锡含量对铅钙锡惰性阳极耐蚀性能的影响

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1、doi：10.3969/j.issn.1007-7545.2012.07.013锡含量对铅钙锡惰性阳极耐蚀性能的影响刘建华，郭忠诚，陈步明，袁飞刚(昆明理工大学冶金与能源工程学院，昆明650093)摘要：利用线性电位扫描法(LSV)、循环伏安法(CV)和塔菲尔曲线(Tafel)对不同锡含量的铅钙锡合金阳极在铜电解沉积360h后进行电化学分析，并结合失重法测定合金的阳极腐蚀速率。结果表明，铅钙锡合金阳极的耐蚀性能随着锡含量的增加而提高。关键词：铅钙锡合金阳极；耐蚀性能；铜电解沉积；线性电位扫描法(LS

2、V)；循环伏安法(CV)；Tafel中图分类号：TG146.1+2文献标识码：A文章编号：1007-7545（2012）07-0000-00EffectofTinContentonCorrosion ResistanceofPb-Ca-SnAlloyInert Anode LIUJian-hua,GUOZhong-cheng,CHENBu-ming,YUANfei-gang(FacultyofMetallurgicalandEnergyEngineering,KunmingUniversityofS

3、cienceandTechnology,Kunming650093,China)Abstract:ElectrochemicalanalysisofPb-Ca-Snalloyanodeafter 360hourscopper electrowinningwerestudiedby linear potentialsweep method (LSV), cyclicvoltammetry (CV)and Tafel curves,andtheanode corrosionrateofthealloyw

4、asdeterminedbyweightloss method.Theresultsshowthat corrosionresistanceofPb-Ca-Sn alloy anode isimprovedalongwith theincreaseoftincontent.Keywords:Pb-Ca-Snalloyanode;corrosionresistance;copperelectrowinning;linear potentialsweep method (LSV); cyclicvolt

5、ammetry (CV);Tafel 铅钙锡合金经常被用在电池工业，尤其是铅酸电池。很多学者都对电池工业中用的铅合金进行了研究，例如TakeharaW等在铅合金中加入一定量的锡可以减少PbO层的厚度，明显改善板栅/活性物质界面的阻抗特性，减轻钝化现象[1]。而BuiN等指出[2]，锡含量过高会在电解液中形成Sn2+，会增加铅酸电池的自放电。而铅钙锡合金用在湿法炼铜工艺中的研究比较少。近年来“浸出—萃取—电积”(L-Sx-Ew)技术在我国得到较快发展[3]。该技术特别适合从低品位铜矿中提取铜，目前用该

6、技术生产的铜年产量已达240万t[4]。寻求综合性能优异、成本低廉的惰性阳极（铅钙合金）是该技术的关键之一。在铅钙合金中加入锡可提高合金的铸造和机械性能。在电沉积铜中使用最广的是铅钙锡合金[5]。本文采用线性电位扫描法(LSV)、循环伏安法(CV)、塔菲尔曲线(Tafel)对不同锡含量的铅钙锡合金阳极在铜电解沉积360h后进行电化学分析，并用失重法对合金进行了检测，探讨锡对合金耐蚀性能的影响。1试验部分采用纯度为99.99%以上的铅、钙和锡在坩埚中熔炼，浇铸成120mm×80mm×80mm试样，钙含

7、量0.06%，锡含量分别为0.6%、0.8%和1.0%(质量分数)。试样经机械加工并压纹成70mm×40mm×8mm，然后在40℃、Cu2+30g/L+H2SO4300g/L电解液中电沉积铜360h。截取一部分，只露出面积为1cm2的一个面，其余面用铜导线引出，并用环氧树脂密封。采用三电极体系，所制得的电极为工作电极，辅助电极为20mm×20mm的铂片，参比电极为饱和甘汞电极。使用电化学工作站[6]。2结果与讨论2.1线性电位扫描曲线根据Tafel公式，析氧过电位η与电流密度的对数成线性关系，即：η

8、=a+blogio图1为添加不同锡含量的铅钙锡阳极的阳极极化曲线经线性拟合得到的电位与电流密度对数的关系。从图1可以看出，随着锡含量的增加，阳极极化曲线的截距下移。当作为电极材料时，槽电压会降低，则电耗降低。根据图1，依据Tafel公式，不同锡含量铅钙锡惰性阳极的析氧动力学参数如表1所示。基金项目：国家自然科学基金项目(51004056)；云南省应用基础研究基金项目(2010ZC052)收稿日期：2011-12-25作者简介：刘建华（1985-），男，江西人，在读硕士