鉛粉制造工藝介紹(2024121502)

1、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， 而是外表覆蓋著一層氧化鉛 PbO 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(lái)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(guò)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(guò)高的鉛粉， 有可能對(duì)鉛蓄電池循環(huán)過(guò)程中容量的穩(wěn)定性及電池的循環(huán)壽命造成 影響。2.1 鉛粉的制

2、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 1924 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(guò)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

3、機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?。?摩擦力的作用下，金屬外表的顆粒發(fā)生位移，在具有一定濕度的高溫 空氣作用下，鉛的外表特別是發(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，反響式如下：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 外表脫落，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(zhuān)利首先公開(kāi)的。它是將溫度高達(dá)450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)行氧化生成大局部是氧化鉛 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(guò)濾

4、器中別離出細(xì)粉。簡(jiǎn)述就是：熔鉛為液態(tài) 液鉛液至加壓氣體混合器氧化倉(cāng) 氧化鉛粉。2.2鉛粉制造工藝過(guò)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-900-E，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365410kg鉛粉。生產(chǎn)的鉛粉規(guī)格為：視密度1.21.8g/cm2,單質(zhì)金屬含量20%30%,鉛粉中粒徑大于45卩m的微粒平均小于1%。顆粒形狀為 球狀，球狀顆粒的外表為PbO、Pb3O4,球芯含未氧化的游離鉛。生 產(chǎn)流程圖參見(jiàn)圖2-1。焰鉛爐空豈氣沆岀口鉛輸送送玄諸薦Himt圖2-1巴頓鉛粉制造系統(tǒng)目前，我國(guó)采

5、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(guò)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(guò)程見(jiàn)圖 2-2。參加屯爐1加熱熔化*汛入冷凝盤(pán)負(fù)壓出粉捉升機(jī)握*貯粉塔)送徐冒1収圖2-2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(guò)鉛粉的氧化度、視密度、吸水率、吸酸值等參數(shù) 來(lái)衡量和控制鉛粉的質(zhì)

6、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。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，所得鉛粉顆粒外表是氧化鉛。當(dāng)氧化鉛在顆粒外表形成后，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 100%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。 一般氧化度控制 在65%80%我司鉛粉氧化度為73%79%。檢測(cè)方法如下：精密00.2501g)于盛有

7、20ml5%勺醋酸溶液燒杯中，輕輕搖動(dòng)使其溶解，放 置至溶液清亮，加水適量，用(1+1)的氨水調(diào)至PH5.56.0，力卩PH=5.5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)行區(qū)分分析結(jié)果的計(jì)算：VXTPbO (%) =X 100M式中：V消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，ml;T EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液對(duì)氧化鉛的滴定度，g/ml ;M 試樣量，g。視密度是鉛粉自然堆集起來(lái)的表觀密度，所以又稱(chēng)堆集密度或表觀密度，用g/cm3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/cm3o鉛粉視密度檢驗(yàn)方法如下：進(jìn)

8、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(chēng) 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)，否那么要進(jìn)行處 理，直至鋼杯重量合格取約300g鉛粉，左手持取樣勺向斯科特容量計(jì)儲(chǔ)粉斗內(nèi)參加適量鉛粉，右 手持毛刷刷散儲(chǔ)粉斗內(nèi)鉛粉，使其通過(guò) 40目網(wǎng)篩，落入漏斗下面的專(zhuān)用100cm 鋼杯中使其自然堆滿(mǎn)后用專(zhuān)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、震動(dòng)稱(chēng)量并按下例公式計(jì)算：總重量g一 鋼杯重量g鉛粉視密度g/cm3= -鋼杯容積cm3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，它說(shuō)明在和膏過(guò)程中鉛粉吸水能力的大小。它與鉛粉的氧化

9、度和鉛粉顆粒大小有關(guān)。鉛粉的吸水率一般為11%14%。吸酸值是每克鉛粉能與其反響的硫酸量。用 mg/g表示，分母為 鉛粉質(zhì)量，分子為硫酸質(zhì)量。一般控制在 100300mg/g，鉛粉越細(xì)， 吸酸值越高。巴頓式鉛粉與島津式鉛粉機(jī)制備的鉛粉比擬見(jiàn)表2-1。表2-1巴頓式鉛粉與島津式鉛粉機(jī)制備的鉛粉比擬序號(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2穩(wěn)定性/空氣中的活性一般比擬穩(wěn)定活性高，有長(zhǎng)期儲(chǔ)存易氧化問(wèn)題3氧化物結(jié)晶結(jié)構(gòu)5%30% o-PbO ， 其余為t-Pbo100%t-Pbo4吸酸值mgH2SO4/g 鉛粉1602002405比外表積m2/g6游離鉛含量%182825357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電池性能提高電池壽命