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1、精选优质文档-倾情为你奉上电解金属锰生产工艺流程主要分两个阶段: (1)制备电解溶液; (2)电解操作过程。B7 ) L6 J. k# 7 Q. s电解金属锰生产工艺流程主要分两个阶段：) p, | I) d+ i) u3 |% A# n(1)制备电解溶液。采用锰矿粉与无机酸反应，加热制取锰盐溶液，同时向溶液中加入铵盐作缓冲剂，用加氧化剂氧化中和的方法除去铁，加硫化净化剂除去重金属，然后过滤分离，在溶液中加入电解添加剂作为电解溶液。目前工业生产广泛采用硫酸浸锰方法制取电解液，用氯化锰盐溶液电解制取金属锰的方法还未形成规模性生产。7 u. 1 p/ _. I4 v+ f制取硫酸锰所用的锰矿粉分菱
2、锰矿和软锰矿两种。用菱锰矿粉制取硫酸锰的主要化学反应为：# d, Y7 J7 8 f3 o( W* uMnCO3+H2SO4MnSO4+CO2+H2O6 M! q& y4 T/ & p v. Q用软锰矿制取硫酸锰，先要对软锰矿进行还原焙烧，还原成一氧化锰，然后用硫酸浸取，其主要化学反应为：( y, B I( zMnO+H2SO4MnSO4+H2O: ?6 l, Y/ v6 v7 k(2)电解操作过程。向隔模电解槽注入含硫酸铵的硫酸锰水溶电解液，接通直流电，产生电析作用，在阴极板上析出金属锰，阳极板析出氧气；周期性地更换阴极板，对电析产物进行钝化、水洗、烘干、剥离等处理，获得金属锰产品。0 O;
3、 T, t* h7 Y. C! j- |阴极板上的反应为：( d2 0 ox) V- x& O* W kMn2+2eMn P: J# 1 V4 h& , S阳极板上的反应为：$ C8 D e& i4 p I! q9 , , f. ei; R生产方法3 m; v; r& j$ h2 o6 原料技术条件+ J9 V6 x& v. H; K7 G4 P7 V用硫酸锰作原料制取金属锰，所需原料主要有锰矿粉、硫酸、硫酸铵、氧化剂、还原剂、添加剂等。5 F8 G9 _. t; 6 r- w6 K锰矿粉分菱锰矿和软锰矿两种：/ R$ d9 Z: z9 I- c3 M(1)菱锰矿(MnCO3)，质量要求符合国
4、家标准GB3714-83的1-4级。- c _6 I: Q0 _! M+ (2)软锰矿(MnO2)，质量要求符合国家标准GB3714-83的1-4级。锰矿粉以锰含量高，杂质元素种类少、含量低为佳，特别是铁和重金属元素的含量要求尽可能低。$ 9 G2 N7 t% t, N% i! b工业硫酸(H2SO4)质量指标应符合国家标准GB534-82。) E: 7 gS: J硫酸铵(NH4)2SO4，质量指标应符合国家标准GB535-83。! r% X7 V, x5 F5 v液氨或氢氧化铵(NH3、NH4OH)质量指标应符合国家标准GB536-82(CO2含量不大于0.05g/L)。4 c; U1 w&
5、 m# X* , / o- O还原剂用无烟煤粉，粒度 2mm以下，灰分小于14%。4 z! f2 r3 . o3 M5 R5 o1 P净化剂(用于沉淀重金属)有：% k/ l* l( H1 q3 D# _1 B% w8 i(1)饱和(NH4)2S溶液；# S7 U2 t. A5 b9 |- r1 q(2)福美钠(CH3)2NCS2Na简称SDD，含量大于88%；; 0 # P/ l* Y5 ) k(3)乙硫氮(CH3CH2)2NCS2Na3H2O。 T0 a- 9 K0 ( ?9 o t电解添加剂有二氧化硫(SO2)和二氧化硒(SeO2)。 A( E. Z1 RV! x* P) 5 j用菱锰矿
6、制取硫酸锰溶液& _/ X1 P e* H5 N1 K: z! n) c菱锰矿粉含锰量应大于20%，钙镁含量宜尽量低，粒度小于0.125mm。在80-90条件下，以硫酸为溶剂，可将菱锰矿粉中的MnCO3转化为硫酸锰。反应式为：A2 B: H! l1 b% _: tMnCO3+H2SO4MnSO4+CO2+H2O! G/ Y8 a+ w: n此反应是放热反应，平衡常数随温度的升高而减少。2 x+ U: R3 Z1 N8 m用软锰矿制取硫酸锰溶液+ - d% p8 f5 d; q) / 9 4 X软锰矿的主要成分为MnO2，浸取前先在反射炉或沸腾人还原焙烧成MnO，所用锰粉粒度小于0.125mm，
