[发明专利]无硒电解金属锰高效生产添加剂

说明书

技术领域

本发明涉及电解金属锰生产领域，特别是一种无硒电解金属锰高效生产添加剂。

背景技术

早在1774年金属锰被瑞典化学家社勒从软锰矿中发现，到1923年英国的A.J.AllMand和A.N.Cambell用陶瓷隔膜电解的方法，电解出金属锰。但是到四十年代中期才找到适合电解锰的添加剂，这样电解锰才真正步入工业生产。从电解锰工业发展进展上看，添加剂在整个电解锰工业起着尤为重要的作用。现在用于电解锰生产的主要添加剂是SeO₂和SO₂，实际生产实践中，使用二氧化硒作为添加剂，从电流效率、稳定性方面优于二氧化硫，因此国内现在电解锰行业基本都用二氧化硒作为添加剂。但是二氧化硒属于剧毒物质，对人体具有很大的伤害，同时还会污染环境，而且SeO₂市场价格很高，生产中添加剂成本也就很高。另外由于生产中用二氧化硒，导致产品中硒含量可达0.04-0.08％，这样大大降低了产品质量，影响了锰的应用领域。

国内外部分厂家使用SO₂作为添加剂，但是SO₂在电解温度下(＞40℃)易于挥发，导致生产线环境中SO₂浓度高，工人生产操作条件恶劣，且电流效率仅为55～60％。

在电解锰生产方面，国内外学者对添加剂做了大量研究，例如姚月祥等人提出辅助添加剂与SeO₂混用，达到降低硒用量的目的；Charles等以0.15-0.50mg/L Zn²⁺和0.10g/L SO₂作添加剂，所得金属锰使用纯度达到99.9％。目前使用的其它无硒电解技术，虽然能一定程度上能减少污染，但其电流效率比使用SeO₂普遍降低。

发明内容

本发明的目的在于提供种无毒、对环境无污染的电解金属锰高效生产添加剂。

本发明的无硒电解金属锰高效生产添加剂，其特征在于它是硫代硫酸盐(M_xS₂O₃，x＝1，2)、连多硫酸盐(M₂S_nO6，x＝1，2，n＝2-7)和偏重亚硫酸盐(M_xS₂O₅，x＝1，2)中的一种或者它们的组合组成，对于2种及2种以上上述物质组成的添加剂，其中各种组分是按任意比例混合，所述的添加剂在电解液中的用量为40-200mg/L。

上述所用连多硫酸盐(M₂S_nO6，x＝1，2，n＝2-7)是连二硫酸盐(M_xS₂O₆x＝1，2)、连三硫酸盐(M_xS₃O₆，x＝1，2)、连四硫酸盐(M_xS₄O₆，x＝1，2)、连五硫酸盐(M_xS₅O₆，x＝1，2)、连六硫酸盐(M_xS₆O₆，x＝1-2)和连七硫酸盐(M_xS₇O₆，x＝1，2)的统称。

硫代硫酸盐、连多硫酸盐和偏重亚硫酸盐中的每一种物质可以单独作为添加剂使用，也可由硫代硫酸盐、连多硫酸盐和偏重亚硫酸盐中的任意2种或2种以上物质按照任意比例混合而成。

所述的添加剂的盐为相应的钠盐、钾盐、锰盐、铵盐，实际生产中依据易获得性以及各种盐成本选取适用的盐类，不同盐类在电解锰生产中的使用效果没有明显差别。

应用本发明的添加剂，直接可以在现有的用SeO₂作为添加剂的电解生产设备上应用，使用本发明的生产工艺条件为：合格液要求锰含量为30-35g/L、硫酸铵含量在100-120g/L、pH控制在6.5-6.8。电解槽内要求锰含量为14-18g/L、硫酸铵含量在100-120g/L、pH控制在7.4-8.0。槽温控制在42-48℃；电解周期为24小时。