鉛粉制造工藝介紹

1、鉛粉制造工藝介紹作者 : 日期：第二章 鉛粉鉛粉是制造鉛蓄電池極板活性物質(zhì)的主要原料，鉛粉之制造是 蓄電池生產(chǎn)中的一步重要工序。 鉛粉的性能優(yōu)劣直接影響到粉膏及極 板的質(zhì)量，進(jìn)而對(duì)電池容量及壽命造成一定的影響。鉛粉并非粉末狀的純鉛顆粒，而是表面覆蓋著一層氧化鉛 （P O）的金屬鉛的雙相體顆粒狀粉末物。 鉛粉的顏色 ,由顆粒中氧化鉛的 含量、顆粒結(jié)構(gòu)和尺寸的大小等因素來決定 ,隨著氧化度的增加，粉 末由黑色逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)辄S綠色或灰黃色。氧化度過低的鉛粉，不但影響到和膏時(shí)的吸酸性和吸水量的變 化 ,而且影響到極板的質(zhì)量和電池的初始容量 ;氧化度過高的鉛粉，有 可能對(duì)鉛蓄電池循環(huán)過程中容量的穩(wěn)定性及電池

2、的循環(huán)壽命造成影 響。2 鉛粉的制造原理及工藝目前 ,制造鉛粉主要有兩種方法 :一種是球磨法 ,是由日本人島津源藏 194 年研制成功的，所以采 用的設(shè)備又叫島津式鉛粉機(jī)， 它實(shí)際上是一個(gè)滾筒式球磨機(jī)。 其生產(chǎn) 過程如下 :將鉛球投入球磨機(jī)中 ,由于摩擦和鉛被空氣中的氧氣氧化成 氧化鉛時(shí)放熱，使筒內(nèi)溫度升高，只要合理地控制鉛球量、鼓風(fēng)量 在一定的空氣濕度下， 就能生產(chǎn)出合格的鉛粉 （鉛粉實(shí)際上是氧化鉛 包裹金屬鉛的微粒 ）。球磨機(jī)研磨制造鉛粉的原理是 :當(dāng)球磨機(jī)工作時(shí)， 在轉(zhuǎn)筒內(nèi)的鉛球受離心力的作用 ,隨轉(zhuǎn)筒一道回轉(zhuǎn) ,帶至一定高度，又在重力的作用下 , 下落并撞擊筒內(nèi)鉛球； 同時(shí)，隨著筒體回

3、轉(zhuǎn) ,使筒內(nèi)鉛球相互摩擦 （也 和筒壁摩擦 ），此時(shí) ,鉛粉機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?。在摩擦力的?用下 ,金屬表面的顆粒發(fā)生位移 ,在具有一定濕度的高溫空氣作用下， 鉛的表面特別是發(fā)生位移的晶面邊緣更容易受到空氣中氧的氧化,同時(shí)放出熱量 ,反應(yīng)式如下：由于鉛的氧化物與純鉛的性質(zhì)不同，在摩擦、沖擊作用下，從鉛 表面脫落，進(jìn)一步被磨細(xì)，得到所需的鉛粉。另一種方法是氣相氧化法 ,也叫巴頓法， 所用的鉛粉機(jī)叫巴頓式鉛 粉機(jī),是由美國(guó)專利首先公開的。它是將溫度高達(dá) 40 度的鉛液和空 氣導(dǎo)入氣相氧化室 ,室內(nèi)有一高速旋轉(zhuǎn)的葉輪 ,將熔融鉛液攪拌成細(xì)小 的霧滴 ,使鉛液和空氣充分接觸 ,進(jìn)行氧化生成大部

4、分是氧化鉛的鉛 粉。再將鉛粉吹入旋風(fēng)沉降器 ,以便降溫并沉降較粗的鉛粉，最后在 布袋過濾器中分離出細(xì)粉。簡(jiǎn)述就是：熔鉛為 “液態(tài)”提液 鉛 液至加壓 氣體混合器 氧化倉(cāng)氧化鉛粉。.2 鉛粉制造工藝過程 大部數(shù)國(guó)家采用島津式球磨法生產(chǎn)鉛粉 ,歐美一些國(guó)家采用巴頓 式鉛粉機(jī)較多。巴頓式鉛粉機(jī)生產(chǎn)效率較高。例如美國(guó)的鉛粉系統(tǒng) R- 0-， 是電熱運(yùn)轉(zhuǎn)的 ,這個(gè)系統(tǒng)有自動(dòng)溫度控制 ,每小時(shí)可生產(chǎn)出 36541鉛粉。生產(chǎn)的鉛粉規(guī)格為：視密度 1.21.8 /cm，單質(zhì)金屬含 量 20 3，鉛粉中粒徑大于 45 m 的微粒平均小于 %。顆粒 形狀為球狀 ,球狀顆粒的表面為 PO、 3O ,球芯含未氧化的游

5、 離鉛。生產(chǎn)流程圖參見圖 2-1。圖 2錯(cuò)誤 !不能識(shí)別的開關(guān)參數(shù)。巴頓鉛粉制造系統(tǒng)目前，我國(guó)采用較多的鉛粉制造設(shè)備只是島津式鉛粉機(jī)，即用球 磨機(jī)研磨鉛球制造鉛粉。主要設(shè)備包括熔鉛爐、鑄球機(jī)或切段機(jī)、鉛 粉機(jī)和運(yùn)輸儲(chǔ)存系統(tǒng)。生產(chǎn)工藝過程 :先將純鉛熔融，用鑄球機(jī)或鑄 粒機(jī)鑄成鉛球或鉛粒在球磨機(jī)中研磨 ,經(jīng)風(fēng)選 ,生產(chǎn)出球磨鉛粉。顆粒 形狀為鱗片狀 ,生產(chǎn)過程見圖 -。圖 錯(cuò)誤 ! 未定義書簽。 -2 島津式鉛粉制造系統(tǒng)鉛粉是很細(xì)的粉末，尺寸都是用微米表示。鉛粉機(jī)工作時(shí)不斷向轉(zhuǎn)筒內(nèi)鼓入空氣 ,鼓入空氣有兩個(gè)作用 :一方面不斷地輸入氧氣，另一 方面排出的空氣帶走產(chǎn)品鉛粉和多余的熱量。生產(chǎn)中主要通過

