为您找到相关结果约9个
2025年6月28日,万洋锌业喜结硕果,迎来重要里程碑——首批高品质锌锭成功产出,这标志着年产15万吨锌基材料绿色智造项目生产流程全面贯通,为万洋集团高质量发展注入强劲动力。万洋集团董事长卢一明,总经理卢振海,万洋锌业公司副总经理房红俊、彭渤及50余名工作人员共同见证这一关键时刻。 为确保首批锌锭顺利产出,在生产筹备阶段设备厂家技术人员驻场反复调试自动行车、拍平机、剥线机等关键设备装置,技术中心反复推敲开槽方案,优化开槽程序及各工序核心指标,为顺利生产筑牢根基;电解熔铸车间全体员工全力以赴,对一线员工开展多轮技能培训与实操演练,熟练掌握各环节操作要点,同时加强巡检频次及时处理潜在隐患,保障设备高效运行。 生产过程中,严格把控每一道工序,从电解液的酸锌配比,到槽温的控制、电流密度的把控,再到锌片的剥离、输送廊道的自动运输至自动加料机进电炉融化,经过自动扒渣、扒皮、自动打标、码垛、自动打包、称重入库,锌垛成型,各岗位员工紧密协作,以严谨态度保障生产有序推进。最终,经过电解、熔铸等一系列工艺,首批表面光滑、纯度达标的万洋牌锌锭闪耀产出。经检测,这批锌锭各项指标均优于行业标准,品质达到国内先进水平。 首批锌锭的成功产出,是万洋锌业全体员工共同奋斗的成果,也为公司后续生产、提升产品竞争力奠定坚实基础。万洋锌业公司将以此为新起点,持续优化生产工艺,加强技术创新,提升产品质量和生产效率,为万洋集团高质量发展做出更大的贡献。
在SMM主办的 2024 SMM第十九届铅锌大会暨铅锌技术创新论坛 —— 铅锌市场论坛 上, 安徽铜冠有色金属(池州)有限责任公司副总经济师张坤对中国锌行业现状及发展趋势发表了自己的观点。他表示,当前沪锌基本面偏强,而市场基本定价美联储3月和5月不降息,后续价格受美联储降息预期影响逐渐钝化。3月及4月是检修较为集中的时间点,叠加“金三银四”的传统旺季预期,锌价区间震荡偏强走势。 锌,化学元素符号是ZN,是一种浅灰色的有色金属,也是第四"常见"的金属(除铁、铜、铝外)。在现代工业中,锌的消费量中约 60%用作防腐蚀镀层,12%用于制造氧化锌,9%用于生产黄铜,15%用于生产锌基合金。 锌资源产业链概述 锌工业的产业链较长,纵向关联度较高,下游应用领域宽广,包括勘探、采选、冶炼和深加工等多个环节。整个锌产业链条始于地质勘探,通过采矿和选矿过程获得纯度在45%-55%的锌精矿,再进一步通过冶炼。锌的冶炼工艺有长流程和短流程之分,长流程始于锌精矿的采选,通过一系列冶炼加工,最终生产出锌锭。短流程则从锌锭开始,少部分由企业自给,大部分则通过外购方式获取。目前,“99.996%”标准的锌锭已实现常态化生产,而“99.997%”的高品质锌锭也已规模化产出,其产出率稳定在60%以上。锌锭生产出来后,进一步被加工成镀锌、压铸等锌合金产品,进入建汽车以及公共设施等领域。到达使用寿命后的黄铜、压铸锌合金、锌材以及镀锌渣等都可以回收再利用,从而实现了资源的循环利用。 全球锌矿资源相对稀缺,在全球矿产供给中所占比例相对较小。 从供应端来看,中国和秘鲁是全球两大主要的锌矿生产国。我国的锌矿资源贫矿占比较高富矿相对较少。在锌铅矿中,锌铅的品位大多在5%~10%之间,品位超过10%的矿藏较为稀少,这使得锌的选矿过程存在较大难度。根据美国地质调查局(USGS)的数据,全球锌的储量为2.5亿吨,主要分布在澳大利亚、中国、墨西哥和俄罗斯等国家。其中,澳大利亚的锌矿储量最为丰富,达到66,00万吨,我国储量为31,00万吨。 我国锌矿资源 我国锌矿资源的总体特征是:富矿少,低品位矿多;大型矿少,中小型矿多;开采难度较大。目前火烧云铅锌矿、江苏栖霞山铅锌矿、彩霞山铅锌矿、大脑坡铅锌矿、乌拉根铅锌矿、杨家寨铅锌矿、马元铅锌矿(南矿带)、清水塘铅锌矿是我国主要的铅锌矿。 其中火烧云是我国最大铅锌矿(火烧云铅锌矿不仅是资源量大,而且品位也高:锌 23.37%、铅 4.60%、锌+铅 27.97%。3 个探矿权内资源总量:锌+铅金属总量 1918.71 万吨)。 从产业资金链的角度来看,主要涉及矿山和冶炼厂两个核心环节。冶炼厂的利润主要来源于产品销售收入与锌精矿采购成本和冶炼成本之间的差额。精矿的价格是基于锌价减去加工费来计算的,因此冶炼厂实质上是通过赚取加工费来获得收益。对于有资源限制的矿石,通常采用“金属价格-冶炼加工费”的定价模式,铜和锌就是这样定价的。下游锌需求方面,镀锌是推动锌需求增长的最大环节占比高达58%。其次是压铸锌合金、氧化锌和锌化合物。黄铜、半锻件和铸件的需求占比约为10%。而作为镀锌板的主要消费领域,汽车行业的复苏和结构性调整将进一步刺激锌的需求。 锌冶炼工艺包括湿法炼锌和火法炼锌,其中湿法炼锌产量占据世界总锌产量的85%以上。 锌原料供应现状及下半年供需情况 2023年全球锌市场 据国际铅锌研究小组(ILZSG)统计,2023年全球锌精矿产量1286万吨,同比下降5.1万吨或0.4%。其中,海外地区生产锌精矿880万吨,同比下降7万吨或0.8%。 从锌矿储量来看,我国2020-2022年探明的锌矿储量上升,2023年国土资源部中国地质调查局全球矿产资源战略研究中心发布《全球矿产资源储量评估报告2023》,报告数据显示,全球锌矿储量22567万吨、资源量63578万吨,我国2022年锌矿储量为4607.86万吨,占全球锌矿储量的20%左右,大多分布在我国云南、内蒙古、新疆、四川等地,锌矿资源较丰富,位列全球第二。 