7、无烟煤粉粒度小于1mm，煤粉的配比为锰粉质量的0.16-0.18，焙烧温度850-900，其综合反应为：6 r2 O 4 s1 ?9 - E3 r4 p2MnO2+C=2MnO+CO2+174.6kJ. Z# b/ I6 S/ O9 C! S( k焙烧还原率85%-92%，理想的还原率应依据锰粉的含铁量确定，以满足下道工序Fe2+的需要。焙烧后获得的锰粉用稀硫酸浸取硫酸锰的反应为：) f( I7 Y2 Y# f* P- r/ g! t# U2 F% P) vMnO+H2SO4=MnSO4+H2O. F5 Q- Y5 o, Q- J3 G3 M# F; y% m4 x( G/ & 1 r制取硫酸
8、锰电解液的操作过程3 3 w) a1 g q$ F9 , ?7 E, , 8 j锰粉的浸取包括两个基本过程：吸咐化学反应过程和硫酸及反应产物的扩散过程。扩散速度对浸取反应起着极为重要的作用。影响扩散速度的主要因素有温度、搅拌强度、矿粉粒度、硫酸浓度等。) A* g+ c! _( l1 H i/ j1 , C1 Q* W0 v2 f! . 8 D K ?实际生产中搅拌速度一般为40-70r/min，硫酸浓度一般在100-150g/L范围内。+ 2 l# N K! T6 / z5 M* |$ + G/ l) ?; v0 7 l$ P0 H4 d; c硫酸浸锰的操作过程：在酸浸罐中加入1/5体积的阳
9、极液或回收废锰渣，开动搅拌器，加入计算好的锰粉，慢慢放入计量的硫酸。再打开蒸汽阀加热以加速反应，剧烈反应过后，再加入阳极液至4/5体积，继续升温到90。pH值2-3时，检验Fe2+浓度，酌量加入MnO2，以使Fe2+氧化成Fe3+，反应1.5-2小时，检验Fe2+是否完全氧化。反应为：# S; O/ e; v2 T1 a( l+ z _7 . X& x- p0 w5 dMnO2+2Fe2+4H+2Fe3+Mn2+2H2O?; 9 t8 C& s9 A2 T( M) 8 K# m7 p% h( O) * v再用NH3或NH4OH调整pH值到6.5以上，进行Fe3+离子的水解。反应为： J9 o2
10、 z9 A. i% N; F6 X) E. X a4 l; O* J9 I/ A3 1 F& lFe3+3OH-Fe(OH)3. V, OS ; P! L0 D) u8 p7 _5 u1 s: G4 c1 + WFe3+3H2OFe(OH)3+3H+ Q& a, x7 m3 t6 t; t7 G( e$ M! E, i) n检验Fe3+离子完全水解后，趁热过滤。在滤液中检测(NH4)2SO4与重金属离子的含量后，酌量补加硫酸铵，滴入净化剂，生成重金属螯合物沉淀，静置6小时以上，充分沉淀后，进行第二次压滤，除去滤渣；再滴加电解添加剂，即成电解液。& S. ) p! J2 $ S2 n1 z6 9
11、 ?固液分离是制液过程的重要环节，分离恰当，可减少浪费，保证溶液质量。我国现有工业生产广泛采用橡胶板框压滤机，设备结构简单，易于操作，分离效果好，只是劳动强度较大。$ F0 wq2 ?3 5 T( w& y3 t+ n硫酸锰电解液的技术要求如表1-2所示。7 D4 U0 s8 _% F; ?3 l, $ b$ F8 T, f! L3 x! 6 a V表1-2 硫酸锰电解液的技术要求0 ?9 A) Y& . Q+ GF* |# w& X8 S1 L# Z( q3 e项目: N# : ZO8 Z0 k; 4 v ZMn2+/(g/L), _ l! U, U0 (NH4)2SO4/(g/L) 6 +
12、 Z/ g, A: Z3 - C- l pH2 M, W l+ j- D; n杂质的最大允许量/(mg/L)w9 4 o U$ g ( N8 l- I: f- g6 _: o! f! UCo- d9 u b$ q) d7 H( a Ni( _: B; s4 p/ t! W Cu) x* u! x L/ C/ q# ; Fe; T3 vU% v5 w0 t) d 2 U& q3 e) ! C3 l% 指标& t$ & g8 p+ : a0 O t7 N 36-40: E) _) s; b F6 - x! s 110-130. ll6 d9 U) $ b3 b( t+ h: , Hq6.5-7.0
