鉛粉制造工藝介紹

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， 有可能對鉛蓄電池循環(huán)過程中容量的穩(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)動的

3、機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮堋Ｔ?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)，是由美國專利首先公開的。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 后在布袋過濾

4、器中別離出細(xì)粉。簡述就是：熔鉛為液態(tài) 液鉛液至加壓氣體混合器氧化倉 氧化鉛粉。2.2鉛粉制造工藝過程大部數(shù)國家采用島津式球磨法生產(chǎn)鉛粉，歐美一些國家采用巴頓 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 2-2。參加屯爐1加熱熔化*汛入冷凝盤負(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)

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)。顏色變化請對照比色卡進(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的表觀密度，所以又稱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、行視密度檢測前必須檢測鋼杯精度和清潔度：鋼杯每次進(jìn)行測量前必須稱 量其重量，重量為視密度對照表上鋼杯實(shí)際重量，方可進(jìn)行檢測，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)儲粉斗內(nèi)參加適量鉛粉，右 手持毛刷刷散儲粉斗內(nèi)鉛粉，使其通過 40目網(wǎng)篩，落入漏斗下面的專用100cm 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、震動稱量并按下例公式計(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，它說明在和膏過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，有長期儲存易氧化問題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