铅粉制造工艺介绍

铅粉制造工艺介绍
铅粉制造是电极活性物质制备的第一步，而且是很重要的一步，其质量的好坏对电池的影响很大。

目前，制造铅粉主要有两种方法：
一种是球磨法，是由日本人岛津源藏1924年研制成功的，所以采用的设备又叫岛津式铅粉机，它实际上是一个滚筒式球磨机。

其生产过程如下：将铅球投入球磨机中，由于摩擦和铅被空气中的氧气氧化成氧化铅时放热，使筒内温度升高，只要合理地控制铅球量、鼓风量，在一定的空气湿度下，就能生产出合格的铅粉（铅粉实际上是氧化铅包裹金属铅的微粒）。

另一种方法是气相氧化法，也叫巴顿法，所用的铅粉机叫巴顿式铅粉机，是由美国专利首先公开的。

它是将温度高达450度的铅液和空气导入气相氧化室，室内有一高速旋转的叶轮，将熔融铅液搅拌成细小的雾滴，使铅液和空气充分接触，进行氧化生成大部分是氧化铅的铅粉。

再将铅粉吹入旋风沉降器，以便降温并沉降较粗的铅粉，最后在布袋过滤器中分离出细粉。

简述就是：熔铅为“液态”——提液——铅液至加压——气体混合器——氧化仓——氧化———铅粉。

大部数国家采用岛津式球磨法生产铅粉，欧美一些国家采用巴顿式铅粉机较多。

巴顿式铅粉机生产效率较高。

例如美国的铅粉系统R-900-E ，是电热运转的，这个系统有自动温度控制，每小时可生产出365~410kg 铅粉。

生产的铅粉规格为：视密度1.2~1.8g/cm2，单质金属含量20%~30%，铅粉中粒径大于45μm 的微粒平均小于1%。

颗粒形状为球状，球状颗粒的表面为PbO 、Pb3O4，球芯含未氧化的游离铅。

生产流程图参见图2-54。

熔铅炉
铅锭
氧化炉
巴顿式空气
氧化铅
铅
自动分料管旋风
气流
囊式集尘器
气流出口
输送（送去储存）
图2-54 巴顿式铅粉制造系统
目前，我国采用较多的铅粉制造设备只是岛津式铅粉机，即用球磨机研磨铅球制造铅粉。

主要设备包括熔铅炉、铸球机或切段机、铅粉机和运输储存系统。

生产工艺过程：先将纯铅熔融，用铸球机或铸粒机铸成铅球或铅粒在球磨机中研磨，经风选，生产出球磨铅粉。

颗粒形状为鳞片状。

球磨机研磨制造铅粉的原理是：当球磨机工作时，在转筒内的铅球受离心力的作用，随转筒一道回转，带至一定高度，又在重力的作用下，下落并撞击筒内铅球；同时，随着筒体回转，使筒内铅球相互摩擦（也和筒壁摩擦），此时，铅粉机转动的机械能转变为热能。

在摩擦力的作用下，金属表面的颗粒发生位移，在具有一定湿度的高温空气作用下，铅的表面特别是发生位移的晶面边缘更容易受到空气中氧的氧化，同时放出热量，反应式如下：
由于铅的氧化物与纯铅的性质不同，在摩擦、冲击作用下，从铅表面脱落，进一步被磨细，得到所需的铅粉。

铅粉是很细的粉末，尺寸都是用微米表示。

铅粉机工作时不断向转筒内鼓入空气，鼓入空气有两个作用：一方面不断地输入氧气，另一方面排出的空气带走产品铅粉和多余的热量。

生产中主要通过铅粉的氧化度、视密度、吸水率、吸酸值等参数来衡量和控制铅粉的质量。

球磨机生产的铅粉质量受筒体内铅球的载荷、温度、进风量、风压、湿度和环境状况等多种因素的影响。

铅粉的技术指标是氧化度、视密度、吸酸值。

氧化度是指铅粉中含氧化铅的百分数。

由铅粉形成的原理可知，所得铅粉颗粒表面是氧化铅。

当氧化铅在颗粒表面形成后，颗粒内部的铅要继续氧化就很困难了，所以很难制得氧化度为100%的铅粉。

氧化度就是表示铅粉组成的一个参数。

颗粒越细，铅粉的氧化度也越高，由于氧化铅是影响极板孔隙率的一个因素，因此如果在其他条件不变的情况下，氧化度增加将使电池的初容量增加。

一般氧化度控制在65%~80%。

视密度是铅粉自然堆集起来的表观密度，所以又称堆集密度或表观密度，用g/cm3表示。

视密度是铅粉颗粒组成、粗细和氧化度的综合指标。

一般生产中控制在1.30~1.70 g/cm3。

铅粉的吸水率是表示一定质量的铅粉吸水量的大小，通常用百分率表示，它表明在和膏过程中铅粉吸水能力的大小。

它与铅粉的氧化度和铅粉颗粒大小有关。

铅粉的吸水率一般为11%~14%。

吸酸值是每克铅粉能与其反应的硫酸量。

用mg/g表示，分母为铅粉质量，分子为硫酸质量。

一般控制在100~300mg/g，铅粉越细，吸酸值越高。

巴顿式铅粉与岛津式铅粉机制备的铅粉比较见表2-16。

表2-16 巴顿式铅粉与岛津式铅粉机制备的铅粉比较。