提 出了精炼净化再生铅 的工 艺及原理 ， 经处理过 的再生 铅 可 以 用 来 配 制 蓄 电池 用 低 锑合 金 对高锑合金 、 普通低锑合金 、 再生铅低锑合金进行 了对 比试验与讨论 结果表 明再生铅低锑 合金充分利用 了 、 、 等 有 用 元 素 ， 具 有 较 好 的 铸造 性 能 、 耐 蚀性 能 、 抗 拉 强 度 及 电性 能 ， 且成本较低 关键词 铅酸蓄 电池 ， 净化 再生铅 ， 低锑 合金 中图分类号 传 统铅酸蓄 电池所用板栅合金 为高锑合金 一 ， 由于 的析 氢 过 电位 低 使 得 蓄 电池 水 损 耗 大 、 自放 电大 ， 蓄 电 池 在 使 用 过 程 中 需 要 经 常 补 加 水 和 补 充 电 又 由 于 一 合金 在稀硫酸溶液 中耐蚀性差 ， 而 成 为蓄 电池 寿命短 的 主要原 因 蓄 电池 要 求 免 维护化和延 长使用 寿命 ， 其关键是 降低 铅 合 金 中 的锑 含 量 使 含 量 在 一 范 围 内 但是 降低 后 ， 铅合金 的铸造性 能及 机械性 能有 所 下 降 ， 给生 产 带来 困 难 目前 低 锑 合金 一 一 一 一 一 一 已 基本能适应机械 铸 造 ， 但 是 低 锑 合 金 的冶炼及 配制技 术仍存在较大 的 问题 从成本及 铅 资源考 虑 ， 低锑合金 的配 制不 可 能全部采 用 电解 铅 ， 我 国绝大多 数蓄 电池厂家均采 用 约 电解 铅 对拌 约 再生铅及少量 母 合金 配制 这样成本高且 质量波动大 ， 因为再生铅来源地 不 同 ， 各元 素含 量不 一致 ， 而 且再生铅 中含有 一些有 害夹 杂 ， 因此这些再生铅锭不 宜 用 来直 接 配 制 板 栅 合 金 未 经 精 炼 的 再 生 铅 用 来 配制 板栅合金 会 导致质 量不稳定 ， 报废率极 高 针 对我 国蓄 电池行 业这 一难题 ， 我 们成 功地研究 出采用再生铅配制低锑多元合金 的工艺 ， 并率先在广蓄公 司完成 了全面的推广和 应用 实验方 法 合 金 配 制 合 金 的 配 制 在 合 金 试 验 炉 中进 行 ， 最 高 炉 温 可 达 ℃ ， 合金 成分 采 用美 国 型火花直读发射光谱仪进行炉前监控 分析 金相 实验 将 样 品 放在 抛 光 剂 双 氧水 份 ， 的 冰 乙 酸 份 ， 纯 甘 油 份 中抛 光 约 刀 ， 取 出用 蒸 馏 水 冲 洗 ， 再 用 吸 水 纸 擦 干 然 后 将 样 品平 放 在 沽 有 煤 油 的 鹿皮上 ， 直到磨成 光亮 如镜 为止 ， 冲洗 、 刻蚀 份 乙 醇和 份硝 酸 的混 合 液 最 后 样 品 表 面呈 灰黑 色 ， 这 时可 以 进行金相观 察 硬度 测定 将熔融 的合金 浇铸成 厚 、 直径 为 的圆柱铅锭 ， 在常温下经 卯 一 一 收稿 第一 作者 男 岁 在职博士 生 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1996．01．015
·64 北京科技大学学报 1996年No.1 24h时效后，用HD1-187型布氏硬度计测定. (4)板栅的抗拉伸试验铸板机铸板，从刚铸出的板栅中取样，将其置于室温中96， 用LL-250型拉力机以50mm/s速度进行拉伸试验. (5)耐腐蚀性能试验样品留下1cm2的工作面，其余部分用蜡封涂.用普林斯顿 M一351系统测试其腐蚀电化学性能·实验结果联机处理.实验在室温下进行，腐蚀介质为 密度1.285g/cmH2SO,溶液， (6)电气性能检测组装试验电池，采用德国Digatron的UBT检测设备进行测试. 2 再生铅低锑合金配制工艺及原理 2.1 再生铅低锑合金 再生铅低锑合金配量工艺流程见图1. 再 熔 净化处理 生 碱性精炼 合金组织 低锑 融 a. 