CN1017453B - 金属锰和二氧化锰同槽电解的方法及设备 - Google Patents
金属锰和二氧化锰同槽电解的方法及设备Info
- Publication number
- CN1017453B CN1017453B CN 88105743 CN88105743A CN1017453B CN 1017453 B CN1017453 B CN 1017453B CN 88105743 CN88105743 CN 88105743 CN 88105743 A CN88105743 A CN 88105743A CN 1017453 B CN1017453 B CN 1017453B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- anode
- negative electrode
- catholyte
- cathode
- manganese
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Images
Landscapes
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
- Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
金属锰和二氧化锰同槽电解的方法及设备,用(NH4)2SO4·MnSO4为电解液,通过对阴极进行冷却,增加阳极板数量的措施,在阳极温度为75~90℃,阴极为30~45℃;阳极电流密度为50~120A/m2,阴极为150~500A/m2;阴极液的pH为7.0~8.5的条件下,可同槽同时在阴极上析出金属锰、在阳极上析出二氧化锰。产品质量高,比分别电解节电50%以上,基本上不逸出酸雾,还可减少设备与投资。
Description
本发明涉及制取金属锰和二氧化锰的硫酸盐溶液电解。
目前世界各国生产电解金属锰均采用(NH4)2SO4·MnSO4溶液电解法,使用惰性阳极如:铅-银阳极并加隔膜,阴极为不锈钢板,其反应过程为:
阴极析出金属锰;阳极析出氧气,氧气的析出不但使阳极电能白白浪费,而且导致严重的酸雾危害。主要技术条件及技术指标为:电解温度38~40℃,槽电压4.5~5.0V,电流效率一般为60~70%,每吨电解锰电耗高达8500~10000度。
另一方面,电解二氧化锰的生产主要采用MnSO4溶液电解法,使用惰性阴极如:碳棒等,阳极为钛板或碳棒,其主要反应过程为:
阳极析出二氧化锰,而阴极析出氢气,阴极上的电能也白白浪费且导致酸雾严重。其主要技术条件及技术指标为:电解温度90~95℃,槽电压3~3.5V,电流效率一般为80~90%,每吨电解二氧化锰电耗为2600~2800度。
针对现有状况,本发明的目的是,提供一种将上述两种生产工艺合并为一种生产工艺的电解方法,实现金属锰和二氧化锰的同槽电解,以提高电能效率,并减少酸雾的危害。
本发明的解决方案是:在加热阳极液的同时对阴极液进行冷却,使阴、阳极各具有不同的适宜温度:增加阳极作用面,以降低阳极电流密度,从而达到一槽两用的目的。
本发明的电解反应过程为:
阴极上析出金属锰,阳极析出二氧化锰。反应过程在含硫酸铵的锰盐体系中进行。电解液要求:含Mn2+为30~50g/l,(NH4)2SO4为120~140g/l,其中杂质含量:Fe<5mg/l,Co<1mg/l;阴极液的pH=7.0~8.5。最好是使阴极液的pH值维持在7.5~8.0的范围。
阴极液温度为30~45℃,阳极液温度为75~90℃。
电流密度控制在阳极50~120A/m2,阴极150~500A/m2,槽电压为2.7~4.0V。
阴、阳电极均为惰性电极。阳极可采用钛、碳、铅-银合金等材料制成,但碳电极易脆损,铅-银合金电极使产品含铅而影响其纯度,所以最好选用钛;阴极一般用不锈钢即可,结合冷却方式可采用管材或板材等。
阴极置于袋状隔膜中,在隔膜的阻尼作用下,由补入的新液使阴极液维持一定的液位差。阴极为管状电极时,用通水或其它冷却介质的方法使之冷却;另一种方法是加大新液的循环量,由补充的新液予以冷却,此时宜用板状电极。实际操作中,是掌握阴极液的温度,使之在用管状电极时为40~60℃,在用板状电极时为30~45℃。阳极高温用电或蒸气加热阳极液的方法获得。
本发明为实现上述方法设计的电解槽,用钛板为阳极、U型不锈钢管为阴极(也可用碳棒或铅-银合金板为阳极、不锈钢板作阴极)。阴极隔膜为袋状,用一层或几层耐酸的涤纶或尼龙制成,最好是里面加一层帆布,而外用用一层涤纶或尼龙即可,隔膜袋的大小应使与装入的阴极之间形成一定空间。阳极由多块电极板联接成电极组,布置在隔膜外面,各电极板平行联接,分为两组安装在阴极两侧且与阴极平面垂直。若将多个阴极与多个阳极间隔布置,即可构成多对电极的电解槽。电极板采用同一形状规格的比较简单易行,其数量按阴、阳极电流密度要求进行配置,使两者的作用面的比值为1∶3~1∶12。
本发明实现了同槽同时产出电解金属锰和γ型电解二氧化锰,产品比Mn∶MnO2=1∶1.6~1∶2.11,产品质量为:金属锰达DJ99.7%的一级品标准,二氧化锰含MnO2≥90%;达轻工部一级品标准。阴极电效率为70~75%,阳极电效率75~90%,比单电解节电50%以上。由于阳极电流效率提高,析氧量大大减少,基本上不逸出酸雾。采用本发明还可减少设备和基建投资,节省场地,提高劳动生产率。
附图1为本发明的一种电解槽的正视图(局部剖视);
附图2为附图1的俯视图。