全球精锌消费方面——2023年全球精锌总消费1399.3万吨,同比增加1.2%; 精锌及锌合金贸易——2023年12月中国进口精锌22569吨,同比增加184.5%; 精锌进口结构——0#锌、1#锌和2#锌进口量累计同比分别增加545.4%、1526.6%和3.3%; 精锌出口——2023年12月精锌出口量为3205吨,同比增加462.9%。 目前锌市场情况 锌矿供应: 前期市场消息称,秘鲁锌、铅和银矿业公司Volcan决定从3月份起停止其在秘鲁的三座矿山的生产活动,最长持续时间可达30天。 此外,据上个月在上海同嘉能可公司交流中获悉,受洪水影响,该公司暂时停止了位于澳大利亚的McArthur River锌矿和铅矿的生产。该公司称继续监测洪水,并评估对作业的影响。 锌矿复产: MBC矿业公司将恢复KZK锌铅铜项目,一年产量2.35亿磅锌,又为锌市场供应带来一丝信心。 2024精炼锌市场: 2024年全球精炼锌市场需求将同比增加2.5%至1,393万吨,中国市场需求量同比增幅达1.2%,2024年全球精炼锌市场将供应过剩近36.7万吨。 从锌价格周期来看: 从锌价格周期来看,当前处于低价格,低加工费的阶段。市场关注点为矿山产量能否如期兑现。此外,需要考虑的是随着锌锭消费增速近两年有所减慢,一定程度上抵消了炼厂减产带来的供应缩窄,阶段探底过程可能会进一步推迟。 锌再生情况 全球再生锌行业: 全球再生锌行业面临原料来源较为分散、产业集中度低、回收体系不成熟、缺少政策强力扶持以及环保压力等方面的问题,未来需要解决原材料供应困扰的问题,且环保问题也需要重视,绿色创新技术需要突破。 再生锌产业集群: 随着再生锌产业集群分布逐渐形成,原料企业及再生锌企业集中度将更高。中国再生锌产能区域分布集中度较高,主要集中在云南、湖南、四川、江西等地区。 我国再生锌原材料: 我国再生锌原材料主要包括钢铁烟尘、高炉瓦斯灰、锌渣、锌灰等含锌废料。目前在原材料处理上主要利用火法工艺转换二次原材料成为次氧化锌及锌焙砂。 锌再生情况 当前国家大力支持循环经济产业发展,2020-2025年中国再生锌产能将逐步上升达到291万吨左右。随着我国环保政策及碳达峰政策日趋严格,中国对锌二次废料回收利用的逐渐重视、工艺流程的逐步成熟、市场发展的持续规范,绿色低碳循环发展的要求使得再生锌产业集中度不断提高,规模企业迅速发展。在终端下游消费领域,由于国内下游终端对于原生锌和再生锌的产品品质需求基本无差异,故再生锌与原生锌的终端下游消费领域完全一致,均应用于基建、房地产、交通和家电等行业。 锌市场展望 沪锌基本面偏强,而市场基本定价美联储3月和5月不降息,后续价格受美联储降息预期影响逐渐钝化。3月及4月是检修较为集中的时间点,叠加“金三银四”的传统旺季预期,锌价区间震荡偏强走势。 锌基材料市场发展现状及趋势 传统应用方向 可应用于压铸:压铸锌合金、焊接锌合金、变形锌合金;可用作防腐功能,镀锌防腐以及牺牲阳极防腐。 金属锌因具有良好的压延性、耐磨性、抗腐蚀性、铸造性,且有很好的常温机械性,能与多种金属制成性能优良的合金,使其获得广泛应用,消费量在有色金属中仅次于铝、铜居第三位。 新兴应用方向 金属锌粉的应用: 金属锌粉是一种重要的功能性粉体材料,利用其具有的独特物理、化学性能,被广泛应用于涂料、渗锌、镀锌、化工、冶金、医药、农药、电子以及电池等行业。 以锌代铜: 锌铝合金还有优良的抗摩擦性能,作为抗摩擦材料,对润滑油有较高的亲和力,因而有较低的摩系数,甚至在干摩擦状态下,它本身也还有一定的自润滑性。 超塑锌合金: 锌-铝合金均具有超塑性,而以共析成分(含A122%)及过共晶成分(含A15%)的合金超塑性能最为显著。 减震材料: 锌铝合金具有高阻尼性,能使强烈的振动很快衰减。 锌基复合材料: 以短纤维晶须和颗粒为增强相的锌基复合材料,它克服了锌合金耐高温性能差、热膨胀系数大等弱点。 未来应用方向探讨 医用可降解锌合金 生物医用锌合金是一种新型的生物医用可降解金属材料。可降解金属是一类能够在体内逐渐被体液腐蚀降解的医用金属,其腐蚀产物能够产生有益的宿主反应,并在完成组织修复任务后被人体完全吸收利用。目前,可降解合金的研究中主要涉及到镁合金和锌合金这两类材料。 锌离子电池 水性锌离子电池以金属锌沉积在负极板和锌离子剥离进入水溶液来实现电能的储存和释放。与传统的电池相比,水性锌离子电池的最大特点就是使用了中性水溶液作为电解质,这使其具备了更好的安全性和环保性,因此备受瞩目。 优点:一是安全性高;二是环保性好;三是成本低廉。
在SMM主办的 2024 SMM第十九届铅锌大会暨铅锌技术创新论坛 —— 锌基材料论坛 上,SMM铅锌高级分析师韩珍讲述了中国压铸锌合金现状,并对其后市发展作出展望。她表示,据SMM调研显示,到2025年冶炼厂压铸锌合金新增产能或达22万吨左右。截至目前,全国冶炼厂压铸锌合金产能总计或将达到70万吨以上,压铸锌合金加工企业也在200万家以上。 锌五大终端消费占比 2023年镀锌、氧化锌消费占比微抬 压铸占比再度下滑 SMM整理了自2016年以来,锌五大终端消费——镀锌、压铸锌合金、氧化锌、黄铜、电池以及其他消费的占比情况发现,2023年镀锌、氧化锌的消费占比相比往年有所提升,镀锌消费占比在69.23%左右,氧化锌提升至4.38%左右,但是压铸锌合金占比却从2022年的11.02%降至2023年的10.03%。 三大板块主要消费区域占比 SMM整理了锌下游三大板块的主要消费区域占比,镀锌行业的主要消费区域中,华北和华东地区的消费占比总计超过90%以上,其中华北地区占比在63%左右,华东地区在28%左右。 