CN106319562A - 电解锰缓冲液及其应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电解锰缓冲液及其应用方法，其包括：硫酸锰溶液，其浓度35-45g/L；硫酸铵溶液，其浓度40-60g/L；氯化铵溶液，其浓度25-30g/L，所述硫酸锰溶液、硫酸铵溶液、氯化铵溶液质量比为：1-2：1-2：0.5-1，所述氯化铵溶液中氯离子含量为20-25g/L，pH值≈7。由于实行上述技术方案，本发明取代有毒二氧化硒、二氧化硫做为缓冲液，可有效降低氨气排放，同时降低结晶沉淀，使得缓冲液长期处于平衡状态。同时可使氯离子在电解液中增多，进而增大导电系数，使得槽电压降低，电流效率显著提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种可有效降低氨气排放，同时降低结晶沉淀的电解锰缓冲液及其应用方法。
背景技术
电解锰、镁行业中，电解锰缓冲液多使用有毒二氧化硒、二氧化硫，以及以它们为主的复合添加剂。国外电解锰厂大都采用二氧化硫添加剂或以二氧化硫为主的复合添加剂生产电解锰，而我国电解锰普遍采用单一的二氧化硒添加剂。采用二氧化硫作为电解添加剂时，产品纯度低、电流效率低且硫含量易超标而影响电解锰的质量和价格，并使该产品应用范围受限。采用二氧化硒作为电解添加剂时，其电流效率相对比以二氧化硫作添加剂时高，抗杂质能力强，对电解液纯度要求低，工艺控制条件较为宽松，但二氧化硒是无机剧毒品，极大危害人体健康，并严重污染环境。
在电解液中添加有硫酸铵溶液，其主要是防止锰离子在pH值过高时水解，同时还可提高电流效率。但含有硫酸铵在硫酸锰电解液温度降低时，容易与锰离子反应而产生硫酸锰铵、硫酸镁铵结晶，该结晶主要沉淀在电解阳极板附近，在结晶沉淀过程中，会导致缓冲平衡被打破，从而导致电解不能正常进行。同时在电解过程中还会伴生大量氨气，企业因而需要配备专用净化设备在氨气排入大气前进行处理，从而增大企业运营成本。
本申请相关技术内容未见披露。
发明内容
本发明的目的是提供一种可有效降低氨气排放，同时降低结晶沉淀的电解锰缓冲液。
本发明的目的是这样实现的：电解锰缓冲液及其应用方法，其包括：硫酸锰溶液，其浓度35-45g/L；硫酸铵溶液，其浓度40-60g/L；氯化铵溶液，其浓度25-30g/L，所述硫酸锰溶液、硫酸铵溶液、氯化铵溶液质量比为：1-2：1-2：0.5-1，所述氯化铵溶液中氯离子含量为20-25g/L，pH值≈7。
由于实行上述技术方案，本发明取代有毒二氧化硒、二氧化硫做为缓冲液，可有效降低氨气排放，同时降低结晶沉淀，使得缓冲液长期处于平衡状态。同时可使氯离子在电解液中增多，进而增大导电系数，使得槽电压降低，电流效率显著提高。
具体实施方式：本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
实施例：电解锰缓冲液包括：硫酸锰溶液，其浓度35-45g/L；硫酸铵溶液，其浓度40-60g/L；氯化铵溶液，其浓度25-30g/L。所述硫酸锰溶液、硫酸铵溶液、氯化铵溶液质量比为：1-2：1-2：0.5-1。所述氯化铵溶液中氯离子含量为20-25g/L。pH值≈7。
本申请中氯化铵溶液中还含有NH3·H2O，其可与已经发生电解后的硫酸根形成新的硫酸铵溶液，进而保持电解液的酸碱平衡。同时氯化铵溶液中的氯离子将与过量的铵离子形成氯化铵溶于电解液中，在防止氨气过量排放的同时，保持电解液的酸碱平衡。且氯离子可有效阻止硫酸锰铵的生成，防止结晶沉淀的出现。
