本發(fā)明涉及金屬鈍化，具體的，涉及一種鋁合金元素添加劑用電解錳片鈍化工藝。

背景技術(shù)：

1、傳統(tǒng)的電解錳生產(chǎn)工藝中，金屬錳標(biāo)準(zhǔn)電極電位較低，僅為-1.18ev，暴露在空氣中易被氧化成棕色或者黑色的金屬氧化物，從而降低產(chǎn)品的純度和商品使用價(jià)值，因此，需要立即對(duì)電解沉積出來的金屬錳進(jìn)行鈍化防腐處理。目前，電解錳行業(yè)普遍采用重鉻酸鉀鈍化技術(shù)，該技術(shù)具有工藝簡單、成本低、鈍化液穩(wěn)定、鈍化膜均勻、結(jié)合力好、耐蝕性高，以及鈍化膜可自我修復(fù)等優(yōu)點(diǎn)。但是，重鉻酸鉀中的六價(jià)鉻有劇毒、易致癌，對(duì)人體和生態(tài)環(huán)境都存在巨大威脅。

2、未經(jīng)鈍化的電解錳表面凹凸不平，存在晶縫、小孔等缺陷，與含水介質(zhì)接觸時(shí)，易形成眾多腐蝕微電池體系，從而發(fā)生腐蝕。利用鈍化劑處理電解錳，主要是通過鈍化液中的分子或離子在金屬錳表面吸附，或在金屬錳表面形成鈍化膜，改變界面結(jié)構(gòu)提高錳氧化反應(yīng)活化能，或機(jī)械地把金屬錳基體與腐蝕介質(zhì)（水、氧氣、酸等）隔離，使其免受或減緩腐蝕。尤其在鋁合金元素添加劑行業(yè)，錳粉氧化會(huì)造成錳劑在鋁水中熔化困難，影響鋁合金產(chǎn)品的純凈度和性能。因此，需要提高電解錳片的耐腐蝕性，研發(fā)一種鋁合金元素添加劑用電解錳片鈍化工藝，這將對(duì)電解錳片在鋁合金元素添加劑行業(yè)中的進(jìn)一步應(yīng)用具有至關(guān)重要的意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提出一種鋁合金元素添加劑用電解錳片鈍化工藝，解決了相關(guān)技術(shù)中電解錳片的耐腐蝕性能差的問題。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

3、本發(fā)明提出一種鋁合金元素添加劑用電解錳片鈍化工藝，包括以下步驟：

4、取電解錳片鈍化液對(duì)電解錳片進(jìn)行鈍化處理，得到鈍化后的電解錳片；

5、所述電解錳片鈍化液包括溶液a和溶液b；

6、所述溶液a包括以下重量份的組分：山梨醇10~18份、n-甲基吡咯烷酮3~5份、胺類3~5份、有機(jī)酸8~12份、水100~110份；

7、所述溶液b包括以下重量份的組分：鉬酸鹽10~13份、絡(luò)合劑5~8份、果糖2~4份、液體石蠟1~3份、纖維素3~5份、水120~150份；

8、所述有機(jī)酸包括丁酸和3-巰基丙酸。

9、作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述丁酸和3-巰基丙酸的質(zhì)量比為7:3~4，例如可以是7:3、7:3.2、7:3.4、7:3.6、7:3.8、7:4等。

10、本發(fā)明中，丁酸、3-巰基丙酸與n-甲基吡咯烷酮、胺類形成鈍化體系，通過調(diào)整丁酸和3-巰基丙酸的質(zhì)量比為7:3~4，進(jìn)一步提高了電解錳片的耐腐蝕性能；

11、當(dāng)丁酸和3-巰基丙酸的質(zhì)量比大于或小于7:3~4，均會(huì)使電解錳片的耐腐蝕性能下降，會(huì)影響制造的鋁合金質(zhì)量和強(qiáng)度。

12、作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述絡(luò)合劑包括檸檬酸鈉和3-羥基-1-丙磺酸鈉。