铅 结构的 多元 铅 b.加氧化物除渣 锭 C. 高温净化 优化 合金 图1 再生铅低锑哈金配制工艺流程图 2.2工艺原理 (1)净化原理再生铅的净化处理的目的是除去其中有害夹杂（金属夹杂、非金属夹杂）， 即不稳定源，经过冶炼厂粗加工的再生铅，含有过量的非金属夹杂·这些夹杂有的在晶粒间 形成高浓度夹杂晶界，有的充当激冷晶核，在合金时效过程中过剩内应力使枝晶间微裂纹两 端出现二次裂纹、并最终造成宏观上的穿透性裂纹， 采用碱性精炼，加氧化物除渣及高温净化相结合对熔融铅进行净化处理，可以消除非金 属夹杂或改变它们在合金中的存在形式，改善合金铸造性能， 在合金处理过程中，高温下吹人的压缩空气使杂质得到氧化.氧化物密度一般较小，飘 浮在铅液表面成为铅渣·按其热学性质，铅渣组份为：低熔点、低沸点氧化物；b高熔 点、高沸点氧化物；℃硅酸类化合物；d低熔点、高沸点氧化物·在处理过程中， 组份a挥发掉，组份b成液态，组份c、d则呈固态飘浮在铅液表面，有的不结成团，用漏 勺捞不干净，如果留在合金中则成为夹杂一不稳定源·采用加碱类物质和氧化物，可以使 组份b发生吸附、絮凝作用，起渣、结团，而且可以使组份c粘附在渣团上，用漏勺轻 易可以除去， (2)合金组织结构的优化以往曾发现在高锑合金的铸造过程中，板栅经常出现宏 观裂纹.它主要是合金中含有较多的低熔点物质)，使合金的凝固后期过程较长，在粗枝 晶间富集的低熔点溶质得不到补缩而处于不稳定状态，很小的外来应力就能破坏它们，造成 宏观裂纹，而低锑合金的铸造，由于锑等有效成分较少，大多数液态合金只能缓慢地向距离 较远的少量晶核上依附、结晶·此时的晶体较大，晶界间形成较厚液膜，这种凝聚力很小的
· 必 · 北 京 科 技 大 学 学 报 望天 年 时效后 ， 用 田 一 型 布 氏硬度 计测 定 板栅 的抗 拉 伸试验 铸板机铸板 ， 从 刚铸 出 的板栅 中取 样 ， 将 其 置 于 室 温 中 ， 用 一 型 拉力 机 以 速度 进行 拉伸 试验 耐 腐 蚀 性 能 试 验 样 品 留 下 的 工 作 面 ， 其 余 部 分 用 蜡 封 涂 用 普 林 斯 顿 一 系 统测 试其 腐蚀 电化 学性 能 实验结果联机处理 实验在 室温 下 进 行 ， 腐 蚀 介 质 为 密度 的 溶 液 电气性 能检测 组 装 试验 电池 ， 采 用 德 国 喀 的 检测 设备进行 测 试 再生铅低锑合金配 制工 艺及原理 再生铅低锑合金 再 生铅低 锑合金 配量 工 艺 流程见 图 阶医堪别 一晒司 图 再 生铅低锑合金 配制 工 艺流程 图 工 艺原 理 净化原理 再生铅 的净化处理 的 目的是 除去其 中有害夹杂 金属夹杂 、 非金属夹杂 ， 即 不稳定 源 经过 冶炼 厂粗加工 的再生铅 ， 含有 过量 的非 金 属 夹杂 这些夹 杂有 的在 晶粒 间 形成 高 浓度夹杂 晶界 ， 有 的充 当激冷 晶核 ， 在 合金 时效过程 中过剩 内应力使枝 晶 间微 裂纹 两 端 出现二 次裂 纹 ， 并 最 终造 成宏 观 上 的穿 透性 裂 纹 采 用 碱性 精 炼 ， 加 氧化物 除渣及 高温净化相 结 合 对熔融铅进行净化处理 ， 可 以 消 除非 金 属夹 杂或改 变它 们 在合金 中的存在 形 式 ， 改 善合金铸造性 能 在 合金处理 过程 中 ， 高温 下 吹人 的压 缩 空 气使 杂质得 到 氧化 氧化物 密度 一般较小 ， 飘 浮在 铅 液表 面成 为铅渣 按其 热学 性 质 ， 铅 渣 组 份 为 低 熔 点 、 低 沸 点 氧 化 物 高 熔 点 、 高 沸 点 氧 化 物 硅 酸 类 化 合 物 低 熔 点 、 高 沸 点 氧 化 物 在 处 理 过 程 中 ， 组份 挥 发掉 ， 组 份 成 液态 ， 组 份 、 则呈 固态飘 浮 