压铸方面,华东和华南地区贡献了主要消费占比,华东地区占比在59%左右,华南地区在27%左右,二者合计占比超85%。 氧化锌板块,则是华东和华北地区消费占比在80%左右,其中华东地区占比在63%左右,华北地区占比在20%左右。 冶炼厂合金化比例增加 一定程度上抑制压制锌合金企业开工 2023年开始冶炼厂合金化比例增加明显 据SMM数据显示, 自2023年以来,冶炼厂压铸锌合金产量相较往年开始呈现增长态势,压铸锌合金产量占比开始提升。 冶炼厂压铸锌合金新增产能 据SMM调研显示,到2025年冶炼厂压铸锌合金新增产能或达22万吨左右。截至目前,全国冶炼厂压铸锌合金产能总计或将达到70万吨以上,压铸锌合金加工企业也在200万家以上。 冶炼厂生产压铸锌合金具有天然优势 下图是从锌精矿生产压铸锌合金的过程示意图: 相比于普通压铸锌合金厂家,冶炼厂生产压铸锌合金更具天然优势,冶炼厂从锌液直接配比铸造压铸锌合金锭,减少了普通压铸锌合金厂家的0#锌锭生产运输以及重熔的过程;生产成本降低150~200元/吨,加工费有优势;同一品牌锌液,产品品质与力学性能稳定性较高。 消费复苏仍需时间验证 压铸锌合金开工同比弱势 从SMM压铸新样本月度开工率数据来看,自春节以来,压铸锌合金月度开工率整体呈现上行态势,但同比往年而言表现稍显弱势,消费复苏仍需要等待时间验证。 》点击查看SMM数据库数据 压铸锌合金开工与广东库存呈现负相关 据SMM调研显示,通过往年的广东库存与压铸锌合金开工率走势来看,二者是呈现负相关态势,广东库存下滑,压铸锌合金开工率便会提升,反之,开工率则会下降。 锌铝价差缩小 企业利润压缩 压铸锌合金的主流元素是锌、铝和铜,而自2023年以来,锌铝价格逐渐缩小,导致压铸锌合金企业利润逐步被压缩。 铜锌价差走高 3# 5#合金加工费价差扩大 而随着铜锌价差的走高,3# 5#合金加工费价差也在逐步扩大。 虽然我国依然属于压铸锌合金净进口国 但出口东南亚的量在逐步增加 我国当前依旧属于压铸锌合金净进口国,进口国别主要是以东南亚为主,不过据近年来压铸锌合金的出口国别来看,我国出口东南亚的量也在逐步增加。 压铸锌合金各终端表现 下面来看一下压铸锌合金各终端的表现,房地产板块,前端拿地拐点已过,房地产竣工数据同比下降20%以上;至于汽车板块,虽然当下已经不是新能源汽车销售峰值,但市场仍期待“以旧换新”政策对压铸板块消费的带动。此前,商务部等14部门发布的《推动消费品以旧换新行动方案》为汽车和家电板块再添助力。而家电数据自2023年7月以来有所增长,未来也值得期待,不过需要注意的是,消费者信心指数修复却仍需要时间传导。 传统牌号压铸锌合金加工费相对持稳 定制化合金或仍有市场 据SMM数据显示,不论是3#压铸锌合金分地区加工费亦或是5¥压铸锌合金分地区加工费,各地都保持相对持稳的态势,SMM预计定制化合金或仍有市场。 不锈钢替代性增加铜铝替代性下降 而从锌铝铜不锈钢价差的对比来看,锌不锈钢价差处于锌铝价差和铜锌价差之间,对于压铸锌合金企业而言经济性更好,不锈钢替代性增加,铜铝替代性下降。 2024年预计出口订单或增加 据SMM调研,出口总值与压铸锌合金开工率呈现正相关态势,而三大白——,空调、冰箱、洗衣机出口累计同比增速也保持在20%以上,因此,SMM预计2024年压铸锌合金出口订单或有所增加。 综合来看,当前国内压铸锌合金市场,自2023年以来冶炼厂合金化比例增加明显,预计到2025年我国冶炼厂压铸锌合金新增产能或将达到22万吨左右。至于后续压铸锌合金终端消费预期,SMM认为,当前房地产高峰期已过,期待出口、汽车以及家电等板块的后续表现。
近年来,随着锌加工行业中镀锌、锌基合金和锌盐等领域的处理技术和装备的显著提升,产能不断增加,高品质产品层出不穷。伴随着环保要求的逐渐严格,锌加工业面临新的成长空间和挑战,如行业内竞争的激烈化、走向环保型转型、公司经营的微利状态和技术革新的匮乏等问题变得更加明显。 在实现碳达峰和碳中和("双碳")目标的背景下,走绿色发展道路的必要性日益凸显。行业的技术革新是竞争的关键,它将促进产业结构的优化、推动产业的环保发展,并加速行业数字化转型,这些都是促进锌加工行业形成一个高品质、高效益、优化布局、环境友好以及更安全的新发展模式的新挑战。锌加工业的未来发展将更依赖于技术革新,通过创新驱动、绿色发展和提升质量效能来强化行业影响力并提升竞争力。 为进一步推动该产业持续、健康、环保、和谐地进展,并遴选出一批表现出色的产业链生产企业,提升企业的核心竞争力,并快速助推整个行业的进步,SMM此前举办 2024“锌星杯”中国锌加工行业匠心企业 评选活动,并在SMM主办的 2024 SMM第十九届铅锌大会暨铅锌技术创新论坛 上举行隆重的颁奖仪式! 以下是获奖企业名单 (排名不分先后) 安徽铜冠有色金属(池州)有限责任公司 保定奥琦圣新型金属材料制造有限公司 常州志亿锌业有限公司 佛山市桂和金属贸易有限公司 湖南创林新材料科技有限公司 湖南株冶火炬新材料有限公司 江苏润通锌业有限公司 宁波胜荣金属材料有限公司 宁波鑫都金属材料有限公司 清苑县皆诚锌业有限公司 泉州中泰锌业有限公司 任丘市燕泽金属材料有限公司 山东星苑锌业科技有限公司 上海锌俊实业有限公司 深圳市中金岭南有色金属股份有限公司韶关冶炼厂 天津兴生辉锌制品有限公司 天津友发钢管集团股份有限公司 潍坊奥龙锌业有限公司 潍坊龙达锌业有限公司 云南驰宏锌锗股份有限公司新材料厂 浙江磐安胜凯新材料有限公司 SMM在此恭贺以上获奖企业 感谢行业同仁的关注和支持,也欢迎更多的企业参与其中,助力行业健康发展!