13、# _; l! L% N+ h 0.5. x6 n& , t+ P8 p( 1( O# r! n. K* H, , W 5* Q I9 e3 H9 R/ a3 ! AX 15-20& C0 g7 B9 e- X) kN5 k |; r. s; h2 Ew& L& 4 _, Z8 U1 L3 y: l- 1 Q G原料：/ H: DC+ K( 3 |5 i+ DQ3 $ t, K用硫酸锰作原料制取金属锰，所需原料主要有锰矿粉、硫酸、硫酸铵、氧化剂、还原剂、添加剂等。9 x7 T. 9 z& |2 b, B6 S G- j4 y9 Co锰矿粉分菱锰矿和软锰矿两种：, C$ Ju. S$ S8 F,
14、 v a- F5 p* T; 2 h9 K. h, v) D% k(1)菱锰矿(MnCO3)，质量要求符合国家标准GB3714-83的1-4级。9 z0 W% / T2 . 2 U1 M. |3 3 V( S# j(2)软锰矿(MnO2)，质量要求符合国家标准GB3714-83的1-4级。7 v+ n2 Bj6 - j U F3 I% p7 e5 ys9 P4 m4 锰矿粉以锰含量高，杂质元素种类少、含量低为佳，特别是铁和重金属元素的含量要求尽可能低。8 P0 I. z0 q, a. d/ K9 v8 0 n2 Z8 F4 Z2 d* l工业硫酸(H2SO4)质量指标应符合国家标准GB534-
15、82。7 M N* * Q) n0 l7 G! & c_6 L* P) E4 I9 n硫酸铵(NH4)2SO4，质量指标应符合国家标准GB535-83。% D ?0 O W/ S h& s6 j+ S8 a % P- K1 |& |/ U% 3 q. r液氨或氢氧化铵(NH3、NH4OH)质量指标应符合国家标准GB536-82(CO2含量不大于0.05g/L)。2 U r2 C% I0 R, R; S+ G# B3 ) u4 b, K4 d5 t6 D3 J还原剂用无烟煤粉，粒度 2mm以下，灰分小于14%。# i/ B r; H7 g: Y0 S! QA4 H% R& f& D, * Q(
16、I, v; D) p1 c净化剂(用于沉淀重金属)有：3 Z- + I9 m. * N; M( 8 b1 _ f/ N(1)饱和(NH4)2S溶液；2 _( 2 x# X( j0 P5 t$ e9 D( n6 Q; B/ P- J(2)福美钠(CH3)2NCS2Na简称SDD，含量大于88%；& R$ f/ f( P8 _ q7 |, D$ ; J! K1 r5 T+ s8 r6 T9 _# L& (3)乙硫氮(CH3CH2)2NCS2Na3H2O。/ P; L1 T& W( L# H8 C D x) t9 N- n; 电解添加剂有二氧化硫(SO2)和二氧化硒(SeO2)。; N$ i; |$
17、 U/ r: |- g# PQ3 7 S: K, m- g工艺操作：1 z& p, p6 a7 O; Y. P# R& f- K$ y0 Q/ X; r- u2 m电解操作8 l6 G5 e- l. C! l2 U1 Z6 1 b+ x! b电解槽1 ?4 Z. f9 u2 Y; o8 w* DZ1 T( W! 电解是在隔膜电解槽中进行的。电解遭由槽体、假底、隔模、蛇形铅管、阴极和阳极等部分组成。- U& J, S9 o) h- d# ?0 n0 u: K4 D! h1 J6 f槽体为内衬聚氯乙烯塑料软板的长方体。# C+ C5 a: ) w( s9 b$ J8 G* Q) N6 U6 N假底
