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(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（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。鉛粉的制造原理及工藝目前，

2、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)的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)闊?/p>

3、能。 在摩擦力的作用下，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(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)行氧化生成大部分是氧 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(guò)濾器

4、 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。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 顆粒的表面為PbO Pb3O4球芯含未氧化的游離鉛。生產(chǎn)流程圖參見(jiàn)圖2-1。圖 2-1 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

5、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。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) 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、

6、吸酸值。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100%勺鉛粉。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：精密稱取試樣（準(zhǔn)確至于盛有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，力卩PH緩沖液10m

7、l，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：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 o鉛粉視密度標(biāo)準(zhǔn)及檢測(cè)方法視密度是鉛粉自然堆集起來(lái)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cm3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，

8、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)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(guò)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(dòng)）稱量并 按下例公式計(jì)算：總重量（g） 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，它表明在和膏 過(guò)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%14%吸酸值是每克鉛粉能與其反應(yīng)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)制備的鉛粉比較見(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ym34 （中間值）23仲間值）2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(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/鉛粉1602002405比表面積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，但初容