在由SMM主办的 2024 SMM第十九届铅锌大会暨铅锌技术创新论坛 —— 锌基材料论坛 上, 湖南新威凌金属新材料科技股份有限公司董事长陈志强对锌粉产业的现状作出分享,并对其未来作出展望。 锌粉产业综述 锌粉产品简介 锌粉产品的化学名称为金属锌粉,是一种特殊形态的锌金属,外观为灰色粉末,晶形结构因生产工艺不同而呈现为规则球状、不规则形状以及不规则鳞片状等形态。不溶于水,能溶于酸和碱,具有很强的还原性。 锌粉产品的种类及特性 锌粉产品的应用领域及质量要求 锌粉产品的应用领域主要分为防腐涂料领域、化工医药领域、有色金属冶金领域、电池领域及其他领域,不同的应用领域对锌粉产品的质量要求有较大差别。 锌粉产品的市场规模 锌粉产业链分析 产业链图谱 锌粉行业产业链上游为原材料供应商,产业链中游为锌粉生产企业,产业链下游为购买和使用锌粉产品的终端用户。 上游分析 锌粉的原材料主要为锌锭、次氧化锌、锌焙砂、含锌废料等。原材料成本占比达到80%以上,原材料的价格受供需、产能、期货、宏观经济和政策调控的影响较大,呈现较大波动。 中游分析 锌粉行业的集中度较高,参与的市场主体数量在100家左右。 蒸馏法锌粉的前十大生产商占据了中国市场的80%以上的份额,其中70%以上的产量应用于涂料行业;冶炼用雾化法锌粉主要由锌锭产能超过10万吨/年的中大型冶炼厂自产自用,电池用雾化法锌粉的生产厂家仅有5家左右;电热还原法锌粉的生产受到国家产业政策的限制,生产企业数量有限且产能规模较小,现有在产企业总数量约在10家左右。 片状锌粉的生产尚处于成长阶段,生产技术有待突破,生产企业数量不超过10家,且产能很低;以含有金属锌粉的镀锌副产品或其他废弃物料为原料来加工和生产锌粉的企业数量占比较大,是未自建锌粉生产线的锌冶炼厂的主要供应商。 下游分析 锌粉行业的下游主要来自于防腐涂料、粉末镀锌、医药化工、有色冶金等行业,这些行业受到宏观经济、政策法规、技术创新、消费习惯等多种因素的影响。 蒸馏法锌粉 蒸馏法锌粉在涂料行业中的需求最高,占到了蒸馏法锌粉市场总需求的70%左右,其次为医药化工行业,约占20%,粉末镀锌及其他行业的需求约占10%。 电热还原法锌粉 电热还原法锌粉几乎只用于湿法锌冶炼行业,由于安全风险较大,生产工艺及设备被列为限制类和淘汰类产业项目,其生存空间会越来越小。 片状锌粉 片状锌粉的主要应用领域为达克罗涂液和锌铝涂层行业,用于飞机、高铁、汽车、家电、电子元件的高端小型零配件的涂覆。目前 ,片状锌粉市场主要被国外公司占领,国内片状锌粉的研制和生产水平与国际水平还有一定的差距,进口替代的空间较大。 雾化法锌粉 雾化法锌粉主要应用于湿法锌冶炼行业和碱锰电池行业,其中,湿法锌冶炼行业所需求的雾化法锌粉大部分都是由中大型锌冶炼企业自产自用,非自产自用的雾化法锌粉市场空间被逐步压缩。碱锰电池行业所需求的雾化法锌粉须具备特殊的电化学性能,目前,只有极少数几家拥有相应的核心技术的锌粉生产企业能够满足供应需求。鉴于环保政策、安全生产管理的加强及应用需求的增长,雾化法锌粉市场规模具有一定的增长潜力。 回收法锌粉 回收法锌粉最主要的应用领域是湿法锌冶炼行业,除了采用雾化法锌粉和电热还原法锌粉的锌冶炼企业之外,其余绝大部分锌冶炼企业在生产过程中使用的锌粉均为回收法锌粉,不同的锌冶炼企业对回收法锌粉的质量需求均有所不同,有些企业甚至没有制定具体的质量标准,只以是否对生产过程中有不良影响为判断标准。但由于回收法锌粉所采用的原料主要为其他行业所产生的镀锌废渣等副产品或废弃物,其低廉的市场价格对中小型锌冶炼企业仍具有较大的需求吸引力。 锌粉行业分析 锌粉行业发展趋势展望 1. 国家对安全环保方面的管理持续趋严,政策及法规执行力度不断加强,迫使锌粉行业内的企业合法合规生产经营,不能满足合法合规条件的市场主体将逐步减少,行业集中度不断提升。 2. 国内锌粉行业产品同质化现象严重,市场竞争激烈,迫使企业注重技术创新,提高产品质量和性能,降低生产成本及能耗;国家鼓励超细高活性锌粉产业的发展及先进熔炼技术和装备的研发,有利于锌粉行业智能化工厂的建设、生产设备的升级以及工艺技术的优化。因此,将促使整体行业的研发投入和技术进步升级。 3. 基础设施建设、船舶、风电、储能、水利工程、海洋工程等高景气度行业的发展以及国家环保政策的推动, 将使工业防腐涂料的需求持续增长 ,从而带动 适用于涂料领域的蒸馏法锌粉市场规模持续稳定增长 。 4. 由于可以采用烧板锌片、剥锌片废锌、熔炼浮渣中的锌粒等为原料,并省去采购、运输等成本,保证锌粉产品质量的优质稳定,具备较大产能的湿法锌冶炼企业更趋向于自建雾化法锌粉生产线。因此, 自产自用的雾化法锌粉市场规模将持续增长 ,非自产自用的雾化法锌粉市场规模将受到制约。 5. 生产电热还原法锌粉所采用的矿热电炉被列为限制类和淘汰类工艺设备;电热还原法锌粉的生产、存储、运输过程中发生爆炸、煤气中毒、自燃等现象的安全风险比较大;在湿法锌冶炼过程中电热还原法锌粉的净化除杂(如Co、Cd)效果劣于雾化法锌粉,产生的净化渣量大于雾化法锌粉。因此, 电热还原法锌粉的产能及市场规模将会逐步降低 。 6. 对于中小湿法锌冶炼企业而言,在生产过程中所需要的锌粉只能外购,来源广泛且价格低廉的回收法锌粉依然是其主要选择。中小湿法锌冶炼企业的产能规模较小,但数量众多,将支撑 回收法锌粉的市场规模继续保持稳中有升 。 7. 片状锌粉在汽车、高铁、飞机、航天航空、风电光伏、储能等行业的配套领域中的应用需求将持续增长,特别是储能电池集装箱外壳对高性能防腐涂料的需求将为片状锌粉替代球状锌粉创造机会,片状锌粉的高端市场被国外龙头企业所垄断,国内片状锌粉的质量与国际先进水平尚有较大差距,但国内主要生产企业对片状锌粉的技术升级和产品创新不断推进,将加快片状锌粉国产化替代的进程。 结论 1. 金属锌粉因其优良的防腐性能、还原反应性能以及性价比优异的应用成本而具有天然的不可替代性,锌粉行业是一个充满活力和潜力的行业。 2. 超细高活性锌粉和片状锌粉属于国家鼓励的战略性新兴产业,其需求量将持续增长 ,注重技术创新和研发投入的锌粉企业可以实现可持续发展。 3. 随着国家环保、安全政策法规的不断加强,产业升级改造压力日趋明显,低端落后产能将不断出清,行业龙头企业在行业整体增长过程中将进一步巩固领先地位,扩大市场份额,行业集中度会不断提升。