18、为用杉木加工制的隔膜框座。隔膜框座下端就安放在假底的凹槽内。6 v4 F* Z; A$ : Z! h2 O2 L o5 A: m7 Y+ I隔膜由杉木制或聚氯乙烯制隔膜框外套隔膜袋构成。隔膜下部漏空，使假底下部与隔膜内的窨连通，构成阳极区；其余区域为阴极区。C. Z: p) C2 z2 q8 i0 b1 R9 K# s% k2 N 蛇形铅管外径25mm，材质PbSb或PbSb2；内通自来水，以降低槽液温度。# F$ x1 x; ! S3 * x n3 x) . e3 G1 yv9 $ M+ 2 l* b- M阴极一般采用厚度1.5mm的1Cr18Ni9Ti不锈钢板制作。2 a; V 6 D&
19、w: X& D1 M- W+ n5 D, G. r+ f阳极采用铅锑锡银四元合金制成，阳极板的有效面积要求为阴极板有效面积的55%-60%，阳极板外形尺寸略小于阴极板(一般长度小2cm，宽度小于4cm)，必要时在阳极板上开栅孔。9 R/ T, U p; f4 , % a2 V ?. M) R4 w8 S# jN电解条件3 I9 R7 kL& ( t$ A& a: j, i8 & L7 z0 D. i; | J! t6 t电解法生产金属锰除对电解液有严格的技术要求外，还要严格控制电解条件，如电流密度、槽液锰含量、pH值、温度、硫酸铵浓度、二氧化硒加入量等。5 k+ Pg3 f4 b% U- 8
20、d; h# A% 8 H! V+ G R3 d/ * * M电解槽控制指标如表1-3所示。8 b; V , V( l% n, B/ , i5 c8 K表1-3 电解槽控制指标4 H/ r7 m/ XN7 B3 D% L( i& ( 2 r( J! h% b5 N8 BV序号 ; V9 z9 Q/ T( U s# k1 名称* u- M8 N# Z8 m* U# Z 指标 , F7 h5 8 w1 t! J5 d) K s! j, T备注 ( TQ8 2 F7 ( D9 q7 2 j T * W, A0 B- U/ v( W1 9 Q7 V& F) I2 A- w1 k& 9 W l% 4 h/
21、 7 a4 f( V% o2. 7 M& P! T4 c+ k7 hO 9 J/ Y( P37 + C$ z/ l: S) e9 P0 J$ |4 u* % e6 N4% P! _ w5 O7 P; A+ G: K1 * W/ 2 ! $ T55 V& ? ; G8 U1 v* H5 K o6 F5 h+ M9 X K2 f2 4 V3 y0 e+ H6 w; T0 1 Y( U; A- K. w# |3 f& S r3 e2 _9 M2 h( P0 Z+ ? Z, q2 N: e# x78 T5 W o7 s% A; V# d0 d9 # F) d3 w( ?, R8/ n$ G4 J: r
22、6 9 v2 F5 $ O: V# $ Ks6 c4 K; q4 Y. t$ D9* W1 x o/ q; h5 t0 mf; F* l& O/ |# V& X* 9 Z) u y6 108 6 |4 8 W5 |3 c/ Z, Mn2+(阴极房)/(g/L) & + N; U5 d+ K P8 _- g$ Y6 R I h: f7 A. s6 m5 m(NH4)2SO4/(g/L)4 f! 8 c( c( M& y- r7 E/ K# . Y1 j( % m+ OpHa, r$ Q( a3 7 x5 2 Q. F v/ r. o4 ( j温度/8 z; N! g7 Q j* J) |% Z2
23、 r; ?- v / m- L$ h1 r+ Q*(以Se计)/(g/L)( f: J. % N( Z4 Q7 b$ u9 d7 t- s# | Z$ % X; k- D阴极电流密度/(A/m2)* m7 P, U3 t$ n& Z& t# n; $ a/ yb% d阳极电流密度/(A/m2) e L! W$ p! v7 B5 G L1 + w7 p4 f: J/ N5 _槽电压/V! D! . x2 Q- D1 U# - y) U4 O9 % x1 j3 u6 h# m同名极距/mm& L/ d4 i; B$ G$ M7 9 P4 G : U& J. d& t电解周期/h p# M7 s*
