CN113445076B - 一种减少锰电沉积中金属枝晶的方法 - Google Patents

一种减少锰电沉积中金属枝晶的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种减少锰电沉积中金属枝晶的方法,包括直流电源、电路系统、电极和电解槽;本发明在金属锰电解装置上添加一种电路,能够有效减小金属锰电解过程中电化学振荡的振幅和频率,并使电解系统混沌状态减弱,均化电流密度,从而抑制阴极金属枝晶的生成。

Description

一种减少锰电沉积中金属枝晶的方法
技术领域
本发明涉及电解锰工艺中的金属枝晶控制领域,具体是一种减少锰电沉积中金属枝晶的方法。
背景技术
金属锰既是现代工业发展的重要基础原料,同时也是军工及国防事业的战略性材料,广泛应用于钢铁、冶金、电子设备、新能源电池等多个领域。工业上金属锰的生产一般以硫酸锰溶液为电解液,采用直流电解沉积的方式进行。锰电沉积过程中由于极板边缘电流密度大、浓差极化现象严重,极板边缘的金属在成核生长方向上呈现随机性,最终形成类似针状、蒲扇状等树突状的枝晶分形结构。枝晶分形生长是湿法冶金中一种常见现象,常常会影响金属电沉积的质量和电解效率。采用直流电源进行电沉积时,阴极金属锰分形生长会造成极板间短路、减少金属锰的有效沉积量、降低电流效率。针对上述技术问题,已有研究者通过改变电极材料、使用不同添加剂、更换外部施加电源等方式抑制金属枝晶分形生长。结果表明,电极材料和添加剂对阴极枝晶生长的抑制作用不明显。外加电流由直流转变为脉冲电流时,反向脉冲电流会促使阴极边缘枝晶的溶解,但同时存在溶解极板表面金属锰的问题。因此,需要对电解锰工艺进行改进。
发明内容
本发明的目的是提供一种减少锰电沉积中金属枝晶的方法,采用的电解装置主要包括直流电源、电路系统、电极、电解槽;
所述电路系统是混沌电路,其中的混沌电路模块主要包括线性电容、线性电阻、运算放大器、二极管;
混沌电路可以输出稳定的超混沌信号,通过调整电阻的阻值,可以使混沌电路产生周期状态、拟周期状态、混沌状态或超混沌状态。
混沌电路的运算放大器和电容构成反向积分电路。
所述电路系统还包括用于向电路系统提供输入电流的电流放大模块。
所述直流电源对电路系统供电;
所述电路系统向电极发送激励信号。
所述电解槽中容纳锰盐溶液;
所述锰盐溶液为锰矿石经制粉、浸出、除杂获得的溶液。
锰盐溶液的制备步骤包括:
1)对锰矿进行酸浸处理,得到浸出液;
2)在浸出液中加入MnO2、氨水、SDD,去除浸出液中的杂质;
3)在去除杂质后的浸出液中加入活性炭,静置t时间,得到锰盐溶液。
所述电极置入电解槽中;通电后,电极对锰盐溶液进行电解,析出单质金属锰。
电极阳极材料为四元合金,阴极材料为不锈钢。
本发明的技术效果是毋庸置疑的,本发明可以输出混沌波形信号及四个混沌相轨图;可以在示波器上显示上述各种混沌信号;通过某些特定电阻例如第七电阻R7、第八电阻R8、第十一电阻R11由可变电阻代替后,可以改变以上所述各种混沌信号的混沌特性;由混沌电流信号和电解过程中阳极产生的电化学振荡耦合时,有助于改善阴极金属锰的沉积形貌,减少降低电解效率的金属枝晶的生成。
本发明替代传统直流供电方式,在金属锰电解装置上添加一种用于产生混沌信号的混沌电路,能够有效减小金属锰电解过程中电化学振荡的振幅和频率,并使电解系统混沌状态减弱,均化电流密度,从而抑制阴极金属枝晶的生成,解决了现有技术中的问题。
附图说明
图1是一种减少锰电沉积中金属枝晶的混沌电路原理图;
图2是一种减少锰电沉积中金属枝晶的混沌电路电解装置图;
图3是一种减少锰电沉积中金属枝晶的混沌电路z信号波形图;
图4是一种减少锰电沉积中金属枝晶的混沌电路输出的x-y维相轨图;
图5是一种减少锰电沉积中金属枝晶的混沌电路输出的x-z维相轨图;
图6是一种减少锰电沉积中金属枝晶的混沌电路输出的y-z维相轨图;
图7是一种减少锰电沉积中金属枝晶的混沌电路输出的x-u维相轨图;
图8是直流电源电解后阴极沉积锰显微镜图;
图9是一种减少锰电沉积中金属枝晶的混沌电路电解后阴极沉积锰显微镜图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明,但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下,根据本领域普通技术知识和惯用手段,做出各种替换和变更,均应包括在本发明的保护范围内。
实施例1:
参见图1至图9,一种减少锰电沉积中金属枝晶的方法,采用的电解装置主要包括直流电源、电路系统、电极、电解槽;
所述电路系统是混沌电路,其中的混沌电路模块主要包括线性电容、线性电阻、运算放大器、二极管;
混沌电路的运算放大器和电容构成反向积分电路。
混沌电路可以输出稳定的超混沌信号,通过调整电阻的阻值,可以使混沌电路产生周期状态、拟周期状态、混沌状态或超混沌状态。
所述电路系统的电路结构如下所示:
模拟乘法器U6的VS+端子与直流电源正极所在一端连接,VS-端子与直流电源负极所在一端连接;