在SMM主办的 2024 SMM第十九届铅锌大会暨铅锌技术创新论坛 —— 铅酸蓄电池技术论坛 上,天能集团高级工程师张峰博介绍了高比能量长寿命铅酸动力电池技术的相关内容,他还对电池市场进行了分析,并详细介绍了铅电技术的发展情况。 行业分析 行业分析:电池市场分析 欧洲2030电池规划:二次电源行业从千亿级到万亿级的转变,其中电池是关键 2021年全球铅酸规模约3500亿,预计到2025年规模基本保持在3600亿,其中,国内市场规模约1600亿元。近年来,虽然受锂电、钠电等新技术冲击,但因安全性限制,铅酸电池总量仍然保持小幅增长。 行业分析【动力电池市场分析】 ——2025年电动两轮车国内总量3.6亿辆、按照铅锂比例 85:15计算,市场规模约为700亿元。 新国际过渡期: 新国标3年过渡期已到,政府数字治理大力推进, 但修改新国标的呼声高涨。 钠锂技术冲击: 钠锂电池循环寿命、能量密度、充电时间等指标不断改善 ,但安全性会限制其增长。 铅电技术发展 铅电池技术发展 【二次电源技术】 在3C数码领域,锂离子电池一枝独秀;电动工具领域,锂离子进一步争夺镍镉电池市场,形成压倒性优势; 储能领域,需求快速增长,铅酸和锂电池的比例:30:70;新能源汽车领域,同样是锂离子独秀,低速电动车铅酸电池仍有一定市场; 汽车起动起停市场,铅酸电池仍是主力,锂离子占比稀释不超过2%;电动自行车领域,铅酸霸主地位犹在,锂离子电池争夺的主要市场,稀释后占比15%左右。 02 铅电池技术发展 【高比能量电池技术研究】 电池失效解析: 1、正极活性物质脱落 2、负极板栅蠕变 3、正极板栅腐蚀 4、电池极群饱和度~85% 电池失效模式:负板栅蠕变长大造成正负极板短路 结论 经过动力电池正极配方的研究以及负极低温充电接收能力的改善,开发出了应用于长寿命电池的高比能量技术方案,全面提升电池性能: 1. 6-DZF-20电池质量由6.09 kg降低至5.65 kg,比能量可达 44~44.3Wh/kg @2hr ;体积比能量达到115Wh/l, 电池-18℃低温放电容量0.78~0.83C2, -10℃低温放电容量0.86~0.89C2。 2. 高能化的6-DZF-20电池100%DoD循环寿命 @2hr 可达到 530 次以上 ,循环过程中能量输出能力进一步提升,质量比能量最高可达到46 Wh/kg @2hr 。 3. 6-DZF-20电池循环失效后极群饱和度~85%,电池失效模式为 负极板蠕变长大引起的 正负极板短路 及正板栅腐蚀。 4. 高能量密度6-DZF-20电池已经过小试、中试等批量实验,完全具备从“实验室” 走向“生产车间” 的条件,可进一步降低铅酸动力电池成本 >5% 。 》2024SMM第十九届铅锌大会专题报道
在SMM主办的 2024 SMM第十九届铅锌大会暨铅锌技术创新论坛 —— 锌再生行业沙龙 上,陕西森根贸易有限责任公司董事长张衡详细介绍了 《锌冶炼用氧化锌富集物》行业的新标准,并对进口企业面临的问题和建议发表了自己的看法。 《标准》概况 2019年8月27日,中华人民共和国工业和信息化部发布了《锌冶炼用氧化锌富集物》行业标准(编号YS/T 1343-2019),于2020年1月1日起正式实施。 《标准》由深圳出入境检验检疫局工业品检测技术中心、云南祥云飞龙再生科技股份有限公司、鑫联环保科技股份有限公司起草。 《标准》规定了锌冶炼用氧化锌富集物的术语和定义、技术要求、试验方法、检验规则及包装、运输和质量证明书以及订货单(或合同)内容。 《标准》适用于利用锌浸出渣、炼铅炉渣、电炉炼钢烟尘、高炉瓦斯灰(泥)等含锌物料经火法挥发富集加工生产的用于锌冶炼的氧化锌富集物。 新《标准》明确了“锌冶炼用氧化锌富集物”的英文名为“Zinc oxide enrichment for zinc smelting”;海关商品编码 3824 9999 80。 进口企业面临的问题 一、过度把产品标准作为固体废物标准来执行 目前海关的做法是如果出现一个元素不达标,即判定为固体废物。 按此推论,两个或多个被判成固体废物的氧化锌,如果配在一起使元素都达标就不成为固体废物,就可以作为合格产品正常进口;还有原料是原生矿不是固体废物,生产出的产品因某一元素未达标却成了固体废物,显然这逻辑是不能成立的。 例如: 货物A品质:氧化锌58%,氯8.5%,氯元素超标,被判为固体废物; 货物B品质:氧化锌48%,氯6.5%,氧化锌不达标,被判为固体废物; 但将两批货物一比一混合后品质:氧化锌53%,氯7.5%,均符合标准,不属于固体废物。 《标准》6.5.2规定,化学成分与本标准的规定不符时,则判该批产品不合格。产品不合格与固体废物划等号,这结论太过于简单粗暴。 追其原因,被海关告知根据《固体废物鉴别标准 通则》(GB 34330-2017),如果该产品是以固体废物为原料生产,其产品应当达到相关标准或替代物标准,否则即判定为固体废物。但是再追问其替代物是什么?其原料不是固体废物而是原矿,产品却被判定为固体废物的原因时,不置可否。 显然是把固体废物的范围扩大化了,甚至完全违背了《固体废物鉴别标准 通则》的鉴别原则。 二、在海关抽检过程中存在一系列不合理 进口贸易商从海外采购商品,通常都是委托第三方检验机构检验,这也是全世界都通行的做法。然而,该商品在装运港做的结果并不被海关认可。无论是SGS、AHK,还是CCIC。因为这商品的Cl、Hg、As、Cd、ZnO这些指标有一个正常的误差,就可能超标被定性为固体废物。 海关取到样品后送至海关自己的化验室做定量分析。对与上述化学成分不符合的,目前是一律判为固体废物。尽管企业有权申请复验,但复验机构都是由海关自行指定,并附上已有的不利结论报告,复验推翻原结论的可能性极低。 由于不同的检验机构、不同的检测方法,对于化学成分化验的结果会有一定的偏差,进而得出完全不同的固体废物鉴定结论。进口企业依法依规在装运港委托CCIC、SGS、AHK做的检验报告不被采信,使得进口该商品存在极高的风险。 三、通关手续不够合理 部分海关的做法是,在货物进行固体废物鉴定的结论报告出具之前,不予通关放行,不许拆箱。