新型添加剂对锰电沉积的行为研究.doc

电解锰有机添加剂的研究 邹婷，陈上，李金龙，谭俊，张蕾，彭琴 （吉首大学 化学化工学院，湖南吉首 416000） 摘要：添加有机添加剂T3电解锰试验，T3用量、电流密度、Mn2+浓度以及温度对电流效率的影响。结果表明，Mn2+浓度18 g/LT3用量0.010 g/L电流密度430 A/m2电解温度4℃的条件下，电流效率可达68.0%；电解温度应控制在45 ℃以下过高对电解影响较大。 关键词：添加剂电解锰电流效率Study on Organic Additive for Electrolytic Manganese ZOU Ting, CHEN Shang, LI Jin-long, TAN Jun, ZHANG Lei, PENG Qin （College of Chemistry and Chemical Engineering, Jishou University, Jishou 416000, Hunan, China） Abstract: Organic additive T3 was employed in manufacture of electrolytic manganese by simulating practical industrial processhe effects of T3 dosage, current density, Mn2+ concentration and temperature on current efficiency were investigated. The results indicate that the current efficiency is 68.0% under the conditions including Mn2+ concentration of 18 g/L, T3 dosage of 0.010 g/L, current density of 430 A/m2 and temperature of 40 ℃. The electrolysis should be performed under temperature of 45 ℃ as a higher temperature is unfavorable for electrolysis. Key words: additive; electrolytic manganese; current efficiency 锰在国民经济中具有十分重要的战略地位[1]我国现在已成为电解锰主要的生产国和出口国[2]。工业生产金属锰是利用电解硫酸锰的水溶液而得到的。而锰的电极电势远低于氢，导致锰的电沉积过程与氢气的析出相互竞争因此电解时需要加入添加剂提高氢的超电势，促进锰在电极上稳定沉积[34]。现在国内外用工业生产的添加剂主要是SeO2和SO2，以及它们为主的复合添加剂[5]。我国主要利用SeO2作为添加剂，鉴于其带来的环境问题，国家环保部已经提出电解锰行业逐步实行无硒电解需要研究环保能产品纯度操作简便的新添加剂来替代。国内外学者在添加剂研究方面做了不少工作，但是由于各种实际生产条件的制约，尚无法在电解锰工业中规模化应用。本文从实际工业生产出发，采用有机添加剂T3（含杂原子的噻类有机物）电解试验，对影响电流效率的因素进行研究。 1 试验部分 1.1 与仪器 硫酸锰、硫酸铵、福钠（SDD）、T3均为工业级；氨水、浓硫酸、硅酸钠、重铬酸钾等均为分析纯。自制电解槽、WLS数字恒流电源、AN0905型电子天平、DHG-9023A鼓风干燥箱。 1.2 电解液的制备 电解液配置要求如下：Mn2+浓度（质量浓度）18 g/L，硫酸铵浓度110 g/L，经过SDD处理除去其它重金属杂质[6]，静置，抽滤，以备电解用。电解补加液的Mn2+浓度为35 g/L硫酸铵浓度为110 g/L，处理方法同上。 1.3 极板处理 电解所用的阴极不锈钢板和阳极铅锑锡银四元合金板经过处理才能在用于电解试验[7]。阴极不锈钢板经机械抛光电化学抛光，蒸馏水洗净，干燥，称重，经过0.5%的硅酸钠溶液浸泡，待用。阳极铅锑锡银四元合金板经砂纸打磨掉表面锈迹，蒸馏水洗净，干燥，待用。 1.4 电解试验 电解按照实际工业生产条件进行温度40~44 ℃，pH 7.4~8.0，电解液（Mn2+ 18 g/L，硫酸铵110 g/L），补加液（Mn2+ 35 g/L，硫酸铵110 g/L），恒电流电解10 h。产品经3%的重铬酸钾钝化，水洗，70 ℃烘干，称重。每种条件平行做组，计算电流效率，取组平均值。收稿日期：2013-07-08 基金项目：吉首大学大学生研究性学习和创新性验计划项目 JSU-CX-2013-01 作者简介：邹婷 1991- ，女，湖南