24、2 t+ : 15-20 5 r W; f5 d5 z# l* a6 f$ r) R* _& j110-1300 XM M) 2 |9 v1 ?# w( y. ( p0 K. |5 M7-8.4. P: G7 F1 9 h# O) j5 T1 & 0 N. k35-40 N, a% R) u$ v s5 D4 c x i1 Z, W 5 b- X# A0.03-0.040 G+ K7 : y$ t/ n! d* E$ R ?) D350-420% K2 O; _: q- v8 r f4 K+ d9 y # - j% P% U! y5 # v( Y9 d1 v600-700: D0 U& q,
25、Q, + ?5 x6 b( E( F4 z: A% K0 _3 C2 4.2-5.3- m- i+ C1 b1 h5 H+ R- z( j5 b! ! h8 U9 Q! B4 D100左右& K6 0 w! J5 l* Lw7 w: t* T9 Q+ D3 c24. s0 j7 e5 8 / F0 K( i4 x, f% R4 A+ Gg- o- U4 o w2 U! o v9 h9 U3 X* e6 A# D, v& ?4 y* x) $ l Z% * N* ( v( O7 x- H3 B ! O1 O0 u3 I# ?4 | t1 N2 v5 Z- O; z! L- L h+ R# C.
26、r& n5 X+ F/ w* Q. f0 % B$ L/ g1 b! P1 s* u$ w加入补充液( M) N( z/ r0 M; m+ M. l VE1 X5 e2 , O* u2 A$ v) & C# P6 e c8 _; w$ l/ b* H L6 G6 J) |8 T% ! k. i; r( ZZ% D) y5 Qv% j8 b$ l5 ?5 z l; * U9 K8 x+ 1 _ a! X2 $ m2 a7 r- : m$ i) m* ru, M8 F5 m; vT! Y/ S x9 T7 B. B- z0 P* j: y+ _# n国外有48h、72h7 B* 1 E; e. |
27、; S * E/ pJ# _, A( R# 6 g# ! V+ X$ g6 O最佳阴极电流密度为350-420A/m2，提高阳极电流密度可减少MnO2的沉积，提高阳极电流效率，通常阳极电流密度确定为阴极电流密度的1.7-2倍。& |: M% S5 H9 e; / w# . Q# F* s$ k+ H! p- F+ b# W若阴极液中的Mn2+浓度过高，容易产生Mn(OH)2沉淀；若Mn2+浓度过低，则会由于严重的浓差极化作用而降低电流效率。生产中Mn2+离子浓度以15-20g/L为宜，当pH值、温度较低时，Mn2+浓度可高一些；当pH值、温度较高时，Mn2+浓度可低一些。R: 7 Y1 I4
28、M, j- 9 E; m. d) E! p0 j若阴极液的pH值过低，不利于抑制析氢反应，导致阴极电积锰的电流效率降低；若pH值过高，将导致Mn(OH)2沉淀，降低析氢过电位，降低电流效若电解温度过高，则析氢过电位变小，导致H2析出，pH迅速上升，Mn(OH)2沉淀大量生成；若温度过低，则离子迁移困难，隔膜袋易被结晶堵塞，导致阴极液pH升高，Mn(OH)2结晶沉淀。电解温度以控制在35-40为宜。/ 6 p0 X+ O6 v% J& c# q A5 Z+ m, f/ O(NH4)2SO4是电解液的重要成分之一，其作用是与MnSO4构成缓冲溶液，稳定阴极pH值，同时还可增加电液的导电性，活化电积
29、锰表面。电解液中理想的(NH4)2SO4浓度为110-130g/L。* F3 V* t4 e0 c+ v2 P Y1 % W% % n5 F: S4 L, j A7 A/ s0 w& 阴极板上的锰先以晶型沉积，然后转变为晶型沉积。加入添加剂的目的就是帮助实现由晶型向晶型的转变。根据生产实践，使用SeO2比SO2使用的电流效率更高。SeO2的加入量应为0.03-0.04g/L(以硒计)。# w$ Y6 l# h2 |# H6 Z, Z, u5 Q+ v- Q# U5 p/ p随着电解时间的延续，电积锰愈益增厚，表面粗糙度增大，增加了阴极的实际表面积，降低了阴极的电流密度，减少了氢的过电位，使需要