在 铅 液 表 面 ， 有 的 不 结 成 团 ， 用 漏 勺捞不 干净 如果 留在 合金 中则成 为夹杂一 不稳定 源 采 用 加 碱 类 物 质 和 氧 化 物 ， 可 以 使 组 份 发 生 吸 附 、 絮凝作 用 ， 起渣 、 结 团 ， 而且 可 以 使组份 、 粘 附 在 渣 团 上 ， 用 漏 勺 轻 易可 以 除去 合金组 织结 构 的优化 以往 曾发 现 在 高 锑 合 金 的 铸 造 过 程 中 ， 板 栅 经 常 出 现宏 观裂 纹 它 主要是 合 金 中含有 较 多 的低 熔 点 物 质 ， 使 合 金 的凝 固后 期 过 程 较 长 ， 在 粗枝 晶 间富集 的低 熔 点溶 质得 不 到 补缩而处于 不稳定 状态 ， 很小 的外来应力 就 能破坏它们 ， 造成 宏观裂 纹 而 低 锑合 金 的铸造 ， 由于 锑等 有 效 成分 较少 ， 大 多 数液态合金 只 能缓慢 地 向距离 较远 的少量 晶核 上依 附 、 结 晶 此 时 的 晶体 较大 ， 晶界 间形 成 较厚液膜 ， 这 种凝 聚力很小 的
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· 必 · 北 京 科 技 大 学 学 报 望天 年 时效后 ， 用 田 一 型 布 氏硬度 计测 定 板栅 的抗 拉 伸试验 铸板机铸板 ， 从 刚铸 出 的板栅 中取 样 ， 将 其 置 于 室 温 中 ， 用 一 型 拉力 机 以 速度 进行 拉伸 试验 耐 腐 蚀 性 能 试 验 样 品 留 下 的 工 作 面 ， 其 余 部 分 用 蜡 封 涂 用 普 林 斯 顿 一 系 统测 试其 腐蚀 电化 学性 能 实验结果联机处理 实验在 室温 下 进 行 ， 腐 蚀 介 质 为 密度 的 溶 液 电气性 能检测 组 装 试验 电池 ， 采 用 德 国 喀 的 检测 设备进行 测 试 再生铅低锑合金配 制工 艺及原理 再生铅低锑合金 再 生铅低 锑合金 配量 工 艺 流程见 图 阶医堪别 一晒司 图 再 生铅低锑合金 配制 工 艺流程 图 工 艺原 理 净化原理 再生铅 的净化处理 的 目的是 除去其 中有害夹杂 金属夹杂 、 非金属夹杂 ， 即 不稳定 源 经过 冶炼 厂粗加工 的再生铅 ， 含有 过量 的非 金 属 夹杂 这些夹 杂有 的在 晶粒 间 形成 高 浓度夹杂 晶界 ， 有 的充 当激冷 晶核 ， 在 合金 时效过程 中过剩 内应力使枝 晶 间微 裂纹 两 端 出现二 次裂 纹 ， 并 最 终造 成宏 观 上 的穿 透性 裂 纹 采 用 碱性 精 炼 ， 加 氧化物 除渣及 高温净化相 结 合 对熔融铅进行净化处理 ， 可 以 消 除非 金 属夹 杂或改 变它 们 在合金 中的存在 形 式 ， 改 善合金铸造性 能 在 合金处理 过程 中 ， 高温 下 吹人 的压 缩 空 气使 杂质得 到 氧化 氧化物 密度 一般较小 ， 飘 浮在 铅 液表 面成 为铅渣 按其 热学 性 质 ， 铅 渣 组 份 为 低 熔 点 、 低 沸 点 氧 化 物 高 熔 点 、 高 沸 点 氧 化 物 硅 酸 类 化 合 物 低 熔 点 、 高 沸 点 氧 化 物 在 处 理 过 程 中 ， 组份 挥 发掉 ， 组 份 成 液态 ， 组 份 、 则呈 固态飘 浮 在 铅 液 表 面 ， 有 的 不 结 成 团 ， 用 漏 勺捞不 干净 如果 留在 合金 中则成 为夹杂一 不稳定 源 采 用 加 碱 类 物 质 和 氧 化 物 ， 可 以 使 组 份 发 生 吸 附 、 絮凝作 用 ， 起渣 、 结 团 ， 而且 可 以 使组份 、 粘 附 在 渣 团 上 ， 用 漏 勺 轻 易可 以 除去 合金组 织结 构 的优化 以往 曾发 现 在 高 锑 合 金 的 铸 