一种碳粉在四元合金阳极板制备中的应用制造技术

本发明专利技术涉及电化学处理技术领域，尤其是一种碳粉在四元合金阳极板制备中的应用，在以Pb、Al、Ca、Sr材料为原料，经过熔融、一次熔炼、二次熔炼、搅拌浇注成锭、煅轧、冲孔工艺制备成四元合金阳极板，在一次熔炼前，向其中加入占熔融得到的液态质量的1.2‑2％的碳粉。不仅能够有效避免气体进入，导致合金液体吸气，降低氧化烧损率，而且还能够避免过量覆盖剂的加入，导致合金液中的掺杂量较大的缺陷，保证了四元合金阳极板材料的综合性能，提高了四元合金阳极板的品质。

【技术实现步骤摘要】
一种碳粉在四元合金阳极板制备中的应用
本专利技术涉及电化学处理
，尤其是一种碳粉在四元合金阳极板制备中的应用。
技术介绍
随着化工工业、冶金工业等工业产业的快速发展过程中，新型助剂、制药等等化学物质的加入，致使大量有机物成分进入到了废水中，导致废水成分和结构变化复杂，而这些有机物成分的混入，由于其生物毒性和难生物降解性能，使得在环境中逐渐积累，致使环境遭受严重的污染，极大程度的威胁着人类生存安全。目前，对于废水中难降解有机物的处理方法有许多种，例如超临界水氧化、光催化法、超声法、芬顿试剂法、微波法、电化学方法等等，其中，以电化学方法具有操作简单，便于自动化控制、反应条件温和、无二次污染、后处理简单，并且能够与其他处理方法相结合，并对难降解有机物具有高效的降解能力，并在有机污染物降解处理过程中，无需添加其他试剂，属于绿色化学过程，成为目前废水处理研究热点。在电化学处理有机污染物降解过程中，其主要受到的阳极材料的表面属性、电化学反应器构型、有机物的物化性质、溶液状态等因素影响，因此，对于电化学催化氧化降解有机物用阳极材料得到了快速的研究与发展，例如：专利申请号为201711140416.3的电化学处理有机废水电解工程的电极材料中，以四元合金为正极，石墨为负极，构成首级电解系统，牺牲阳极的方式诱导铁离子和铝离子的化学活性，快速形成大量的微电池，同时，构成色度的不溶性微粒可被生成氢氧化铁胶体凝聚剂吸附凝聚而被去除，其中采用的四元合金成分含钙为0.3-0.5％重量含量，铝为0.5-1％重量含量，锡为20-30％重量含量，其余为铅，并且辅以电流密度为0.1-0.2A·cm-2；电解时间为45min；Fe/Al双金属协助电解法处理废水，在pH值为5-10条件下，电解电压达到10-15V条件下实现有机废水电解处理，使得在电解牛仔裤靛蓝染料污水，脱色率可达到99％，COD去除率达到了84％。可见，作为阳极板的四元合金材料是由比重较大的Pb和比重较小的钙、锶等物料混合制备而成，但是在制备过程中，往往伴随着物料加入过程的控制不恰当，导致比重较大的物料先被熔融成溶液后，出现吸气和氧化烧损，导致制备的四元合金材料综合性能较差，在用于对有机废水(例如：靛蓝污染废水)等的处理时，其处理效果不理想；而现有技术中，有研究者在四元合金材料制备过程中，经过采用加入覆盖剂进行加入覆盖，有效的解决了上述技术缺陷；可是，在加入过程中，往往伴随着覆盖剂选取不恰当以及加入量的控制不恰当，致使覆盖剂不足，导致覆盖不完全；覆盖剂过量，导致掺杂量较多，进而极大程度的影响了制备的四元合金材料的硬度、抗拉强度以及电阻率，导致将其用于电化学处理有机废水时，处理结果依然不理想。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本专利技术提供一种碳粉在四元合金阳极板制备中的应用。具体是通过以下技术方案得以实现的：碳粉在四元合金阳极板制备中的应用，在以Pb、Al、Ca、Sr材料为原料，经过熔融、一次熔炼、二次熔炼、搅拌浇注成锭、煅轧、冲孔工艺制备成四元合金阳极板，在一次熔炼前，向其中加入占熔融得到的液态质量的1.2-2％的碳粉。经过对碳粉加入量控制，使得碳粉作为覆盖剂加入到熔融形成的液态金属面上，不仅能够有效避免气体进入，导致合金液体吸气，降低氧化烧损率，而且还能够避免过量覆盖剂的加入，导致合金液中的掺杂量较大的缺陷，保证了四元合金阳极板材料的综合性能，提高了四元合金阳极板的品质。优选，所述的碳粉加入量为占熔融得到的液态质量的1.5-2％。优选，所述的碳粉加入量为占熔融得到的液态质量的1.8％。优选，所述的熔融是将Pb材料在石墨坩埚中，升温熔融成液态，再加入Al材料进行一次熔炼，待Al材料熔炼成液态之后，再加入Ca材料和Sr材料的混合物料进行二次熔炼10-15min。优选，所述的熔炼，一次熔炼和二次熔炼的温度相等，为750-850℃。优选，所述的二次熔炼时，是将混合物料采用压入法加入到一次熔炼得到的金属合金液中。