由于固体废物鉴定耗时长久,因此货物会产生大量的滞箱费,极大的增加了进口企业的成本和负担。 四、处罚标准 处罚依据: 《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》第一百一十五条 违反本法规定,将中华人民共和国境外的固体废物输入境内的,由海关责令退运该固体废物,处五十万元以上五百万元以下的罚款。 进口企业的建议 一、 复议的采样应当由第三方机构,或争议双方共同监督下进行。 因为一批货物未必完全均匀,初次采样时,进口企业大多是委托货代在现场。一旦出现对样品采样过程有异议,海关现行的办法是只将初次所采的副样送交另一个机构做复检,不同意另外单独重新取样。初次样品由于进口企业不在场,难以明确其是否全面客观的抽取、是否具有代表性,进口企业的权益根本无法保障。 因此,对货物定性有争议时,应当给进口企业监督重新采样的权利和机会。 二、关于元素是否超标的鉴定结论产生争议,应当明确送交哪家专业机构做出最终鉴定结果。 对同一货物样品,送交不同的鉴定机构,做出的结果就有误差(因为有些标准是万分之几),这一误差就导致了截然相反的结果。同一份样品,在不同的固体废物属性鉴别机构做出一个是固体废物另一个不是固体废物的情况也时有发生。 另外,不少货物在装运港用国际公认的AHK、SGS甚至CCIC(中国检验认证集团)检验并出具的产品合格报告,在入境口岸海关不予认可,经鉴定有元素不达标而判为固体废物。甚至海关的同一份样品,送至国内最权威的北矿检测技术股份有限公司(原北京矿冶研究总院,以下简称北矿)检验,结果是合格,但依然无法改变被海关定性为固体废物,被要求退运的现实。 取样、化验差异,使得连制定该《标准》的祥云飞龙、红河鑫联两家生产企业以及国企,在颁布《标准》后也都几乎不敢碰这个商品的进口。因为一旦被判为固体废物,就会被勒令退运并处以至少50万的重罚,使得许多进口企业望而却步,无所适从。因此,建议对元素检验有争议时,应送交北矿来仲裁。 三、应明确《标准》是“锌冶炼用氧化锌富集物”该商品的产品标准,而不是判断该商品是否为固体废物的标准。 某一个元素含量未达标,应判其为产品不合格,将其直接定性为固体废物,就不科学亦不合理。判断产品是否为固体废物,应当依据《固体废物鉴别标准 通则》以其来源、价值、对环境危害等一系列因素综合判断,而绝不是某一元素是否超标。 四、在货物进行固体废物鉴定时,应允许货物先进行拆箱,避免滞箱费的产生,切实有效的降低进口企业的成本。 五、 该《标准》的标的物是副产品氧化锌火法富集物,而通过回转窑有目的生产出的次氧化锌产品与这副产品有质的区别,应该予以区分,不能简单地去套用标准。 而以原矿做为原料生产的氧化锌,应定性为矿,不适用于此标准。 六、对于《标准》中的氧化锌富集物产品化学成分,建议将标准尽早重新修订 ,适当放宽至氧化锌ZnO≧45%,镉Cd≦0.7%,氯Cl≦9.5%,砷As ≦0.7%。 七、鉴于该商品的特殊性,海关应允许该类货物可先入保税库,如果个别指标超标,进口商可在保税库里混拌,待检验合格后再予以放行。
在由SMM主办的 2024 SMM第十九届铅锌大会暨铅锌技术创新论坛 —— 锌再生行业沙龙 上,河钢集团首席专家/博士/教授金永龙现场讲解了钢铁含锌固废的特点、处置工艺、 改进研究与实践等方面内容,并针对钢铁企业含锌固废处置行业的未来发展趋势进行了展望。 钢铁含锌固废特点和处置工艺 1.1 含锌固废特点 钢铁企业含锌尘泥的主要来源 钢铁生产过程锌的变化趋势 原燃料更复杂多样,入炉锌负荷增加。 很多企业采用了锌含量较高、价格相对便宜的铁矿,同时电炉、转炉废钢采用了各类镀锌或含锌的废钢,导致了高炉锌负荷的大幅提升。 废钢比增加, 尤其是社会废钢供应量增加,锌可控度下降。 在碳达峰碳中和发展过程,发展短流程炼钢是实现绿色低碳发展的必然趋势。随着 电炉比例增加 ,导致的电炉灰将增多。 1.2 含锌固废处置工艺 国内外针对含锌固废的资源化进行了大量的技术研究与工程实践,主体思路是综合回收利用含锌固废中的锌和铁,以及其它有用元素,包括融态分离(DK高炉、OxyCup等)、固态分离(回转窑、转底炉等)和湿法分离等工艺。 湿法工艺主要包括酸法、碱法,适用于电炉灰等含锌很高的尘泥。 火法工艺投入成本低,有价金属获得率高,其中回转窑和转底炉是当前工业生产中两种主流工艺。 含锌固废处置工艺改进研究与实践 2.1处置工艺的选择 能耗分析: 转底炉:设计总能耗在390~430 kgce/t之间,实际生产比设计值要高50kgce/t左右;其中由煤气或天然气带入的能耗在220~260 kgce/t之间,约占总能耗的59%;而固体碳是锌还原所必须的,配加量为配料总量的10%~12%,还原剂的碳素消耗折合约为150kgce/t,占总能源消耗的约37%;其余为风水电气等消耗 以脱锌、含铁物料全部回用为目的的回转窑总能耗可以和转底炉媲美! 操作制度的转变: 传统回转窑: 以回收高含锌固废的次氧化锌为主要目的与盈利点;而剩余含铁部分被称之为“窑渣”,经细磨磁选后分离,含铁量少的尾渣仍存在二次固废风险;若再加上某些企业环保欠缺、能耗偏高,造成了社会对回转窑处置含锌固废的印象不佳,在大型钢铁企业内推广受到限制。 改进型回转窑: 以脱除锌、最大限度回收含铁物料为目的;入窑锌含量已经不再作为限制的主要条件;在确保脱锌率为90%的条件下,操作制度合理调整;配料的前提是含铁物料能够在钢铁流程内全部再利用,不造成二次污染。 传统回转窑改进方向: 在选择含锌固废再利用的工艺和操作制度时,高脱锌率与铁的金属化率相比,高脱锌率应作为主要目标,在保持较高生产效率前提下,尽可能降低能源消耗。 •环保达标 •能效最佳 •全面处置钢铁企业含锌固废 •锌脱除率达到90%以上 •含铁物料满足钢铁生产主流程要求(TFe、Zn含量、粒度等),无二次固废污染 •投资和生产运营成本优于转底炉 •智能可控 2.2回转窑改进实践——①原料的合理搭配 处置工艺的适应性要求较高 高炉二次灰的特点是含有大量的碳元素,这是重要的还原剂和热量来源;有的企业高炉二次灰的含锌量达到8%~10%,直接回收利用受到严重制约。 