鉛銻合金
鉛銻合金是制造鉛酸蓄電池板柵和導電零件的一種含銻的鉛合金。與純鉛相比，熔點較低，熔融狀態(tài)下流動性好，易于澆鑄成型，凝固后硬度大；缺點是板柵的氣體析出超電勢低。為了減少蓄電池的充電時氣體的析出，減少自放電并提高耐腐蝕性，含銻量已由傳統(tǒng)的5%～7%逐步降低至2%左右甚至更低。同時也有選擇www.ndgk.com.cn地加入了少量的其他成分如錫、砷、硫、硒和銅等以改善合金的物理和化學性能。
中文名
鉛銻合金
外文名
lead-antimony alloy
材 料
使用鉛銻合金做成的
目 的
達到保護電路
學 科
冶金工程
領 域
冶煉
目錄
簡介
鉛銻合金在國民生產中具有廣泛的用途，然而，將鉛銻合金分離以產出鉛銻卻有相當難度。這是因為鉛銻的物理化學性質相近，在冶金中的行為相似。長久以來，www.ndgk.com.cn國內外研究工作者為尋求技術上易行、經濟上合理的處理方法，進行了許多探索，如離心偏析法、真空蒸餾法、電解法等。
幾種主要的分離方法
離心偏析法
本法的理論根據為：Pb—Sb二元合金相圖是一個典型的部分互溶共晶相圖。液態(tài)時無限互溶，固態(tài)時部分互溶，共晶溫度251.2℃，共晶成分中含Sb11.2%。在共晶溫度下，鉛能溶解3%～4%Sb形成α—www.ndgk.com.cn固溶體，銻能溶解4%～5%Pb形成β—固溶體。在BDE 區(qū)，液相線BE 和固相線BD 的水平距離和垂直距離都很大，且固相線非常陡直，假如將該區(qū)域合金緩慢降溫趨近共晶溫度時，合金液中便結晶析出富銻固溶體和形成接近共晶成分的富鉛液體，此時，若將β—固溶體與富鉛液體分開便可分別得到合Sb>90%的粗銻和含Pb>80%的粗鉛。
在合金液中，β—固溶體結晶析出過程依賴于兩組元原子或原子團的擴散。要實現(xiàn)鉛銻合金快速偏析分離，獲得優(yōu)質的粗鉛和粗銻就必須使分離設備具有合理的溫度場和鉛銻原www.ndgk.com.cn子團快速擴散富集及固—液分離的條件。離心分離機是一種高效的分離設備，在偏析過程中使用離心機能使過程大大加速。由于鉛銻的比重相差很大，因此利用合金組www.ndgk.com.cn成的熔點不同，控制適當?shù)臏囟葓?，使用分離機，就可以使富集的銻以β—固溶體形式從富鉛液中析出，將原來均勻的液相變成固—液非均勻相，使鉛銻基本分開。
真空蒸餾分離法
兩種或兩種以上金屬元素組成的合金能否通過蒸餾的方法分離，主要取決于這些金屬在純狀態(tài)下蒸氣壓的差別。在相同溫度下，1000℃以下，鉛銻蒸氣壓相差十倍至數(shù)百倍，隨著溫度的www.ndgk.com.cn升高差值減少，在1000℃時仍差近十倍。故兩種金屬的分離是可能的。
鉛銻合金真空分離系數(shù)可達100，大于1，這證明用真空蒸餾分離是可能的，在分離過程中鉛在液相中富集，銻在氣相中富集。在進料相同的情況下，隨著級數(shù)的升高，盤中銻含量逐漸增加，至第十五級時銻含量可達98%以上；而鉛含量則隨著級數(shù)的增加而逐漸減少，達到0.6 %左右，可一次獲得純銻。
熔鹽電解法
在合金分離中，熔鹽電解法分離提純是用熔點較低的混合物作電解質，熔融的合金作為陽極（陽極法）或陰極（陰極法），不溶性金屬或石墨作為導電的電極，在高溫下進行電解。在電解過程中其中一成分金屬不斷從合金陽極中遷移出去，達到分離的目的。
電解所用電解質多采用等摩爾的KCl—NaCl混合鹽熔體，也可以用Na2SO4—KCl—NaCl ，Na2Cl—MgCl2—KCl，NaCl—KCl—CaCl2等混合鹽作電解質 。
存在問題及改進措施
1.離心偏析法具有過程簡單、不產渣、不產塵、能耗低、可直接獲得粗金屬等優(yōu)點。但仍存在一此問題: 如降溫偏析時間長，溫www.ndgk.com.cn度難于均勻，作業(yè)間斷； 晶粒和富鉛液成分波動大，很難達到理論成分； 銻易氧化。針對這些問題，只有在技術上作出較大改進才能使本法在技術上獲得突破。主要的改進措施包括: 溫度場的精確控制、散熱器件效率的提高并設法防止銻的氧化。
2.真空蒸餾法是一個物理分離過程，此工藝不加溶劑，無廢氣、廢水、廢渣，能較好地分離鉛銻合金。但該法在真空高溫下操作，對設備材料要求高，成本也高，必須尋求合理的材料，改善爐體結www.ndgk.com.cn構和作業(yè)條件，降低成本。
3.用熔鹽電解法分離鉛銻合金具有以下優(yōu)點：化學反應快，工藝流程短，金屬直收率高；能在高電流密度下工作且省電，設備單位生產能力大； 可在密閉條件下作業(yè)，有利于環(huán)境保護和改善勞www.ndgk.com.cn動條件。但是該法存在以下不足：需要在相當高的溫度下操作，而在高溫下電解質腐蝕性大；對設備材料要求也高，而且電解槽結構比較復雜；電解質的凈化和循環(huán)利www.ndgk.com.cn用也較麻煩。尋求優(yōu)質材料和改善電解槽結構，是這項技術應用于生產的關鍵，也是國內外這方面研究工作的重。
綜上所述：真空蒸餾法和熔鹽電解法對設備材料要求www.ndgk.com.cn都比較高，相對成本也較高；而離心偏析法方法簡單易行，成本低，只要能解決技術上的一些問題，不失為一種較理想的方法 。
鉛銻合金中鉛的測定
含鉛、銻的合金摩擦系數(shù)小，有良好的韌性、導熱性和耐蝕性，是生產蓄電池極板、化工管道、電纜包皮的www.ndgk.com.cn首選材料。與純鉛相比，鉛銻合金的熔點低，熔融狀態(tài)下流動性好，易于澆鑄成型，凝固后硬度大。由于鉛銻合金使用還原鉛配制，合金的各項性能指標與其中鉛的含量有很大關系，而相關的鉛的測定方法，文獻報道較少。用硫酸－硫酸鉀體系溶解樣品，www.ndgk.com.cn以檸檬酸鈉作為掩蔽劑，采用硫酸鉛沉淀法分離去除銻、鐵、鋅、錫、銅、鋁、鈷、鎳、錳等元素的干擾，在pH=5.5的條件下，采用EDTA滴定法測定合金中的鉛含量