30、抑制的析氢反应加剧。缩短电解周期，将增加电解液、氨水、二氧化硒等材料的消耗，增大工作量。工业生产中电解周期一般为24小时。8 Z0 j2 5 9 M0 T3 7 L _) p& / * Q5 m0 D电解操作0 sh/ I! w8 K) s( A! q l5 f* 4 M( A 出槽& 3 J! T( m$ N) 9 R, ?- |# D | I. D5 * ( b, H出槽前1h,取样分析槽硫酸锰浓度，补加电解液至出槽要求；添加氨水，提高pH值到符合出槽时的要求；按出槽要求补加二氧化硒水溶液，然后出槽装槽。0 6 Q. b1 X* B4 |8 B1 g( pW$ y6 2 mB 槽成管理7
31、B1 m- n6 o j6 / T. b0 l8 L! K; Z/ $ P3 U* L看槽工在装槽后就要马上检查阴极板是否对中；阴、阳极板是否导电良好，阴极液pH值是否正常，适当调整氨水流量，保持pH值在工艺要求范围内，调整补加液流量。待全部电解槽检查完后，再回头检查一遍，观察上锰情况，发现有“死板”或“起壳”现象都要取出来，换上新极板或“起步板”。/ A0 D8 F+ t; m+ d7 n+ f* 5 o( q7 & D( l l在整个电解过程中，看槽工要经常检查整流柜上电流表指示的电流大小，予以适当调整，使之在工艺要求范围内；经常在电解槽旁巡回检查，保持阴、阳极板处于良好的导电状态，保持M
32、n2+离子浓度、pH值等工艺参数在规定的范围内，保证电解过程的顺利进行。0 j9 J . uS$ F) 9 ( r0 i5 x! C5 VQ, j% r9 r# w3 病槽现象主要有：槽液发酸、槽液发碱、电积锰发黑、起壳、电积锰倒溶、电积锰难剥离等。病槽处理方法见生产厂的操作规程。& B+ e8 s0 T3 u9 , C- b) o b$ t2 ) 电积锰的后处理6 s/ W/ g9 e0 w* i$ v( u- x* n; q; E CC2 F6 电积锰的后处理是指电解之后处理电解金属锰成品的一系列操作，包括钝化、水洗、烘干、剥落、包装以及极板处理等步骤。电积锰的后处理对产品质量，特别是硫含
33、量有很大影响，必须按照工艺要求认真做好。具体步骤为：6 e2 qB! N 0 7 ?( # h/ u8 o% X(1)钝化。从电解槽中取出的沉积了金属锰的阴极板在沥干电解液后，要放入含重铬酸钾3%的水溶液中进行钝化处理。使金属锰表面形成钝化模层，或减缓金属锰在空气中的氧化。2 J$ U1 o; a+ j0 e+ 5 ld! Y0 r: l S(2)水洗。将钝化处理后的阴极板沥干钝化液，放入热水槽浸泡、冲洗、再浸泡；除去金属锰表面粘附的电解液和钝化液。& Q6 Y* n/ g. i: & |. H/ F2 q# I(3)烘干。将水洗干净的阴极板置入烘房烘烘烤，烘烤温度低于110，烘烤时间20-3
34、0分钟。. 8 a+ M* z1 w- j9 E: y vN; O3 f, f; |( r(4)剥落。剥落就是将金属锰成品与阴极板分离。按照外观质量分级剥落。; x- x s, U, z3 V3 Ko. A& B0 c8 8 w- z: G! |. v* j6 t% z9 (5)包装。产品剥落完后，取样送检，然后按产品外观质量分别装桶、称重、包装。1 ) j) l5 M# f! u- p; E2 C, K2 s5 V1 v+ $ 5 CP(6)阴极板处理。将剥离后的阴极板放入阳极液中浸泡，溶去阴极板残锰，然后放入洗液(7%HNO3+3%K2Cr2O7)中浸泡1分钟，取出后用自来水洗净；表面光亮
35、平整的阴极板返回使用，表面发毛发白的阴极板完全晾干后送抛光室进行抛光处理。3 X7 7 C0 V3 g3 n( ( M# g4 d! R + a3 x, N& e$ u6 w/ v我国金属锰生产的主要技术指标2 Q$ |/ |0 D?2 B( f5 1 c; G8 |4 oi1 v7 U我国金属锰生产的主要技术经济指标列入表1-4。1 s, 6 Y% r. F7 P7 Z: q3 u! C. C. y+ K 0 F5 i4 X0 f表11-4 电解法金属锰生产主要技术指标! ) |- : 3 H$ H# * 3 N8 Y& D- Z; |% B序号 V; $ j) I# 3 - z指标名称o.