6、鉛粉的氧化度、視密度、吸水率、吸酸值等參數(shù) 來衡量和控制鉛粉的質(zhì)量。 球磨機(jī)生產(chǎn)的鉛粉質(zhì)量受筒體內(nèi)鉛球的載 荷、溫度、進(jìn)風(fēng)量、風(fēng)壓、濕度和環(huán)境狀況等多種因素的影響。鉛粉 的技術(shù)指標(biāo)是氧化度、視密度、吸酸值。2.2.1鉛粉氧化度標(biāo)準(zhǔn)及檢測(cè)方法 氧化度是指鉛粉中含氧化鉛的百分?jǐn)?shù)。由鉛粉形成的原理可知 所得鉛粉顆粒表面是氧化鉛。當(dāng)氧化鉛在顆粒表面形成后,顆粒內(nèi)部的鉛要繼續(xù)氧化就很困難了 ,所以很難制得氧化度為 10%的鉛粉。 氧化度就是表示鉛粉組成的一個(gè)參數(shù)。顆粒越細(xì) ,鉛粉的氧化度也越 高 ,由于氧化鉛是影響極板孔隙率的一個(gè)因素 ,因此如果在其他條件不 變的情況下， 氧化度增加將使電池的初容量增加

7、。 一般氧化度控制在 5%80 （我司鉛粉氧化度為 7%79%）。檢測(cè)方法如下：精密稱取試樣 .200.25 （準(zhǔn)確至 .0001 ）于盛有 20ml5%的醋酸溶液 燒杯中，輕輕搖動(dòng)使其溶解，放置至溶液清亮，加水適量 , 用（1+）的氨水調(diào)至 P . 6.0, 加 PH=5.緩沖液 10ml,二甲酚橙溶液 3 滴，用 EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴 定由紫紅色變?yōu)榱咙S色為終點(diǎn)。 （ 顏色變化請(qǐng)對(duì)照比色卡進(jìn)行辨別）分析結(jié)果的 計(jì)算:VTbO （%） 100M式中： V 消耗 DTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積 ,l;T E A標(biāo)準(zhǔn)溶液對(duì)氧化鉛的滴定度， g/ml;試樣量 ,g 。.2.鉛粉視密度標(biāo)準(zhǔn)及檢測(cè)方法 視密度是鉛

8、粉自然堆集起來的表觀密度，所以又稱堆集密度或表 觀密度，用 g/3 表示。視密度是鉛粉顆粒組成、粗細(xì)和氧化度的 綜合指標(biāo)。生產(chǎn)中控制在 1.201.45g/m3。鉛粉視密度檢驗(yàn)方法如下 :進(jìn)行視密度檢測(cè)前必須檢測(cè)鋼杯精度和清潔度 : 鋼杯每次進(jìn)行測(cè)量前必須稱 量其重量，重量為視密度對(duì)照表上鋼杯實(shí)際重量，方可進(jìn)行檢測(cè), 否則要進(jìn)行處理，直至鋼杯重量合格取約 30g鉛粉, 左手持取樣勺向斯科特容量計(jì)儲(chǔ)粉斗內(nèi)加入適量鉛粉 ,右手 持毛刷刷散儲(chǔ)粉斗內(nèi)鉛粉 ,使其通過 40 目網(wǎng)篩，落入漏斗下面的專用 10cm3鋼 杯中使其自然堆滿后用專用工具豎直從鋼杯一水平端面刮平鋼杯口（在刮平時(shí)， 鋼杯不得拿起、震

9、動(dòng) ） 稱量并按下例公式計(jì)算 :總重量（ ） 鋼杯重量 （ ）鉛粉視密度 （g c3）=鋼杯容積 （ m3）鉛粉的吸水率是表示一定質(zhì)量的鉛粉吸水量的大小,通常用百分率表示 ,它表明在和膏過程中鉛粉吸水能力的大小。它與鉛粉的氧化 度和鉛粉顆粒大小有關(guān)。鉛粉的吸水率一般為 11%4%。吸酸值是每克鉛粉能與其反應(yīng)的硫酸量。用 g/g 表示 ,分母為鉛 粉質(zhì)量，分子為硫酸質(zhì)量。一般控制在 00300mg/g，鉛粉越細(xì) ,吸 酸值越高。巴頓式鉛粉與島津式鉛粉機(jī)制備的鉛粉比較見表 2-1 。表 2- 巴頓式鉛粉與島津式鉛粉機(jī)制備的鉛粉比較序 號(hào)鉛粉性能單位巴頓式鉛粉機(jī)島津式鉛粉機(jī)1顆粒尺寸m34 （ 中間值 ）23 （中間值 ）穩(wěn)定性 / 空氣中 的活性一般比較穩(wěn)定活性高 , 有長(zhǎng)期儲(chǔ)存易氧化問題氧化物結(jié)晶結(jié)構(gòu)5%30% -P , 其余為 -P o 00%t-Pbo吸酸值mgH2SO4/ 鉛粉1602 0205比表面積 2/g0720 6游離鉛含量% 2825357和膏性能鉛膏較軟，容易涂膏鉛膏稍硬 , 涂膏要小心控制8固化性能一般的固化速率稍快固化速率9電池