对于上述碳粉应用在四元合金阳极板制备，可适用于以下阳极板制备方法中，例如：靛蓝废水处理用阳极板制备方法，包括以下步骤：(1)将铅加入到石墨坩埚中，升温熔化形成熔融液；(2)控制熔融液处于750-850℃下，向其中按1.2-2.7％重量含量加入铝，恒温一次熔炼，待铝完全熔融成液态之后，得到金属液体；(3)控制温度为750-850℃下，向其中按0.1-0.28％重量含量加入钙和按17-19％重量含量加入锶，恒温搅拌二次熔炼，浇注成锭，煅轧，冲孔，即得靛蓝废水处理用阳极板。在上述方法中，为了避免Al加入之后氧化烧损量较大的缺陷，优选，所述的步骤(2)，在铝的加入过程中，采用压入法加入或者加入过程中向其中加入占金属液体质量1.2-2％的碳粉。经过对阳极板制备过程中的物料成分按照一定的顺序加入，使得比重较大的铅成分首先被熔融成液态之后，再依次将铝、钙和锶加入熔融，并经过搅拌，实现混合均匀，降低了阳极板原料混合难度，降低了阳极板制备成本，而且保证了阳极板综合性能优异，提高了品质。为了避免比重小的钙、锶漂浮在金属溶液表面，导致制备的产品的品质和性能较差的缺陷，优选，所述的步骤(3)，在钙、锶加入过程中，采用压入法加入。上述靛蓝废水处理用阳极板用于处理靛蓝污染废水时，采用Fe/Al按照质量比为1:0.2-0.8双金属加入协助电解处理在对靛蓝污染废水进行处理过程中，是以四元合金阳极板、石墨为负极(阴极)组成的电解系统，所述的四元合金材料中，钙为0.1-0.28％重量含量、铝为1.2-2.7％重量含量、锶为17-19％重量含量、余量为铅。以四元合金材料为正极、石墨为负极组成的电解系统，进而牺牲正极(阳极)的方式诱导铝离子的化学活性，快速形成大量的微电解池，提高对有机废水中的难降解有机物的降解能力，而且铝离子快速形成氢氧化铝胶体，这种胶体具有较强的吸附性能，能够大量的凝聚吸附有机废水中的色泽，提高对有机废水的脱色率。为了降低有机废水中的COD含量，提高脱色率，优选，所述的四元合金材料中，钙为0.23％重量含量、铝为2.5％重量含量、锶为18％重量含量、余量为铅。为了进一步降低有机废水中的COD含量，提高脱色率，优选，所述的四元合金材料中，钙为0.17％重量含量、铝为1.8％重量含量、锶为17％重量含量、余量为铅。本专利技术创造的电极材料在适当的电解条件下，能够增强对有机废水的处理能力，降低COD含量，提高脱色率，使得在用于处理有机废水过程中，是利用Fe、Al双金属协助电解废水，控制废水pH值在5-10条件下，电解电压为10-15V、电解时间控制在50-60min、电流密度为0.1-0.2A·cm-2。极大程度的使得COD脱除率提高了3-5个百分点。尤其在双金属协助电解废水过程中，使得大量的微电解池的形成，并加强了铁、铝离子的化学活性，使得快速形成氢氧化铁、氢氧化铝混合的胶体，并快速凝聚，增强对有机废水中的色泽吸附能力，提高脱色能力。为了能够使得形成的氢氧化铝、氢氧化铁混合胶体的相对含量处于适当的混合比范围，确保能够较佳的增强对有机废水中的色泽脱除能力，优选，所述的电极材料在用于处理有机废水过程中，是利用Fe、Al双金属按照质量比为1:0.2-0.8混合之后协助电解废水，控本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳粉在四元合金阳极板制备中的应用，在以Pb、Al、Ca、Sr材料为原料，经过熔融、一次熔炼、二次熔炼、搅拌浇注成锭、煅轧、冲孔工艺制备成四元合金阳极板，其特征在于，在一次熔炼前，向其中加入占熔融得到的液态质量的1.2‑2％的碳粉。

【技术特征摘要】
1.一种碳粉在四元合金阳极板制备中的应用，在以Pb、Al、Ca、Sr材料为原料，经过熔融、一次熔炼、二次熔炼、搅拌浇注成锭、煅轧、冲孔工艺制备成四元合金阳极板，其特征在于，在一次熔炼前，向其中加入占熔融得到的液态质量的1.2-2％的碳粉。2.如权利要求1所述的碳粉在四元合金阳极板制备中的应用，其特征在于，所述的碳粉加入量为占熔融得到的液态质量的1.5-2％。3.如权利要求1所述的碳粉在四元合金阳极板制备中的应用，其特征在于，所述的碳粉加入量为占熔融得到的液态质量的1.8％。4.如权利要求1或2或3所述的碳粉在四元合金阳极板制备中的应用，其特征在于，所述的熔融是将Pb材料在石墨坩埚中，升温熔融成液态，再加入Al材料进行一次熔炼，待Al材料熔炼...

【专利技术属性】
技术研发人员：李勇，吴素彬，杜洪伍，罗宏，
申请(专利权)人：贵州省过程工业技术研究中心，
类型：发明
国别省市：贵州,52