用二氯化锰制备电解金属锰及其“一槽两用法”

今年八月二十日,由省科学技术委员会委托我校邀请一批省内外专家在福州召开会议,对化学系电化研究室的研究课题——“以盐酸和锰矿石为原料制备电解金属锰”进行技术鉴定。专家们认为:研究是成功的,特别是“一槽两用法”属国内外首创,技术先进,并将在社会生产中收到显著的经济效益。电解金属锰是供冶炼特殊钢及有色合金时用的锰元素添加剂。目前国内均使用硫酸锰体系生产电解金属锰,若用二氯化锰制备电解金属锰,则具有能耗低、成本低、产量高、质量好等许多优点,因此国内外许多科学工作者长期以来对此进行了一系列的研究,但至今仍未见到用以替代硫酸锰体系进行生产的报道。电化研究室于1979年接受该课题的研究任务,经过三年多的努力,终于取得成功,并在实验室扩大电解槽的电解过     

添加剂对电解锰矿石中锰浸出率的影响

研究了几种无机和有机添加剂对电解金属锰矿石(主要是菱锰矿)中锰的浸出率的影响.实验结果表明，葡萄糖、蔗糖等有机添加剂在常规时间里,可使锰的浸出率达到85%以上,是实际工业生产中可取的添加剂；浓硫酸虽也可提高浸出率，但由于具有强腐蚀性而不宜采用.     

利用离子膜电解槽在氯盐电解质中电沉积金属锰

对阴离子交换膜电解槽在氯盐电解质中电沉积锰进行研究,并采用循环伏安法对其进行电化学分析。研究结果表明:电解最佳条件是锰离子浓度为0.9 mol/L,氯化铵浓度为2.4 mol/L,电解温度为40℃,电流密度为450A/m2,pH为7.3,SeO2浓度为0.36 mmol/L,在此条件下,金属锰的电沉积效率为90.8%,电耗为4 816 kW·h/t;其晶型为γ型;利用离子膜电解槽电沉积金属锰能有效地防止阴极表面Mn2+的浓差极化,提高电流效率,该过程所发生的还原反应为扩散过程控制。     

同时生产电解金属锰和纤维态电解二氧化锰的方法

本文介绍从氯化锰体系,制备电解金属锰的潜在优点。报导以锰矿和工业盐酸等为原料,制备合适的电解液,及在阴极电解析出金属锰的同时,阳极析出纤维态电解二氧化锰的试验结果。介绍了阴、阳极产品的理化性能。     

电解金属锰生产中的污染问题及对策研究

电解金属锰生产中,工业废弃物排放量大,成分复杂,直接排放严重污染环境。本文以重庆秀山电解金属锰为例,调查了电解金属锰工业生产中的污染问题,并从措施、规划、循环经济理念、管理、教育等方面研究提出了实现电解金属锰工业可持续发展的对策。     

微波加热高碳锰铁粉固相脱碳显微结构

对脱碳物料进行碳含量测定并采用电子探针及X线衍射(XRD)进行显微结构和物相分析。研究结果表明:在实验件下,高碳锰铁粉的碳含量由6.61%分别降至1.54%,1.13%,1.05%,0.94%;脱碳物料的显微结构主要为包裹与镶嵌结构、球形层状结构和实心球形结构,物相组成主要为金属锰、金属锰铁、低碳锰铁碳化物和氧化钙。脱碳温度在900℃时的综合脱碳效果最好,脱碳物料的氧化程度低且无锰酸钙等成分。     

硫酸化焙烧氧化锰矿浸出锰的循环工艺

为降低氧化锰矿处理成本,有效利用电解金属锰产生的废酸,采用硫酸铵循环利用工艺,进行氧化锰矿硫酸化焙烧—浸出试验。研究结果表明:硫酸钠对氧化锰矿硫酸化焙烧及硫酸铵分解有较好的促进作用。当焙烧温度为500℃时,锰浸出率较高,而三氧化二铁很难转化为可溶性硫酸亚铁,浸出液中铁杂质含量低,锰选择性浸出效果较好。在适宜的焙烧和浸出工艺条件下,通过硫酸化焙烧和浸出,锰浸出率可达89.93%,NH_4~+回收率可达98.62%,SO_4~(2-)回收率可到88.22%。     

同槽电解生成锰和二氧化锰

分别采用预电解法,Mn(NO₃)₂热解,热解-预电解方式制备MnO2覆层Ti电极,并分别作为电解二氧化锰的阳极,硫酸锰-硫酸为电解液,研究不同的电流密度、温度、酸度对电解二氧化锰电流效率的影响.研究表明：采用热解-预电解法制备的Ti-MnO₂电极,抗钝化能力强,表面致密,MnO₂覆层与Ti基结合牢固,适合作为电解阳极使用.采用盐桥,素烧瓷,玻璃纤维作为阴阳极隔膜,阳极采用上述Ti-MnO₂电极,使用经过抛光的不锈钢作为阴极,在同一电解槽中同时电解生成电解MnO₂和金属锰,较佳条件下阳极和阴极电流效率分别能达到90%和60%,产品符合质量要求.     