其中:1-电解槽,2-阳极,3-阴极,4-隔膜袋,5-新液管,6-阳极导线,7-阴极导线,8-导流槽,9-溢液口
实施例
电解过程中,电解液含(NH4)2SO4控制在120~140g/l范围,Mn2+控制在30~50g/l范围;阴极液的pH=7.0~8.5;结果见下表:
Mn-MnO2同时电解技术指标
编 电解温度℃ 电流密度A/m2电流效率% 槽电压
号 TA Tk液 DA Dk ηA ηk V
1 80 40-60 80 270 90.78 77.3 3.09
2 80 40-60 100 340 80.39 72.2 3.21
3 80 40-60 120 420 75.78 71.6 3.19
4 80 40-60 60 160 88.5 71.4 2.74
5 80 40-60 100 500 81.2 70.9 3.2
6 80 40-60 50 300 82.4 72.7 3.50
7 75 30-45 74 180 78.0 75.6 3.36
8 85 30-45 74 180 93.0 75.2 3.17
注:1-6号样用不锈钢管为阴极;7,8号样用不锈钢板为阴极;
1-3、7、8号样为铅-银阳极;4,5号样为碳棒阳极;6为钛板阳极。
Mn-MnO2同时电解技术指标
编 电解温度℃ 电流密度A/m2电流效率% 槽电压
号 TA Tk液 DA Dk ηA ηk v
1 80 40-60 80 270 90.78 77.3 3.09
2 80 40-60 100 340 80.39 72.2 3.21
3 80 40-60 120 420 75.78 71.6 3.19
4 80 40-60 60 160 88.5 71.4 2.74
5 80 40-60 100 500 81.2 70.9 3.2
6 80 40-60 50 300 82.4 72.7 3.50
7 75 30-45 74 180 78.0 75.6 3.36
8 85 30-45 74 180 93.0 75.2 3.17
注:1-6号样用不锈钢管为阴极;7,8号样用不锈钢板为阴极;
1-3、7、8号样为铅-银阳极;4,5号样为碳棒阳极;6为钛板阳极。
Claims (7)
1、一种金属锰和二氧化锰同槽电解的方法,使用(NH4)2SO4·MnSO4溶液为电解液,以惰性不溶材料为电极,在隔膜电解槽中进行电解,在阴极析出金属锰,阳极析出二氧化锰,其特征在于:
阳极(2)的材料为钛、碳或铝-银合金,阴极(3)的材料为不锈钢,阴极置于由织物做成的袋状隔膜(4)中,在隔膜的阻尼作用下,由补入的新液使阴极液维持一定的液位差;
电解液所含的(NH4)2SO4为120~140g/1,Mn2+为30~50g/1,阴极液的pH值为7.0~8.5;
阳极液温度为75~90℃,阴极液温度为30~45℃;
阳极电流密度为50~120A/m2,阴极电流密度为150~500A/m2。
2、根据权利要求1所述的方法,其特征在于,阳极材料为钛。
3、根据权利要求1所述的方法,其特征在于,阴极液的pH值为7.5~8.0。
4、一种用于金属锰和二氧化锰同时电解的电解槽,槽内装有阳极、阴极和隔膜,其特征在于,隔膜做成袋状,阴极(3)置于此袋状隔膜(4)中,隔膜袋的外层为涤纶或尼龙,内层为帆布,阳极(2)的材料为钛、碳或铅-银合金,阴极(3)的材料为不锈钢,阴极与阳极的作用面之比为1∶3~1∶12。
5、根据权利要求4所述的电解槽,其特征在于,所述阳极由大小相同的多块电极板平行组装而成。
6、根据权利要求4或5所述的电解槽,其特征在于,所述阳极分成两组安装在阴极两侧,且阳极板的平面与阴极平面垂直。
7、根据权利要求4所述的电解槽,其特征在于,所述隔膜袋由一层帆布和一层涤纶或尼龙制成。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 88105743 CN1017453B (zh) | 1988-07-02 | 1988-07-02 | 金属锰和二氧化锰同槽电解的方法及设备 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 88105743 CN1017453B (zh) | 1988-07-02 | 1988-07-02 | 金属锰和二氧化锰同槽电解的方法及设备 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN1039270A CN1039270A (zh) | 1990-01-31 |
CN1017453B true CN1017453B (zh) | 1992-07-15 |
Family
ID=4833890
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN 88105743 Expired CN1017453B (zh) | 1988-07-02 | 1988-07-02 | 金属锰和二氧化锰同槽电解的方法及设备 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN1017453B (zh) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4695206B2 (ja) * | 2009-06-18 | 2011-06-08 | 国立大学法人北陸先端科学技術大学院大学 | 金属回収方法および金属回収装置 |
