用液体覆盖法减少铅炉铅渣的生成

摘要：本文是通过在高温铅液上覆盖一层液体，隔绝空气，阻止高温铅液被氧化，从而减少铅渣的生成，对于其他需在熔融状态使用的金属，也可参照该类方法，该层液体实际为金属盐，熔点低于铅的熔点，沸点则需高过熔铅炉的温度，在铅熔化时，该金属盐已熔化为液体，熔铅炉升至工作温度时该金属盐也不会沸腾，另还需密度小于铅的密度，与铅不互溶，与铅合金中的其他成份不反应。

关键词：铅液;铅渣;温度;液态;不互溶;不反应;

Absrtact： In this paper， the formation of lead slag is reduced by covering a layer of liquid with high temperature lead liquid to insulate the air and prevent the oxidation of high temperature lead liquid. For other metals that need to be used in the melting state， this kind of method can also be referred to. The layer of liquid is actually metal salt， the melting point is lower than the melting point of lead， and the boiling point needs to be higher than the temperature of overmelting lead furnace. When lead melts， the metal salt has melted into liquid. The metal salt will not boil when the lead melting furnace rises to the working temperature. In addition， the density of the metal salt should be less than that of the lead， which is not soluble with the lead and does not react with other components in the lead alloy.

Keywords： Lead liquid; Lead slag; Temperature; Liquid; Insoluble; Non-reaction;

引言

铅酸蓄电池生产制造过程中，有多个工序涉及到将铅或铅合金熔成熔融状态，熔融状态的高温下，铅合金内元素及铅都极易被氧化，从而生成大量氧化物（统称为铅渣），造成严重的资源浪费、巨大的环保压力及影响品质的均匀稳定。一直以来，人们想了很多办法来减少铅渣的生成，一些改善取得了很大的成效，例如集中供铅高位自流的方式代替泵吸式供铅，铅渣就减少了约5%，另还有一些在熔融铅表面覆盖一些物体（如耐火砖等），只流出投料口等部位，减少与空气接触的面积，也有一些成效，但如果表面覆盖的是液体，则几乎可完全隔绝空气，也不会影响投料。

1 材料选择及实验

1.1 高分子有机材料

最初想采用高分子有机物，该类材料成本低、流动性好，密度轻，符合作为覆盖物的条件，是很好的选择，但是没能够查找到沸点高于熔铅温度的有机物，另还会存在燃烧和爆炸等危险。

1.2 碘化铅

大部分的盐，相对很稳定，不轻易再发生氧化还原反应，如果该种盐熔点和沸点跨过熔铅的温度就可考虑作为熔融铅液的覆盖液体，经查找，碘化铅从其熔点和沸点以及密度可知，复合以上条件，其物化特性如下：

1.2.1 采用碘化铅/电解铅进行实验

1.2.1.1实验方法

选用1#电解铅，切成条状，将电解铅和碘化铅一起加热融化，融化后用玻璃棒不停搅拌2小时。

1.2.1.2实验结果及现象

碘化铅融化成液态浮在铅液表面，碘化铅与电解铅没有出现混溶的情形，没有大块的铅渣生成，起到了一定的防氧化效果。原电解铅中的铅含量99.996%，实验后电解铅中的铅含量99.997%，基本一致，实验没有对电解铅的成份产生影响。存在的问题，碘化铅熔点较高，铅液温度达到530℃左右时，碘化铅才会完全融化。

1.2.2 采用碘化铅/合金铅（Pb-Ca-Sn-Al）进行实验

实验方法与1.2.1.1相同，现象一致，存在的问题是合金中的成份发生了较大变化，钙锡铝含量都有减少，铅含量增多，具体含量对比见表1。

根据熔融盐的这一特性，可以以置换的方式，配制不同成份的合金，例如配制铅铜合金，若只是将金属铜或铜屑加入熔融铅合金中，金属铜很难溶入铅合金中，测试合金成份，铜含量增加很少，无法达到配比要求，如果采用銅盐，因铜的金属活动顺序排后，则很容易被置换出金属单质铜，形成铅铜合金。

1.3 氯化亚锡

鉴于碘化铅存在的一些缺点，重新选用金属盐氯化亚锡，其物化特性如下，从其熔点和沸点以及密度可知，同样适合作为覆盖液体的条件，物化特性如下：

1.3.1 采用氯化亚锡/电解铅进行实验

1.3.1.1实验过程

选用1#电解铅，切成条状，将电解铅和氯化亚锡一起加热融化，融化后用玻璃棒不停搅拌2小时。

1.3.1.2实验结果及现象

氯化亚锡在铅液融化时开始融化，始终以一层液体的状态覆盖于铅溶液表面，凝固后无铅渣，表面光亮，该种金属盐能起到很好的防氧化效果

依据金属活动顺序表，氯化亚锡可应用于铅锡合金、铅锑合金、电解铅等。

1.3.2 采用氯化亚锡/合金铅（Pb-Sn）进行实验

实验方法与1.3.1.1相同，现象也一致，且合金中的成份基本无变化，具体含量对比见表2。

2 结果与讨论

从实验效果来看，熔点沸点适合金属盐能够融化为液体，覆盖于熔融金属的表面，起到隔绝空气防止氧化的目的，因是液体，也不会影响加料，能够适合连续生产，以上是以金属铅、铅合金和氯化亚锡盐为例，另也可查找更适合的盐或其他物质来适应于更多的铅合金类型。而实际其他金属也可采用类似方式选择合适的盐类或其他物来达到同样的防氧化效果。另目前仅是实验结论，若进行实用仍有很多方面需要考虑。

参考文献

[1]刘天佑. 金属学与热处理第2版[M]. 北京：冶金工业出版社，2009.

[2]崔忠圻，覃耀春. 金属学与热处理第2版[M]. 北京：机械工业出版社，2011.

[3]朱松然. 蓄电池手册第2版[M]. 北京：机械工业出版社，2002.

[4]刘广林. 铅酸蓄电池工艺学概论[M]. 北京：机械工业出版社，2008.

作者简介：姚明望，男，1976年08月生，广东人，北京大学MBA。研究领域：铅酸蓄电池技术研究。