36、 X4 X2 z& l( 指标1 K. g7 V/ - E$ V) V备注4 n5 x9 l, c: g* B 1 m+ f( F% 8 I! n* B$ S: k1 : r$ 8 _- T! T : 4 m菱锰矿粉/(t/t) 5 p& . H- w! |1 d% P7 o7-8 5 A6 y5 b; u7 P6 K 含Mn22%左右 I8 W: w& a4 qC b8 C. |* u3 I) ?25 M* X, L6 b1 O3 M7 t6 化工锰粉/(t/t)0 g: s0 R( ; f& 4 & ?! i 0.5# W5 d) U: l 含MnO250%/ J$ Q! E L! l-
37、q! G 3 Y$ M 2 l- M- Q# OL31 X1 9 7 z& q, G 硫酸/(t/t)5 T) n5 % Z9 v+ B3 v 2.5-2.8- m+ L( % E: b- D; y) y) e 工业级0 e) j6 d5 a& H/ P/ e( W# N 1 h5 O9 ; D6 V/ 2 C+ |4 tk8 ) N) _) l; z. H 液氨/(t/t) b1 A- R9 g/ z q# k$ d0.38-0.54 9 j% 3 n; B 工业级# & kG9 I; P2 , 8 Y ! s4 X3 G I6 I/ W% I2 Z b5+ K# Z7 ) B, o& .
38、A 二氧化硒/(kg/t)9 Y5 f& j* A% m B3.0-4.0$ y6 d% J+ p! J3 F8 c L* w工业级) O5 h6 W ; S& m$ R: Y; e1 / O/ d , A6- k7 O/ S, S! % P电耗/(kWh)/t)6 u* D; q c. E* b0 E8800-9000* l4 Y5 c3 t) I% M- 7 ( f5 A! ?& M1 G- C9 n4 D& 3 7( B7 W- Z) L# x) w* F. 1 V6 y 煤耗/(t/t)g! k6 z6 a3 x4 r6 R 2-2.55 s7 - s6 Y3 b$ z, 7 ; S4
39、 4 5 s: w8 M( X1 M! t, m# ?( ( O1 # m4 m/ o88 H4 h9 I$ y v* P+ n; C& i锰回收率/%* 8 v! o! a! aT55-708 s! k8 x2 3 ) p* v0 m, V& T% m : : 2 Q6 s X# N# k4 Y ) V b0 D! 4 y9 M+ m U& c4 B94 T& H$ T7 r8 yU9 w/ i电流效率/%+ k/ L3 N$ v7 n1 f$ Q# g; i55-70# i2 S) ) C9 d7 u! v/ Y) r$ |& |% E# o- I8 C4 , m( H2 t4 j( P,
40、 A4 P% S9 V$ V根据电解金属锰的生产特点，为提高技术经济指标，应着重抓好锰回收率和电流效两项指标。6 9 d( U% m$ L s( S, ?- K# V! ?, K& Dn! X提高锰回收率的途径有：(1)提高浸取率，尽可能将矿粉中的锰转换成硫酸锰；(2)搞好固液分离，减少分离时的硫酸锰损失；(3)减少阳极沉淀的二氧化锰；(4)加强电解操作管理，减少生成Mn(OH)2沉淀造成的硫酸锰损失；(5)减少整个生产过程各工序的跑、冒、滴、漏。 Q7 h4 , - H& F$ 3 w W% t) jp/ 6 y& q0 y提高电流效率的主要措施有：(1)严禁使用不合格的电解液进行电解；(2