造 过 程 中 ， 板 栅 经 常 出 现宏 观裂 纹 它 主要是 合 金 中含有 较 多 的低 熔 点 物 质 ， 使 合 金 的凝 固后 期 过 程 较 长 ， 在 粗枝 晶 间富集 的低 熔 点溶 质得 不 到 补缩而处于 不稳定 状态 ， 很小 的外来应力 就 能破坏它们 ， 造成 宏观裂 纹 而 低 锑合 金 的铸造 ， 由于 锑等 有 效 成分 较少 ， 大 多 数液态合金 只 能缓慢 地 向距离 较远 的少量 晶核 上依 附 、 结 晶 此 时 的 晶体 较大 ， 晶界 间形 成 较厚液膜 ， 这 种凝 聚力很小 的
·66· 北京科技大学学报 19%年No.1 形核剂作用，使得合金组织均匀、晶粒细化，见图2(C),Bi也能起到细化晶粒、提高板栅合 金的耐蚀能力及铸造性能的作用).从图2可以看出，高锑合金的结构由粗大的共晶网绕着 铅基体组成，而低锑合金的共晶体含量很少，特别是再生铅低锑合金的共晶体含量极少，合 金由细小、密集的晶粒组成，这是由Se、S、Cu、Bi等产生的效果， 32合金铸造、机械、耐蚀性能比较 (1)铸造性能3种合金在铸板机上试验表明，合金2*的铸造性能较差，板栅易产生 脆裂，经过长时间的试铸观察，合金2*俦造的板栅质量不稳定，经常出现批量板橱断 裂，需回炉处理，合金1*比较好铸造，但有时也出现批量板栅断裂·合金3*好铸且质量未 出现过波动·比较后得知，由再生铅配制的低锑合金铸造性能最好·原因是再生铅经过前面 所述的处理后，其中导致断裂的夹杂已基本除干净，而高锑合金中的再生铅未经处理，当一 批再生铅中夹杂较多、较复杂时，就易引起此批板栅断裂，一般情况高锑合金以其好的铸造 性能可以克服再生铅的不稳定性，但是普通低锑合金因其铸造性能差就难以克服再生铅的不 稳定性，经处理的再生铅配制低锑合金，不但夹杂基本除干净，而且利用了有利铸造的 Cu、Bi元素，特别是Cu对改进铸造性能起了较大的作用，扩大俦造范围，与S、As结合充 当形核剂. (2)硬度与抗拉强度硬度与抗拉强度测试结果分别如表2所示， 由表2可知，经24h的时效硬化后，低锑合金的硬表2不同合金的硬度和抗拉强度比较 度基本达到高锑合金的硬度水平；再生铅配制的低锑合 样品编号 1◆2*3* 金抗拉强度接近于高锑合金，优于普通低锑合金，这与 硬度kg/mm212.812.512.4 再生铅低锑合金中C1含量较高有关·蓄电池极板的后 抗拉强度/N110.499.4108.5 几道工序：涂片、固化、化成、干燥等都要求板栅具有 一定强度和硬度，以防止变形、断裂，引起废品率高，再生铅低锑合金完全可以满足要求， 经生产线上验证，其废品率与高锑合金相近. (3)耐腐蚀性能由M351测得极化曲线如图3所示. 低锑合金2*、3*的耐蚀性明显优 于高锑合金1*的耐蚀性，再生铅低锑 0.4 合金3*与普通低锑合金2*在耐蚀性方 面的区别不明显，2*、3*的钝化区电位 0.0 范围宽且维钝电流密度小，这是通过添 -0.4 加有效合金元素，依靠阻滞阳极过程来 提高合金的耐蚀性.这与文献[3]的腐蚀 -0.8 失重结果一致. -1.2 33电气性能测试结果分析 -1.6 -6.5 -5.5 -4.5-3.5-2.5 1og(I/A·cm) 在其他条件相同的情况下，铅酸蓄 电池的循环寿命，水损耗及充电接受能 图3合金在HSO,溶液中的极化曲线 力与板栅合金的成分、性能有着直接的