本申请其中一种配比方案为：选用浓度为35g/L的硫酸锰溶液，浓度为40g/L硫酸铵溶液，浓度为25g/L氯化铵溶液，所述硫酸锰溶液、硫酸铵溶液、氯化铵溶液质量比为：1：1：0.5，所述氯化铵溶液中氯离子含量为20g/L。在阳极板直流电流密度为700A/m2，阴极板直流电流密度为350A/m2，电压5.1V，槽温38℃的条件下，锰上板量可达到2.5g，可获得纯度在99.96-99.99%的电解锰。
本申请另一种配比方案为：选用浓度为45g/L的硫酸锰溶液，浓度为60g/L硫酸铵溶液，浓度为35g/L氯化铵溶液，所述硫酸锰溶液、硫酸铵溶液、氯化铵溶液质量比为：2：2：1，所述氯化铵溶液中氯离子含量为25g/L。在阳极板直流电流密度为700A/m2，阴极板直流电流密度为350A/m2，电压5.1V，槽温38℃的条件下，锰上板量可达到2.9g，可获得纯度在99.96-99.99%的电解锰。
本申请另一种配比方案为：选用浓度为40g/L的硫酸锰溶液，浓度为50g/L硫酸铵溶液，浓度为30g/L氯化铵溶液，所述硫酸锰溶液、硫酸铵溶液、氯化铵溶液质量比为：1.5：1.5：0.75，所述氯化铵溶液中氯离子含量为22.5g/L。在阳极板直流电流密度为700A/m2，阴极板直流电流密度为350A/m2，电压5.1V，槽温38℃的条件下，锰上板量可达到3.2g，可获得纯度在99.96-99.99%的电解锰。
由此可见采用本发明的缓冲液可有效提高电解锰电流效率，提高锰上板量。
电解锰缓冲液的应用方法：在电解槽的阳极槽内加入前述电解锰缓冲液，阳极槽内的阳极板为钛板，加入碱液，调节pH值至6.5-8.5即可进行电解。本发明中阳极板需要选用钛板，因为铅板与氯离子会生成氯化铅，会溶液于电解液中，影响阴极板正常上锰，还会使得电解液无法重复利用，在排放时污染环境。
以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要技术特征，来满足不同情况的需要。
Claims (6)
1.一种电解锰缓冲液，其特征在于：包括硫酸锰溶液，其浓度35-45g/L；硫酸铵溶液，其浓度40-60g/L；氯化铵溶液，其浓度25-30g/L，所述硫酸锰溶液、硫酸铵溶液、氯化铵溶液质量比为：1-2：1-2：0.5-1，所述氯化铵溶液中氯离子含量为20-25g/L。
2.如权利要求1所述的电解锰缓冲液，其特征在于：选用浓度为35g/L的硫酸锰溶液，浓度为40g/L硫酸铵溶液，浓度为25g/L氯化铵溶液，所述硫酸锰溶液、硫酸铵溶液、氯化铵溶液质量比为：1：1：0.5，所述氯化铵溶液中氯离子含量为20g/L。
3.如权利要求1所述的电解锰缓冲液，其特征在于：选用浓度为45g/L的硫酸锰溶液，浓度为60g/L硫酸铵溶液，浓度为35g/L氯化铵溶液，所述硫酸锰溶液、硫酸铵溶液、氯化铵溶液质量比为：2：2：1，所述氯化铵溶液中氯离子含量为25g/L。
4.如权利要求1所述的电解锰缓冲液，其特征在于：选用浓度为40g/L的硫酸锰溶液，浓度为50g/L硫酸铵溶液，浓度为30g/L氯化铵溶液，所述硫酸锰溶液、硫酸铵溶液、氯化铵溶液质量比为：1.5：1.5：0.75，所述氯化铵溶液中氯离子含量为22.5g/L。
5.电解锰缓冲液的应用方法，其特征在于：在电解槽的阳极槽内加入，阳极槽内的阳极板为钛板，在阳极槽内加入如权利要求1所述的电解锰缓冲液，加入碱液，调节pH值至6.5-8.5即可进行电解。
6.如权利要求5所述的电解锰缓冲液的应用方法，其特征在于：在电解时，阳极板直流电流密度为700A/m2，阴极板直流电流密度为350A/m2，电压5.1V，阳极槽槽温38℃。
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