41、)严格控制好电解条件，使各工艺参数始终保持在规定的范围内；(3)经常检查阴、阳极板的导电情况，使阴阳极板始终处于良好的导电状态；(4)及时清理阳极板上的二氧化锰沉积物和清洗电解槽；(5)防止电解槽对地漏电，防止短路，减少漏电损失。+ E ?# E2 Y) D1 X( x# ( P$ R+ ; f8 QA# x6 w4 |g0 h6 ! d$ V. p8 L |金属锰生产技术 ; f3 M) + 0 4 z4 : v. d, C0 R/ V3 7 w( 5 O 5 U: 2 A ! Y, c3 F, O) 0 d% _7 J0 T; Y; M金属锰是一种含有极少量的其它元素，而其余均为锰的合金。
42、主要用于高级合金钢和非铁基合金冶炼，作锰元素添加剂或脱氧剂使用。金属锰生产方法有火法冶炼和湿法冶炼。火法冶炼包括电硅热法与铝热法，湿法冶炼主要是电解法。6 L3 s/ z; m! j7 ?2 q6 ; B( g; j2 Y! _7 q/ i. J3 D1 概述0 r Y% s, * - r: : V$ 5 G En p8 8 B1.1金属锰的生产方法简介/ H1 o# s W. F 金属锰是一种含有极少量的其它元素，而其余均为锰的合金。主要用于高级合金钢和非铁基合金冶炼，作锰元素添加剂或脱氧剂使用。金属锰生产方法有火法冶炼和湿法冶炼。火法冶炼包括电硅热法与铝热法，湿法冶炼主要是电解法。: 2
43、o, s; W, o. R 1.1.1火法冶炼5 % ; s5 . i. h0 D) b 在金属锰生产早期阶段，曾经使用硅、铝或碳还原法的火法冶炼，延续到目前仍有应用的。硅热法应用比较广泛，需要用电作补充热源，美国、苏联、日本、我国都有工业应用。它的优点是生产成本低，但是较之湿法炼锰要求锰矿的品位高以及得到的金属不纯，电硅热法只能制得含Mn9598%的金属锰。铝热法也只能制得含Mn8592%的低牌号金属锰。. x0 U, r 5 r 1.1.2湿法冶炼; G6 x& ?7 WL+ Y( t) f0 U6 l 湿法冶炼金属锰，也就是电解法生产的金属锰称为电解金属锰。可以说目前全世界生产金属锰都是
44、以电解法为主，而将火法冶炼降为次要方法。$ S f$ R; Z- O t3 Y0 r1 i+ b电解金属锰是高成本的方法，其成本总是要比火法高。主要原因是：) R8 I: B3 |1 s: V2 j* M; S （1）锰为高负电性金属，电流效率不高，现代生产也只能达到6068%；* t5 A6 Q* o9 fg+ _ （2）由于锰的高负电性，必须采用隔膜电解，槽电压高达5伏左右；8 m, ; v5 S0 e4 o( v9 i （3）必须采用MnSO4(NH4)2SO4H2O系纯净的电解溶液，氨耗较高，净化费用不少。/ f* O% H T) N* o1 b4 h9 e 但是，有下列两个重要原因却
45、促使此高成本的电解法生产金属锰仍然得以持续发展：: p* s V, p0 I4 m; z4 ) w8 p/ x h 电解金属锰是用于制备不锈钢、工具钢，特别是合金钢及有色金属合金的重要原料；- | b5 L/ q7 h4 - W8 j: 碳酸锰或软锰矿的贫锰矿可以作为电解锰的生产原料。9 C! e3 x& w% H* K/ l 我国南方特别是广西、湖南、贵州、云南等省有巨大储量的碳酸锰矿可以直接浸出制液，其软锰矿可采用预先还原焙烧浸出，也可采用添加黄铁矿与软锰矿进行氧化还有浸出。; v# e% L# O3 i& v. U1 C7 W0 t: p 湿法炼锰的优点是：产品纯度高（品位在99.8%以上），也用于制取特种合金。0 u- N( T- U& T( y; f1.2热还原法生产金属锰 z7 V! ! n7 C4 i+ |8 B 1.2.1铝还原法（Al热法） t2 Z$ m/ t* 理论上铝热法还原锰氧化物的反应及其反应热见表11所示。- y/ : i+ u7 ! A1 : X4 W0 o8 i: 7 j( A/ A, c% G! B表11