· 肠 · 北 京 科 技 大 学 学 报 侧轰 年 形 核剂作用 ， 使得 合金组织均匀 、 晶粒细 化 ， 见 图 ， 也 能 起 到 细 化 晶粒 、 提 高板 栅 合 金 的耐蚀 能力及铸造性 能 的作 用 从 图 可 以 看 出 ， 高锑合金 的 结 构 由粗大 的共 晶 网绕着 铅基 体组成 ， 而低锑合金 的共 晶体含量 很少 ， 特别 是 再生铅低锑合金 的共 晶体含量极少 ， 合 金 由细小 、 密集 的 晶粒组成 ， 这是 由 、 、 、 等产 生 的效果 合金铸造 、 机械 、 耐蚀性能 比较 铸造性 能 种合金 在铸板机上 试验表 明 ， 合金 的铸造 性 能 较 差 ， 板 栅 易 产生 脆裂 经过长 时 间的试铸观察 ， 合 金 铸 造 的 板 栅 质 量 不 稳 定 ， 经 常 出 现 批 量 板 栅 断 裂 ， 需 回 炉处理 合金 比较好铸造 ， 但有 时也 出现批量板栅 断裂 合金 好铸且 质 量 未 出现过 波 动 比较后得知 ， 由再生铅配 制 的低锑合金铸造性 能最好 原 因是再生铅经过前面 所述 的处理后 ， 其 中导致 断裂 的夹杂 已 基本除 干净 而 高锑合金 中的再生铅未 经处理 ， 当一 批 再生铅 中夹杂较多 、 较复 杂 时 ， 就易 引起此批板栅 断裂 一般情况高锑合金 以其好 的铸造 性 能 可 以 克服再生铅 的不稳定性 但是 普通低锑合金 因其铸造性能差就难以 克服 再生铅 的不 稳 定 性 经 处理 的再 生 铅 配 制 低 锑 合金 ， 不 但夹杂基 本 除 干 净 ， 而 且 利 用 了 有 利 铸 造 的 、 元素 ， 特别 是 对改进铸造性 能起 了较大 的作用 ， 扩大铸造范 围 ， 与 、 结合充 当形 核 剂 硬度与抗拉强度 硬度与抗拉强度测试结果分别如表 所示 由表 可知 ， 经 的时效硬化后 ， 低 锑 合 金 的硬 表 不 同合金的硬度和抗拉强度 比较 度基本达到 高锑合金 的硬度水平 再生铅配 制 的低锑合 样 品编 号 金抗拉 强度 接近 于高锑合金 ， 优于普通低锑合金 ， 这与 硬度 ， 肠 再 生铅低锑合金 中 含量较高有关 蓄 电池 极 板 的后 抗拉强度 见 低 几道 工序 涂 片 、 固化 、 化成 、 干燥等 都要 求板栅具有 一 定强度 和硬度 ， 以 防止变形 、 断裂 ， 引起废 品率高 再 生铅低锑合 金 完 全 可 以 满 足 要 求 ， 经生产 线上 验证 ， 其废 品率 与高锑合金相 近 耐腐蚀性 能 由 测得极化 曲线如 图 所示 低 锑合金 、 的 耐 蚀 性 明显 优 ︸ 住 于 高 锑 合 金 的耐蚀性 ， 再 生 铅 低 锑 合金 与普通低锑合金 在 耐蚀性 方 面 的 区 别不 明显 、 的钝 化 区 电位 范 围 宽且 维钝 电流 密度 小 ， 这是 通过添 加有效合金元 素 ， 依靠 阻滞 阳极过程来 提 高合 金 的耐蚀性 这 与文献 的腐蚀 失重结果 一致 一 。 匀 一 让 一 电气性能测试结 果分析 在其他条件相 同的情 况下 ， 铅 酸 蓄 电池 的循 环 寿命 水损耗及充 电接 受 能 力 与板栅合金 的成分 、 性 能有 着 直接 的 一 声 ’ 卫… ， 、 、 一 一 图 一 乃 一 一 一 一 合金在 月 溶液中的极化 曲线
Vol.18 No.I 陈红雨等：再生铅低锑合金的工艺及应用 ·67 关系，表3表明，高锑蓄电池的水损耗大、循环寿命短、充电接受能力差，而低锑蓄电池的 水损耗小，循环寿命长、充电接受能力强.由于低锑合金有较好的耐蚀性，板栅腐蚀速度 慢，使得蓄电池寿命长.测试结果表明，低锑蓄电池的寿命几乎是高锑蓄电池寿命的2倍. 水损耗小是由于Sb含量降低，减少了析气量，但再生铅低锑合金因含Cu量较高，而C1降 表3不同合金极板所装蓄电池电性能测试结果 充电接受一18±1℃起干荷电首次储备容量循环耐久能力水损耗实际耗铅量 蓄电池类型 能力(>2)动放电/sv~1起动/sv1mim 单元 /(g-(Ah)/kg 1*合金蓄电池 3.3 1.54 1.38 106.31 5 18.31 13.89 2*合金蓄电池 5.23 1.51 1.44 112.90 8 1.94 14.06 3*合金蓄电池 533 1.53 1.37 108.35 8 2.1313.65 *标准要求：储备容量94mi血循环耐久能力4单元 低了析氢过电位，导致析气量增加.因此再生铅低锑蓄电池比普通低锑蓄电池的水损耗略大 但标准要求水损耗≤6g/A即为免维护蓄电池，充电接受能力与合金表面饨化膜、腐蚀膜 及含Cu等有关· 3.4生产应用价值分析 按推广时价格，将3种合金配料比计算，得出成本如下：1*为6102.82元/t;2*为 4890.70元/t;3*为3920.61元/t. 再生铅低锑合金比普通低锑合金可节省材料费用980元/儿，比高锑合金可节省材料费 用218).00元/儿.理论预见经济效益十分可观.广蓄公司在全国蓄电池行业率先推广此科研 成果，从1995年1月开始全面应用再生铅低锑合金代替传统的高锑合金，结果表明：1~6 月份推广再生铅低锑合金后相对节约材料成本5760452.42元.可见，再生铅低锑合金的推广 可以带来显著的经济效益· 4结论 (1)再生铅经过净化处理，组织结构优化后，可直接用来配制低锑合金，不必采 用加50%电解铅的方式来提高其性能. (2)再生铅低锑合金充分利用了Cu、B等有益元素，具有较好的铸造性能、耐腐性 能、导电性能以及抗拉强度，再生铅低锑合金板栅质量稳定， (3)再生铅低锑合金极板组装的蓄电池具有较好的电性能，特别在循环耐久能力、水损 耗、充电接受能力等性能方面比传统产品有大幅度的改进· (4)推广再生铅低锑合金可以大幅度地降低蓄电池产品成本，提高竞争力· 参考文献 1贺鸿喜.提高铅合金铸造性能的研究.蓄电池，1992,104(3)：9~12 2伍元鹏，张新华，陈红雨.板栅合金概述.电源技术，1994,96)：32~38 3 Chen Z W,See J B,Cillian WF.Corrosion Dehaviour of Low-Antimong Lead Alloy in Sulfuric Acid Solution.Journal of Power Sources,1994,50:47~55
丫 陈红雨等 再生铅低锑合金 的工 艺及应用 关系 表 表 明 ， 高锑蓄 电池 的水 损耗大 、 循环 寿命短 、 充 电接受 能力 差 ， 而低锑蓄 电池 的 水损耗小 ， 循环 寿命长 、 充 电接受 能力 强 由于 低 锑 合 金 有 较 好 的 耐 蚀 性 ， 板 栅 腐 蚀 速 度 慢 ， 使得蓄 电池 寿命长 测 试结果表 明 ， 低锑 蓄 电池 的寿命几乎是 高 锑 蓄 电池 寿 命 的 倍 水损 耗小是 由于 含量 降低 ， 减少 了析气量 但再生铅低 锑 合金 因 含 量 较 高 ， 而 降 表 不同合金极板所装蓄电池 电性能测试结果 蓄 电池类型 充 电接受 一 士 ℃ 起 干荷 电首次 储备容量 循环耐久能力 水损耗 实际耗铅量 能力 动放 电 一 ’ 起动 一 ’ 单元 · 一 、︸ 合金 蓄 电池 合金蓄 电池 合金蓄 电池 又 百 肠 卯 璐 伪 奋︸，、门﹃ 标 准要求 储备容量 卫叮 循环 耐久能力 单元 低 了析氢过 电位 ， 导致 析气量 增 加 因此再生铅低锑蓄 电池 比普通 低锑蓄 电池 的水损 耗 略大 但标准要 求水损 耗 即 为免 维护蓄 电池 充 电接 受 能 力 与 合 金 表 面 钝 化 膜 、 腐 蚀 膜 及 含 等有 关 生产应 用 价值分析 按 推 广 时 价 格 ， 将 种 合 金 配 料 比 计 算 ， 得 出 成 本 如 下 为 名 元 为 元 为 元 再 生 铅 低 锑 合 金 比 普 通 低 锑 合 金 可 节 省 材 料 费 用 元 ， 比 高锑 合 金 可 节 省 材 料 费 用 元 理 论预见经济 效益 十分 可 观 广 蓄 公 司在 全 国 蓄 电池行 业 率先推广此 