CN102643993A (zh) * | 2012-04-27 | 2012-08-22 | 福建金山黄金冶炼有限公司 | 一种从复杂溶液中高效萃取-电积铜及杂质平衡控制技术 |
CN104313639B (zh) * | 2014-11-05 | 2016-08-17 | 吉首大学 | 实验型电解锰装置 |
CN106319561A (zh) * | 2015-07-02 | 2017-01-11 | 阿克陶科邦锰业制造有限公司 | 一种在阳极区不产生阳极泥的添加剂极其应用 |
CN106319562B (zh) * | 2015-07-02 | 2018-11-13 | 阿克陶科邦锰业制造有限公司 | 电解锰缓冲液及其应用方法 |
CN105624727B (zh) * | 2016-04-08 | 2017-07-28 | 吉首大学 | 同一电解槽中同时生产电解金属锰和电解二氧化锰的方法 |
CN109112569B (zh) * | 2018-09-19 | 2023-07-25 | 兰州交通大学 | 一种离子交换膜电解法同时制备金属锰与二氧化锰的生产方法 |
-
1988
- 1988-07-02 CN CN 88105743 patent/CN1017453B/zh not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN1039270A (zh) | 1990-01-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101260530A (zh) | 用于间接电氧化合成有机物电解再生媒质的装置及工艺 | |
CN102839389B (zh) | 一种膜法金属氯化物电积精炼生产方法 | |
CN1017453B (zh) | 金属锰和二氧化锰同槽电解的方法及设备 | |
US3864227A (en) | Method for the electrolytic refining of copper | |
CN1029487C (zh) | 分离并回收合成片中人造金刚石和触媒金属的方法及装置 | |
CN110747490B (zh) | 一种电积锌方法 | |
CN109609974A (zh) | 利于降低锌电积槽电压和能耗的方法 | |
US4295943A (en) | Process for the electrolytic production of manganese dioxide | |
Bradt et al. | The electrodeposition of manganese from aqueous solutions: II. sulfate electrolytes | |
CN1341779A (zh) | 电解法制备次磷酸的方法 | |
Lu et al. | Effects of current density and nickel as an impurity on zinc electrowinning | |
CN1699628A (zh) | 氰化金钾的制备方法 | |
CN2222170Y (zh) | 电解生产硫酸亚锡的装置 | |
US6569311B2 (en) | Continuous electrochemical process for preparation of zinc powder | |
CN1257314C (zh) | 硫酸稀土溶液离子膜电解氧化铈(ⅲ)为铈(ⅳ)的方法 | |
EP0268319B1 (en) | Method for extracting mn metal and manganese dioxide from divalent mn salt solutions | |
CN102108519A (zh) | 离子膜同时电解热镀锌铝渣回收锌和铝的方法 | |
CA1289509C (en) | Energy-saving type zinc electrolysis method | |
CN1453395A (zh) | 一种电解还原制备二价铕的工艺 | |
CN1089000A (zh) | 用于电解还原制l-半胱氨酸的专用电极 | |
US4310395A (en) | Process for electrolytic recovery of nickel from solution | |
CN2217022Y (zh) | 硫酸亚锡离子膜电解装置 | |
SU1154378A1 (ru) | Способ электролитического рафинировани меди и электролит дл его осуществлени | |
JPH11293484A (ja) | 過硫酸アンモニウムの製造方法 | |
JPS6015714B2 (ja) | 水素アノ−ドで塊状の亜鉛を電解抽出する方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C13 | Decision | ||
GR02 | Examined patent application | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C19 | Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |