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电解金属锰生产工艺流程 ???? 作者：lswfm???? 发布时间：2010-7-3 9:21:34???? 文章来源：中国-东盟矿产资源网 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。 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。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。 制取硫酸锰所用的锰矿粉分菱锰矿和软锰矿两种。用菱锰矿粉制取硫酸锰的主要化学反应为： MnCO3+H2SO4→MnSO4+CO2↑+H2O 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： MnO+H2SO4→MnSO4+H2O (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。 阴极板上的反应为： Mn2++2e→Mn↓ 阳极板上的反应为： ? 生产方法 原料技术条件 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。 锰矿粉分菱锰矿和软锰矿两种： (1)菱锰矿(MnCO3)，质量要求符合国家标准GB3714-83的1-4级。 (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。 工业硫酸(H2SO4)质量指标应符合国家标准GB534-82。 硫酸铵［(NH4)2SO4］，质量指标应符合国家标准GB535-83。 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)。 还原剂用无烟煤粉，粒度 2mm以下，灰分小于14%。 净化剂(用于沉淀重金属)有： (1)饱和(NH4)2S溶液； (2)福美钠［(CH3)2NCS2Na］简称SDD，含量大于88%； (3)乙硫氮［(CH3CH2)2NCS2Na·3H2O］。 电解添加剂有二氧化硫(SO2)和二氧化硒(SeO2)。 用菱锰矿制取硫酸锰溶液 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： MnCO3+H2SO4→MnSO4+CO2↑+H2O 此反应是放热反应，平衡常数随温度的升高而减少。 用软锰矿制取硫酸锰溶液 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，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： 2MnO2+C===2MnO+CO2↑+174.6kJ 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： MnO+H2SO4===MnSO4+H2O 制取硫酸锰电解液的操作过程 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。 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。 硫酸浸锰的操作过程：在酸浸罐中加入1/5体积的阳极液或回收废锰渣，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： MnO2+2Fe2++4H+←→2Fe3++Mn2++2H2O 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： Fe3++3OH-←→Fe(OH)3↓ Fe3++3H2O←→Fe(OH)3↓+3H+ 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。 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