尖晶石锰酸锂电池容量衰减的机理探析

尖晶石型锰酸锂的容量衰减是限制其大规模应用的瓶颈问题。现有观点认为二价锰离子在阳极上还原成金属锰,催化电解质分解、毒化固体电解质界面(SEI)膜,造成了锰酸锂体系锂离子电池的容量衰减。但最新研究确定锰元素是以二价的锰沉积在阳极上,并没有被还原成金属锰。本研究介绍国内外锰系锂离子电池容量衰减的研究进展,并在"沉积阳极上的锰氧化态是+2价"这个新发现的基础上,结合分析其它文献的实验数据,归纳总结出"二价锰离子与阳极SEI膜中的活性锂离子进行离子交换而沉积在阳极上,阻碍、堵塞活性锂离子的自由进出,从而引起锂离子电池容量衰退"新观点。     

软锰矿浸出液有机物对锰电解电流效率的影响

通过电解小试实验,研究甲酸、乙酸、柠檬酸、酒石酸、乌头酸、葡萄糖及蔗糖等有机物对锰电解电流效率(MECE)的影响.结果表明:甲酸、乙酸和柠檬酸等有机酸在一定质量分数范围内均可提高锰电解电流效率,达73%左右,最高可达77.9%,但有机酸质量分数过高,锰电解电流效率反而降低;葡萄糖和蔗糖粘度较高、质量分数过大,会阻碍电解液中离子的迁移,从而导致锰电解电流效率下降.     

制取氮化锰工艺和技术

介绍了利用金属锰粉采用固态氮化法生产氮化锰的原理和工艺。采用正交设计法,在实验室管式炉内、高温条件下利用氨气分解产生的活性氮对锰粉进行氮化获得氮化锰粉,通过一系列实验得出了适宜的技术工艺参数;锰粉粒度、氮化温度和氮化时间。获得了含氮高达6．880％－6．902％的氮化锰产品.     

氮化锰生产及结构分析

介绍了利用金属锰粉采用固态氮化法生产氮化锰合金的原理和工艺,采用正交设计法,在实验室管式炉内、高温条件下利用纯氮(≥99.99%)对金属锰粉进行氮化.通过一系列实验得出了适宜的技术工艺参数,锰粉粒度为0.6 mm,氮化时间为4 h,氮化温度为700 ℃时,获得了含氮高达6.94%的氮化锰合金.通过物相分析和扫描电镜形貌分析,得出含氮高的氮化锰主要成分是Mn3N2,其次是Mn4N;含氮低的氮化锰主要成分是Mn2N,其次是Mn4N.此外还观测了氮化锰合金的形貌.     

NaCl?CaCl2熔盐回收废旧锰酸锂电池中金属锰的电化学方法

750°C条件下NaCl?CaCl₂熔融盐中直接电解还原LiMn₂O₄回收金属锰为废旧锂离子电池的回收提供了新的思路。采用电化学手段研究LiMn₂O₄在涂覆电极表面的还原过程，结果显示，锰酸锂的还原过程是分步进行的，还原过程为Mn(IV) → Mn(III) → Mn(II) → Mn；在电脱氧12 h条件下，0.5?3 V的产物为CaMn₂O₄、MnO、(MnO)_x(CaO)_1?x、Mn，电解电压达到电压在2.6 V时单质锰出现，增加电压可促进锰的脱氧进程。电脱氧随着三相界面的推进由外向芯部逐渐进行，当电压较大时会加快还原反应的动力学过程，并产生两个阶段的三相界面。     

2,4-二氯甲苯液相氧气氧化制2,4-二氯苯甲酸

由乙酸钴、乙酸锰、溴化物催化氧气氧化 2 ,4 二氯甲苯制备 2 ,4 二氯苯甲酸 ,反应压力 0 8～ 1 0MPa,温度 130～ 140℃ ,产率 90 8% ,纯度 99 3% .用芳香性卤代烃和戊酸的混合物做溶剂 ,对不锈钢反应釜没有腐蚀作用     