13、本發(fā)明中，溶液b中使用檸檬酸鈉和3-羥基-1-丙磺酸鈉作為絡(luò)合劑，通過協(xié)同作用顯著提升鈍化液的鈍化能力。檸檬酸鈉能與溶液中的金屬離子形成穩(wěn)定螯合物，有效降低金屬離子活性，抑制陰極區(qū)金屬的無序沉積；3-羥基-1-丙磺酸鈉分子中的羥基可與金屬表面形成配位鍵，在界面定向排列形成致密吸附膜。二者復(fù)配可加快鈍化膜形成速度，增強(qiáng)膜層致密度和均勻性，使鈍化膜對(duì)腐蝕性離子的阻隔能力顯著增強(qiáng)。該絡(luò)合體系通過優(yōu)化界面反應(yīng)過程，提升鈍化膜與金屬基底的結(jié)合強(qiáng)度，在復(fù)雜環(huán)境下仍能保持長效防護(hù)作用，從而進(jìn)一步提升電解錳片的耐腐蝕性能。

14、作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述檸檬酸鈉和3-羥基-1-丙磺酸鈉的質(zhì)量比為30:7~9。

15、本發(fā)明中，通過調(diào)整檸檬酸鈉與3-羥基-1-丙磺酸鈉的質(zhì)量比為30:7~9，進(jìn)一步優(yōu)化了絡(luò)合劑的協(xié)同增效作用。在此比例范圍內(nèi)，檸檬酸鈉的羧酸基團(tuán)與3-羥基-1-丙磺酸鈉的羥基協(xié)同作用，既能有效螯合溶液中的金屬離子以維持鈍化液穩(wěn)定性，又能在金屬表面形成具有梯度結(jié)構(gòu)的復(fù)合吸附層。該比例可顯著促進(jìn)鈍化膜的均勻成膜過程，增強(qiáng)膜層與金屬基底的界面結(jié)合力，使鈍化膜的致密性和抗?jié)B透性能得到顯著提升。通過調(diào)控絡(luò)合劑的配比平衡，可有效抑制鈍化過程中副反應(yīng)的發(fā)生，確保鈍化膜在復(fù)雜環(huán)境下仍能保持優(yōu)異的耐腐蝕性能和長效防護(hù)作用。

16、本發(fā)明中，胺類可以是二乙醇胺、三乙醇胺、伯胺、仲胺、叔胺中的一種或多種，優(yōu)選為二乙醇胺，胺類分子中的極性基團(tuán)能吸附于金屬表面形成臨時(shí)保護(hù)膜，減緩腐蝕速率，同時(shí)與金屬氧化物結(jié)合增強(qiáng)鈍化膜的致密性和附著力，顯著提升耐蝕性能。此外，胺類的親水特性可改善鈍化液在金屬表面的鋪展性，減少局部缺陷，確保膜層均勻覆蓋。

17、本發(fā)明中，鉬酸鹽可以是鉬酸鈉、鉬酸銨、鉬酸鉀中的一種或多種，優(yōu)選為鉬酸鈉，當(dāng)鉬酸鹽為鉬酸鈉時(shí)，鉬酸鈉在鈍化過程中能夠與金屬表面作用，形成一層致密的氧化膜，有效提高電解錳片的耐腐蝕性能。此外，鉬酸鈉還具有良好的水溶性和穩(wěn)定性，能夠在鈍化液中均勻分布，確保鈍化效果的一致性。

18、作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述電解錳片鈍化液的制備方法，包括以下步驟：

19、a1、將溶液a各組分混合均勻，得到溶液a；

20、a2、將溶液b各組分混合均勻，得到溶液b；

21、a3、將所述溶液a和所述溶液b混合均勻，得到電解錳片鈍化液。

22、本發(fā)明的電解錳片鈍化液制備工藝具有操作簡便、成本低廉、適合工業(yè)化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，該工藝采用分步混合的方法，首先將溶液a和溶液b分別混合均勻，然后再將兩者混合得到最終的鈍化液，這種分步混合的方法能夠確保各組分充分溶解和分散，提高鈍化液的穩(wěn)定性和均質(zhì)性，同時(shí)，該工藝不需要復(fù)雜的設(shè)備和高溫高壓條件，操作條件溫和，易于控制，降低了生產(chǎn)過程中的能耗和成本，此外，該工藝的生產(chǎn)周期短，能夠快速制備出符合要求的鈍化液，滿足工業(yè)化生產(chǎn)的需求。