转炉灰的特点是碱性氧化物(CaO、MgO)高,TFe含量比高炉二次灰高。 电炉灰的锌含量最高,波动也最大,有的企业可达到20%以上,甚至可作为等级较低的次氧化锌直接外售,但铁素的损失在所难免。 合理配料,保证补热 碳素资源。考虑充分利用含锌固废中的碳素资源,可减少高热值煤气的使用,用焦粉作为补充还原剂和补热剂。 铁素资源与锌含量合理搭配。不仅仅是回收锌元素,高含锌的次氧化锌可作为产品外售,而另一个更重要的目的是充分回收铁元素,实现“固废零排放”。所以,配料过程需要加一些含铁高的物料,使脱锌后的富铁料不会成为钢铁企业各工序再利用的障碍,如品位、强度和粒度等指标在高炉、转炉和电炉都有不同的要求。为此,有的企业直接配加部分精矿粉,而有的企业还是以高含铁的除尘灰为主,如高炉出铁场灰,TFe可达56%。 2.2回转窑改进实践——②无组织排放控制 封闭或密闭的转运和储存系统 钢铁厂除尘灰除尘灰均采用吸排罐车气力输送方式入仓,仓下设螺旋给料机配料,各除尘灰经定量给料,环保效果好,配料均匀。 采用干湿预混合技术,可有效降低原料预处理能耗和成本。 2.3智能可控的回转窑操作系统 硬件:在线气体分析传感器、在线测温传感器、控制电脑及相关耗材 软件:回转窑生产关键数据在线监测系统 •窑体温度测量分析子系统; •窑尾气体温度和成分分析子系统; •预警事件记录及提示子系统; •数据采集子系统; •数据库管理子系统。 基于该系统设计的基本理念,开发了相关软件,并实现了离线调试和运行,可以安装到新设计或改造的回转窑上,实现在线监测,为操作参数调整提供定量的依据。 如图,窑尾气体温度和成分分析子系统运行的画面。该子系统可有效反应出不同条件下炉窑内部的生产状态变化情况,同时根据系统给出的相应事件提示和解决措施,可以有针对性的调整生产参数,达到最佳的生产状态。 效果: (1)减少粘结在窑壁上的结圈物掉落或塌陷的风险,相应减少窑壁损坏的可能性;降低结圈物中物质在高温下与耐火材料发生化学反应的几率,提高耐材寿命;减少因结圈物的形成阻碍窑内物料和气流运动,导致物料在回转窑停滞堆积的现象。 (2)减少因回转窑内结圈物的产生阻碍物料和煤气流的运动,使物料在窑内不能被煅烧完全,降低含铁二次资源品质的现象,提高了成品质量和回转窑生产效率。 (3)提高了能源利用效率。若回转窑结圈严重,物料的运动将会严重受阻导致无法正常生产,此时必须停窑对窑中结圈物进行处理,等结圈物被彻底清理干净后才能重新开窑、点火、升温、投料。若频繁发生结圈现象导致生产无法正常进行,将会造成能源的浪费。 (4)回转窑运行过程不需要额外高热值的高阶的燃气,利用自身配碳、协同处置含油或含碳污泥和还原产生的CO,或少量低阶煤气补热即能达到炉内温度区域控制要求。 2.4 全量化资源回收与净化系统 含铁料的回收 窑头封闭设计。回转窑窑头设置还原脱锌后含铁二次资源收集装置。为了避免产生水气(冷却水蒸发)和粉尘,采用特殊的窑头密封设计。 净化系统 烟气经余热锅炉(选择设置)或其它余热装置回收热量,经布袋后进行烟气脱硫(可根据实际原燃料条件选择是否脱硝)后排放; 锌产品的回收 回转窑窑尾烟气经氧化沉降室,将大颗粒粉尘沉降,经专门的提升系统回回转窑;余热装置和布袋下部设置回收次氧化锌的装置,按氧化锌含量分类收集、外售。 2.5 改进型回转窑应用效果 在大量调研和实验研究基础上,借鉴本钢、南钢等专门处置钢铁企业内部含锌固废回转窑的成功经验,充分比较回转窑和转底炉的优缺点,结合河钢集团舞钢实际,利用铁鳞隧道窑生产保留的厂房和空地,建设回转窑系统。 改进型回转窑工艺产线技术设备已于2019年10月在河钢舞钢实业公司投产,经多次调整和优化,至今回转窑稳定运行,每年仅年修一次。入炉含锌量达4%左右,配碳15%左右,含锌物料脱锌率达92%,含铁二次资源TFe达到62%、含锌量0.3%左右。 很好的解决钢铁企业含锌固废处置困难的问题,可实现高效回收含锌产品、富含铁的二次资源,工艺简洁、运行成本低、高效率脱锌、无二次固废污染。 思考与展望 1.针对钢铁企业含锌固废处置的未来趋势是:能耗低&能效高、环保达标、工艺简洁、运行成本低,投资成本低; 2.改进型回转窑亦可作为企业含油污泥、城市飞灰等固废或危废的协同处理,充分利用其中的可燃物质,但需要设计控制二噁茵排放的二次燃烧子系统等补充设施。
正极板栅的腐蚀寿命较短,是限制铅酸蓄电池寿命的重要因素,也是整个行业共同面临的难题。在SMM主办的 2024 SMM第十九届铅锌大会暨铅锌技术创新论坛 —— 铅酸蓄电池技术论坛 上,易德维能源科技(江苏)有限公司总经理张正东科普了铅酸电池的三大失效机制,解析了正极板栅腐蚀原因,并介绍了延缓正极板栅腐蚀的方法。 铅酸电池三大失效机制 铅酸蓄电池是一个复杂的电化学体系,其主要失效机制有三大项:正极板栅的氧化腐蚀、正极活性物质的脱落、负极板不可逆的硫酸盐化。其中正极板栅的氧化腐蚀是铅酸蓄电池失效的重要原因 。 板栅在铅酸蓄电池中主要起到骨架支撑及电子传导的作用,正极板栅需要具有: 良好的耐腐蚀性:减缓腐蚀造成的板栅断裂、界面电阻增加和导电性降低; 良好的机械性能:缓解电池在充放电过程中的板栅生长和腐蚀蠕变。 正极板栅腐蚀原因 板栅被用作蓄电池的电子集流体,所以在铅酸蓄电池充电和放电的过程中因为电池温度过高、电解液密度过大,及电解液中含有腐蚀作用的酸类或有机物盐类均会造成正极板栅明显腐蚀。 已经确定,在栅极和PbO2之间总是形成氧化程度较低的PbOx(主要是PbO)层的薄层。当PbO层与电解质中的H 2 SO 4 接触时,会形成PbSO 4 并变为绝缘体。板栅腐蚀是铅酸电池在恒压充电的最初10-15个循环中过早失效的主要原因。 Ball 等人利用光学显微镜对正极板栅腐蚀层进行分析后,发现硫酸的渗入会使正极板栅产生微小的裂缝,如图1所示。分析认为此裂缝常见于板栅边界与横纵筋条的交界位置,产生裂缝的原因可主要归结为 PbO2 转化为PbSO4 后,晶体体积发生变化、工作时温度改变导致的热循环和析氧腐蚀产生气体破坏了板栅的微观结构。 延缓正极板栅腐蚀的方法 改善板栅制造工艺 Sakai 等通过更改板栅制造工艺,采用粉末轧制工艺,以铅钙锡和铅锡粉末制作板栅合金,并通过耐腐蚀性能测试可知,相对于传统浇铸工艺,重结晶现象得到缓解,合金的耐腐蚀性得到提高,合金无明显腐蚀生长情况,这有助于抑制合金发生晶间腐蚀。 