甘氨酸锰络合物的制备与结构表征

以甘氨酸和金属锰盐为主要原料,制备甘氨酸锰络合物,探讨反应温度、反应时间、反应体系p H值等因素对甘氨酸锰产率的影响,确定最佳合成工艺,并通过红外光谱表征产物结构.实验结果显示,制备甘氨酸锰的最佳反应条件为反应温度70℃,反应时间2.5 h,反应体系p H5~6,在最佳条件下制备的甘氨酸锰络合物的产率为47.86%;红外光谱证明产物为甘氨酸锰络合物.     

市场电价对锰、锌行业生产的影响

首先对湘西地区电解锰、锌价格走势进行了简要分析,通过电价对锰、锌行业生产的影响,论述了高能耗企业用电负荷与电价、市场价格的量化关系。     

电焊工作业场所的金属锰检测与防护

本文介绍了原子吸收光谱法测定作业场所空气中锰及其化合物的方法及结果。金属锰是地壳广泛分布的元素,也是人体必需的微量元素之一,但是过量会引起中毒,锰在空气中以气溶胶的形式存在,经过呼吸道摄入。作业场所中电焊条的使用是接触金属锰的方式之一,因此,为了降低电焊工的职业危害,必须采取一系列有效的防治措施。     

不同铵盐体系中金属锰在水中的锈蚀速率

研究了不同铵盐介质中金属锰在水中的锈蚀速率,考察了铵盐种类、铵盐浓度及温度等参数对金属锰锈蚀速率的影响.研究结果表明当水溶液中没有铵盐时,金属锰几乎不与水发生反应;而当存在铵盐时,锰的锈蚀速率大大增加;随着铵盐浓度的增加,锰粉的锈蚀速率明显加快;不同的铵盐对锰粉锈蚀速率的影响不同,在所试验的几种铵盐中,以乙酸铵锈蚀的速度最大;在不同铵盐介质中,温度对反应速率的影响具有不同的规律性,体现在乙酸铵介质中,随着温度的升高,反应速率下降;硫酸铵介质中,当温度为40～80 ℃时,以70 ℃时的反应速率最大;而氯化铵介质中,在30～70 ℃时,以50 ℃时的反应速率最大.     

铬硅锰氧化物夹杂诱发316L不锈钢点蚀行为研究

采用原位分析法及化学浸泡法并结合扫描电镜和能谱仪分析,对316L不锈钢中三种典型铬硅锰氧化物夹杂诱发不锈钢点蚀行为进行分析,并探究其腐蚀机理。结果表明,在质量分数为6%的FeCl_3溶液浸泡腐蚀下,316L不锈钢中三种典型铬硅锰氧化物夹杂耐蚀性从大到小的顺序依次为:单一贫铬相(w(Cr)15%)铬硅锰氧化物夹杂单一富铬相(w(Cr)15%)铬硅锰氧化物夹杂MnS与铬硅锰氧化物复合相夹杂;单一相夹杂诱发的点蚀是以小孔腐蚀的形式始发于夹杂物内部,其部位靠近夹杂与基体界面处;而对于MnS与铬硅锰氧化物复合相夹杂诱发的点蚀,首先是夹杂外层包裹的硫化物在较短时间内发生溶解,使得夹杂与基体交界处产生微缝隙,进而导致不锈钢点蚀的产生;铬硅锰氧化物夹杂中铬含量过高(w(Cr)15%)或过低(w(Cr)6%),均会降低不锈钢的抗腐蚀性能。     

用钛钌阳极从氯化锰溶液电解二氧化锰的研究

为了研究在氯盐溶液中用钛钌阳极电解二氧化锰的新技术,运用恒流水溶液电解方法考察了电解温度、电流密度和电解液组成对二氧化锰电流效率、槽电压及产品质量的影响.试验结果表明,在电解温度75℃、电流密度100 A/m2、锰离子质量浓度50 g/L、盐酸质量浓度10 g/L的条件下,二氧化锰的电流效率达96%,槽电压为2.0 V,产品中二氧化锰的含量为92.32%,电解二氧化锰晶型为γ型.通过在氯盐溶液中用钛钌阳极电解二氧化锰,不仅产品质量能达到电池用电解二氧化锰标准,而且电解温度低(75℃),优于硫酸盐溶液体系(95℃).