软锰矿矿浆电解阴极过程研究.pdfVIP

第24卷专辑 中国稀土学报 2006年10月 V01．24 IOURNALOFTHECHINESERAREEA咖SOCIETY。吨20晒 S晔．fs∞c 软锰矿矿浆电解阴极过程研究 沈庆峰·，杨显万，司云森，谢克强 (昆明理工大学材料与冶金工程学院，云南昆明650093) ■耍I用动电位扫描法测绘了硫酸溶液中软锰矿在石墨电极上的还原极化曲线，考查了液固比、温度、搅拌速率等因素对阴极过程的影 响．结果表明软锰矿粒可以在阴极上还原，但所占比例较少，温度对软锰矿影响最大，软锰矿在石墨阴极还原的交换电流密度随温度的 升高而增大，阴极极化的传递系数很小，添加铁离子有利于软锰矿的还原． 关健词：软锰矿；极化曲线；还原；阴极；矿浆电解 中圈分类号：TF642文献标tlt码．A文章编号：101XI-4343(2006)-0299-04 自20世纪70年代矿浆电解技术发明以来， 学测试采用3电极体系，研究电极采用光谱纯石 国内外进行了大量的研究工作，对用矿浆电解法 墨制作。面积为1cm2，每次试验前均用砂纸打磨 处理方铅矿、辉铋矿、黄铜矿、脆硫铅锑矿以及 平整光滑，用蒸馏水冲洗干净，辅助电极为铂片， 金精矿等硫化矿进行了较为深入的研究，在反应 饱和甘汞电极作为参比电极。所用仪器为DHZ-1 热力学、动力学和反应机制方面做了大量工作， 电化学综合测试仪，连接x—Y记录仪。扫描速率 取得了很多令人满意的成果，特别是在我国，在 ．为lmV／s。 某些矿物的处理上实现了产业化【卜31。 1．2试验原料 矿浆电解的工艺特点是利用在阳极氧化或在 试验用矿样为云南某地的软锰矿，粒度在200 阴极还原使矿物发生氧化还原反应，实现金属的 目以下矿粒占80％以上，软锰矿的化学成分如表l 浸出或分离。因此，研究矿浆电解过程中两极上 所示。X衍射分析矿物主要物相组成是Mn02、 发生的反应有重要意义。 MnOOH、FeO(OH)和AI(OH)3。 用矿浆电解法处理软锰矿可以使其在阴极区 发生还原反应并溶解，净化后的溶液注入阳极区 2结果与讨论 使锰离子在阳极上沉积得到电解二氧化锰。本文 2．1软锰矿在石墨阴极上的极化曲线 应用动电位扫描法测量了二氧化锰在石墨阴极上 以石墨为阴极，在温度25℃，搅拌速率 的极化曲线，考查了液固比、温度、搅拌速率等 因素对阴极过程的影响。 速率5mV／s的条件下测绘了不同溶液中阴极上的 极化曲线如图1所示。曲线l为没有添加任何物 1试验原料和方法 质的纯硫酸溶液在石墨阴极的极化曲线，该线为 1．1试验方法 石墨阴极上析氢的极化曲线。过电位大于400mV 矿浆主要由硫酸溶液与软锰矿组成，调整硫 后，随着过电位的增加，电流密度逐渐增大，表 酸溶液pH=2，温度和液固比等影响因素根据试明此时阴极开始发生析氢的还原反应，即： 验条件确定。试验在恒温水浴中进行，温度控制 2矿+2e=H2 在±1℃，采用可调式数显搅拌器进行搅拌。电化 表1软锰矿化学分析结果 元素 Mn Fe 竺 望 ! 垫 竺 些竺! !竺 塑 含量(％) 26．29 11．10 0．14 0．021 0．37 0．39 0．061 12．Ol 7．56 0．055 2006-06-07 收藕日期l20064)4-14；修订日期l 基金项目l云南省自然科学基金面上项目(2003E0021M)，云南省