23、作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述電解錳片的制備方法，包括以下步驟：

24、s1、浸出：將碳酸錳礦與硫酸反應(yīng)，同時(shí)加入緩沖劑，得到硫酸錳溶液；

25、s2、中和：向所述硫酸錳溶液中加入堿溶液，調(diào)節(jié)ph值為7.0，得到調(diào)ph值的硫酸錳溶液；

26、s3、氧化、硫化、過濾和凈化：對(duì)所述調(diào)ph值的硫酸錳溶液進(jìn)行氧化處理，再加入硫化劑進(jìn)行硫化，過濾，加入凈化劑，混合后過濾，得到凈化后的硫酸錳溶液；

27、s4、電解：將所述凈化后的硫酸錳溶液注入電解槽，接通直流電，金屬錳析出在陰極板上，得到電解錳片。

28、作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，包括以下技術(shù)特征中的至少一種：

29、所述緩沖劑包括硫酸銨；

30、所述堿液包括氫氧化鈉溶液；

31、所述硫化劑包括硫化鈉；

32、所述凈化劑包括活性炭。

33、本發(fā)明中，緩沖劑可以是氯化銨、醋酸銨、硫酸銨、磷酸氫二銨中的一種或多種，優(yōu)選為硫酸銨，硫酸銨作為緩沖劑，能夠穩(wěn)定反應(yīng)體系的ph值，確保浸出過程的順利進(jìn)行；

34、本發(fā)明中，堿液可以是氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液、氨水中的一種或多種，優(yōu)選為氫氧化鈉溶液，氫氧化鈉溶液的濃度為0.1mol/l，氫氧化鈉溶液作為堿液，能夠有效調(diào)節(jié)溶液的ph值，去除溶液中的雜質(zhì)離子；

35、本發(fā)明中，硫化鈉作為硫化劑，能夠與溶液中的重金屬離子形成沉淀，去除溶液中的有害雜質(zhì)；

36、本發(fā)明中，凈化劑可以是活性炭、硫酸鋁中的一種或兩種，優(yōu)選為活性炭，活性炭具有良好的吸附性能，能夠吸附溶液中的有機(jī)物和色素，提高硫酸錳溶液的純度。

37、作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述溶液a和所述溶液b的質(zhì)量比為1:1。

38、作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述鈍化處理的時(shí)間為1~2min；

39、所述鈍化處理后還包括剝離處理。

40、本發(fā)明中，鈍化和鈍化后的剝離處理步驟具有以下優(yōu)點(diǎn)：首先，將陰極板完全沒入鈍化液中浸泡1~2min，能夠確保電解錳片表面充分與鈍化液接觸，形成均勻的鈍化膜。其次，自然控干的方式能夠減少鈍化液的浪費(fèi)，同時(shí)避免因烘干過程中高溫對(duì)鈍化膜造成的損傷。這種處理方式操作簡便，效率高，能夠有效提高生產(chǎn)效率。同時(shí)，該處理方式還能夠保證電解錳片的表面質(zhì)量和性能，使其符合鋁合金元素添加劑的要求。

41、本發(fā)明的工作原理及有益效果為：

42、本發(fā)明中，電解錳片鈍化液溶液a中的山梨醇的弱酸性可緩沖溶液ph值，避免因局部酸度變化導(dǎo)致的鈍化膜不均勻或副反應(yīng)（如析氫）。n-甲基吡咯烷酮、胺類、有機(jī)酸形成鈍化體系，發(fā)揮鈍化作用，丁酸和3-巰基丙酸這兩種有機(jī)酸形成獨(dú)特的復(fù)配體系，在金屬表面構(gòu)建出一層致密的保護(hù)膜，能夠有效抵御外界腐蝕介質(zhì)的侵蝕。溶液b中的鉬酸鹽在鈍化過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用，能夠促使金屬表面形成穩(wěn)定的氧化膜，增強(qiáng)鈍化效果。果糖和液體石蠟的加入，不僅可以改善鈍化液的潤濕性，還能減少鈍化過程中氣泡的產(chǎn)生，使鈍化膜更加平整、光滑。這種雙溶液體系的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了鈍化過程中多種功能的協(xié)同作用，顯著提升了電解錳片的耐腐蝕性能和表面質(zhì)量。