Naresh等采用恒电位聚合的方式,向正极板栅上沉积Ppy,并与常规板栅进行对比测试。通过 CV、EIS、SEM、腐蚀测试、电池充放电测试等方法,发现当涂层的厚度在 200 μm 时,板栅比表面积特性较好,这能够促进板栅/活性物质结合。改性后的正极板栅,涂层能够减缓腐蚀产物的生长,进而提升正极板栅的耐腐蚀性。 通过FT-IR分析证实了铅合金正极网格在175个循环后表面上存在ppy。通过SEM分析证实了175个循环后ppy的存在。发现ppy由于连续循环而具有非晶化粒子特征,并且循环后与活性物质一起存在。获得的FT-IR和SEM图像证实了ppy的稳定性,即使经过175个循环也是如此。 经Ppy涂层的铅合金电池显示出更多的PbSO4和PbO2转化率,而常规铅合金网格电池的PbSO4转化为PbO2形成的转化率较低。这是常规铅酸电池在电池深度放电期间容量下降缓慢的主要原因。 Ppy涂层的存在显著增强了板栅的耐腐蚀性并抑制了氧气的释放速率。与传统铅酸电池相比,在低充放电速率下,容量提高了约15–20%。 3.2 电解液添加剂 3.2.1磷酸可以显着减少了正极活性物质的脱落,防止在PbO2电极上形成致密的硫酸铅,从而抑制了栅极材料的阳极腐蚀并减少了自放电。 Saminathan等研究了电解液添加剂的影响。研究表明,通过向电解液中添加磷酸,能够抑制正极板栅中 PbO2的生成,且能够提高析氧过电势,降低氧气的析出速率。 3.2.2六偏磷酸钠(SHMP)作为铅酸电池的电解质添加剂。它是一种无毒,无色的聚合物,对细菌没有遗传毒性,对环境没有危害。 通过添加SHMP,氧化峰和还原峰的电流密度会降低, C2峰值电流进一步降低,这意味着在SHMP存在下形成较小的PbSO 4 ,抑制较大的PbSO 4 颗粒的形成。 3.2.2 六偏磷酸钠(SHMP)作为铅酸电池的电解质添加剂。 空白样电极表面上残留有的大颗粒PbSO4颗粒,将在循环中积聚在电极表面上,钝化电极;添加SHMP可显着降低生成的PbSO4颗粒的尺寸,可以完全被还原。 3.2.2 离子液体,具有电导率良好、挥发性低的特点,向电解液中添加离子液体,能够增加电解液的电化学稳定性。 3.3合金成分 向铅钙合金中添加 Ag、Sn、Ba、Li及稀土等元素,均能够在一定程度上改善正极板栅的理化性能。 3.3.1 Sn 的加入能够提升正极板栅的机械性能和电化学性能, 使得析氧反应和析氢反应得到抑制,并且能够抑制腐蚀层中导电性较差的 PbO的生成,从而提高了板栅腐蚀层的导电性。 以 Pb-Ca合金为例,通过对四种Sn电沉积情况的H2SO4腐蚀失重与时间的关系图来看,板栅通过电沉积涂覆有锡。根据以下沉积时间,在指定范围内生产出具有三种不同涂层厚度的栅格:一分钟,两分钟和三分钟。增加Sn涂层的量可以显着降低材料的重量损失和腐蚀速率,从而提高耐蚀性。 3.3.2 Li的加入可以明显提高了铅钙合金的耐蚀性,并且能够有效抑制腐蚀膜的生长,提高电池的使用寿命。 研究显示,在Pb-Ca-Sn中添加锂会导致Pb-Ca-Sn-Li合金的形成,使合金的腐蚀速率降低2.65倍(从134.2 mpy降至50.3 mpy)。 3.3.3 向合金中加入适量的 Ba能够抑制传统铅钙合金的过时效,可以使机械特性保持在较高和稳定的水平 ,可以减少板栅面积的长大,促使产生均衡腐蚀,从而提升板栅的耐腐性。 3.3.3 Ag能够提升正极板栅的耐腐蚀性和抗蠕变性能。 以Pb-Ca合金作为研究对象,通过将锡和银隔离到亚晶界(放大500倍),在电池网格的表面上形成隔离单元。 事实证明,适中的锡含量和高的银合金含量偏析于晶粒和枝晶间的亚晶界,因此显着降低了腐蚀速率。但是在浇铸过程中,由于Ag 的凝固点较低,这就可能会导致其在浇铸时首先凝固,造成合金出现裂纹。并且由于 Ag 合金的高耐腐蚀性,可能会导致板栅表面生成的腐蚀层不足,使得板栅和活性物质之间的结合较差,进而导致电池在循环测试过程中,活性物质出现脱落现象,造成电池寿命的降低。 3.3.4 在正极板栅合金中添加稀土元素,可以在合金凝固的过程中,沉积在晶界表面,能够抑制晶粒的生长 ,从而细化晶粒,能够改善正极板栅的机械性能、耐腐蚀性和导电性,对于提高铅碳电池的性能具有一定的促进作用。 添加 Ce ,能够提高正极板栅合金的耐腐蚀性,抑制 Pb(II)的生长,提高腐蚀膜的孔隙率,增加腐蚀层的导电性。其原理为稀土元素 Ce 可以使阻抗层中的颗粒分布更均匀,防止了合金的进一步腐蚀,稀土具有较大的原子半径,易于占据合金中的空位,阻滞其它元素的扩散,细化了晶粒,能保证形成一层致密的保护性膜,可以使晶间夹层处于化学惰性,减缓腐蚀的发生; 添加 La ,La 的添加量在 0.006 wt.%和 0.054 wt.%时,能够抑制电极的析氧反应,并且抑制导电性较差的氧化物的生成,同时增加腐蚀层的导电性。 添加 Sm ,能够抑制腐蚀层的生长,并促进 PbSO4向 PbO2的转化,腐蚀层的阻抗得到降低。添加了 Sm 和 Yb,随着 Sm 和 Yb 的加入,能够抑制腐蚀层中PbO 的生长,并且提高腐蚀层的导电性,缓解析氢和析氧反应。 3.4 板栅结构 板栅筋条的结构、极耳的位置和数量、板栅的高宽比对极板等电位线的分布和电位降有直接影响。 等电位线之间的区域面积大小反映了电位变化的速度,相邻等电位线之间的区域面积越大,电位变化越慢,单位面积上的内阻越低,电流分布越均匀。 多极耳板栅能够显著减小极板电位降,降低内阻,电池充放电温升降低,延长板栅腐蚀寿命;在用铅量相同的情况下,纵筋变截面有助于纵筋截面上电流密度均匀化,延长板栅腐蚀寿命。 总结 通过优化合金材料、优选电解液添加剂和优化生产工艺,提高酸蓄电池正极板栅的耐腐性能,进而实现提高铅酸蓄电池寿命的目的; 在提高正极板栅合金耐腐蚀性能的研究基础上,对正极极板制备工艺进行优化,研究正极板栅/活性物质界面腐蚀生长规律,探究正极电势对合金腐蚀速率的动力学影响规律,最终可以通过合理的工艺设计可以达到降低板栅腐蚀速率、提高电池循环寿命的结果。
今日有色
微信扫一扫关注
掌上有色
掌上有色下载
返回顶部