科 研 成果 ， 从 年 月 开始全 面应用 再生铅低 锑合金代替传 统 的高锑 合金 结果表 明 一 月 份 推广再生铅低 锑合金后相 对节约材料成本 元 可见 ， 再生铅低锑合金 的推广 可 以 带来显著 的经济效益 结论 再 生 铅 经 过 净 化 处理 ， 组 织 结 构 优 化 后 ， 可 直 接 用 来 配 制 低 锑 合 金 ， 不 必 采 用 加 电解 铅 的方式来提高其性 能 再 生 铅 低 锑 合 金 充 分 利 用 了 、 等 有 益 元 素 ， 具 有 较 好 的铸 造 性 能 、 耐 腐 性 能 、 导 电性 能 以及抗 拉强度 再 生铅低锑合金 板栅 质量 稳定 再生铅低 锑 合金极板组装 的蓄 电池具有 较好 的 电性 能 ， 特别 在 循环耐 久 能力 、 水 损 耗 、 充 电接受 能力等性 能方 面 比传 统产 品有大 幅度 的改 进 推广再生铅低锑合金 可 以 大 幅度地 降低 蓄 电池 产 品成本 ， 提高竞争力 参 考 文 献 贺鸿喜 提高铅合金铸造性能 的研究 蓄 电池 ， 卯 ， 以 一 伍元鹏 张新 华 ， 陈红雨 板栅合金概述 电源技术 ， 望科 ， 斌 一 卜泊 ， ， 肋抽自几 川勿 〔 ‘ 沁 七 喇的 助 一 劫血旧 丈习 血由 叭旧 沈‘ ， 哭岭 ， 刃 一 ，‘凡，且
·68 北京科技大学学报 1996年No.1 Research and Application of Low Lead Antimong Alloy Based on Secondary Lead Chen Hongyu)Huang Zhengzhe)Duan Shuizhen?) 1)Department of Surface Science and Corrosion Engineering USTB,Beijing 100083,PRC 2)Department of Physical Chemistry 3)Research Institute of Guangzhou Storage Battery Co.LTD,Guanghou 510400,PRC ABSTRACT The process and principle to refine and alloy the secondary lead are pro- posed.Low-antimony alloy of lead-acid storage battery can be made from treated secondary lead.The high-antimony alloy,regular low-antimony alloy and secondary lead Low-antimony alloy have been compared in different experiments.Because some elements such as antimony,copper and bismuth are fully utilized in Low-antimony alloy based on secondary lead.This alloy has a low cost and good properties of cast- ing,corrosion resistance,tensile strength and electricity. KEY WORDS acid storage batteries,purification,secondary lead,low antimony alloys
北 京 科 技 大 学 学 报 夕火玉年 助 八 ￡ 万 盯 」 ， 出 玫石 〕 洲 ， ， 出 冲】 ， 一 一 一 ， 一 一 ， 一 ， ， ， ，