模拟乘法器U6的Z端子、X2端子、Y1端子和Y2端子共地;
模拟乘法器U6的X1端子接收运算放大器L1反馈的信号;
模拟乘法器U6的Y1端子接收运算放大器L7反馈的信号;
模拟乘法器U6对接收到的信号进行相乘,得到相乘信号;
模拟乘法器U6的W端子通过电阻R3将相乘信号传输至运算放大器L1的负输入端;
运算放大器L1的负输入端通过电阻R1接收运算放大器L2反馈的信号;
运算放大器L1的负输入端通过电阻R2接收运算放大器L3反馈的信号;
运算放大器L1的负输入端通过电阻R4接收运算放大器L4反馈的信号
运算放大器L1的正输入端接地;
运算放大器L1的输出端串联电容C1后连接运算放大器L1的负输入端;
运算放大器L1的输出端串联电阻R13后连接运算放大器L2的负输入端;
运算放大器L2的正输入端接地;
运算放大器L2端出端输出的信号通过电阻R5进入运算放大器L3的负输入端;
运算放大器L2的输出端串联电阻R14后连接运算放大器L2的负输入端;
运算放大器L3的负输入端通过电阻R6接收运算放大器L1反馈的信号;
运算放大器L3的正输入端接地;
运算放大器L3的输出端串联电容C2后连接运算放大器L3的负输入端;
运算放大器L4的负输入端通过电阻R7接收运算放大器L2反馈的信号;
运算放大器L4的正输入端接地;
运算放大器L4的输出端串联电容C3后连接运算放大器L4的负输入端;
模拟乘法器U7的Z端子、X2端子、Y1端子和Y2端子共地;
模拟乘法器U7的X1端子接收运算放大器L2反馈的信号;
模拟乘法器U7的Y1端子接收运算放大器L1反馈的信号;
模拟乘法器U7的VS+端子与直流电源正极所在一端连接,VS-端子与直流电源负极所在一端连接;
模拟乘法器U7对接收到的信号进行相乘,得到相乘信号;
模拟乘法器U7的W端子通过电阻R9将相乘信号传输至运算放大器L5的负输入端;
运算放大器L5的负输入端通过电阻R17接收流经电阻R16的电信号;
运算放大器L5的负输入端串联电容C4后连接运算放大器L5的输出端;
运算放大器L5的正输入端接地;
运算放大器L5的输出端通过电阻R16连接运算放大器L6的负输入端;
运算放大器L6的负输入端串联电阻R15后连接二极管D3的阳极;
运算放大器L6的正输入端接地;
运算放大器L6的输出端串联二极管D3的阴极;
二极管D3的阳极依次串联电阻R11和电阻R10后连接运算放大器L7的输出端;
二极管D3的阳极串联电阻R11后连接运算放大器L7的负输入端;
电源V1负极所在一端接地,正极所在一端串联电阻R12后连接运算放大器L7的负输入端;
运算放大器L7的正输入端接地;
所述电路系统还包括用于向电路系统提供输入电流的电流放大模块。
所述直流电源对电路系统供电;
所述电路系统向电极发送激励信号。
所述电解槽中容纳锰盐溶液;
所述锰盐溶液为锰矿石经制粉、浸出、除杂获得的溶液。
锰盐溶液的制备步骤包括:
1)对锰矿进行酸浸处理,得到浸出液;
2)在浸出液中加入MnO2、氨水、SDD,去除浸出液中的杂质;
3)在去除杂质后的浸出液中加入活性炭,静置t时间,得到锰盐溶液。
所述电极置入电解槽中;通电后,电极对锰盐溶液进行电解,析出单质金属锰。
电极包括阴极和阳极,阳极材料为四元合金,阴极材料为不锈钢。
实施例2:
一种减少锰电沉积中金属枝晶的装置,包括直流电源、电路系统、电极和电解槽;
所述直流电源为电路系统供电;
所述电路系统向电极发送激励信号;
所述电路系统的电路结构如下所示:
模拟乘法器U6的VS+端子与直流电源正极所在一端连接,VS-端子与直流电源负极所在一端连接;
模拟乘法器U6的Z端子、X2端子、Y1端子和Y2端子共地;
模拟乘法器U6的X1端子接收运算放大器L1反馈的信号;
模拟乘法器U6的Y1端子接收运算放大器L7反馈的信号;
模拟乘法器U6对接收到的信号进行相乘,得到相乘信号;
模拟乘法器U6的W端子通过电阻R3将相乘信号传输至运算放大器L1的负输入端;
运算放大器L1的负输入端通过电阻R1接收运算放大器L2反馈的信号;
运算放大器L1的负输入端通过电阻R2接收运算放大器L3反馈的信号;
运算放大器L1的负输入端通过电阻R4接收运算放大器L4反馈的信号
运算放大器L1的正输入端接地;
运算放大器L1的输出端串联电容C1后连接运算放大器L1的负输入端;
运算放大器L1的输出端串联电阻R13后连接运算放大器L2的负输入端;
运算放大器L2的正输入端接地;
运算放大器L2端出端输出的信号通过电阻R5进入运算放大器L3的负输入端;
运算放大器L2的输出端串联电阻R14后连接运算放大器L2的负输入端;
运算放大器L3的负输入端通过电阻R6接收运算放大器L1反馈的信号;
运算放大器L3的正输入端接地;
运算放大器L3的输出端串联电容C2后连接运算放大器L3的负输入端;
运算放大器L4的负输入端通过电阻R7接收运算放大器L2反馈的信号;
运算放大器L4的正输入端接地;
运算放大器L4的输出端串联电容C3后连接运算放大器L4的负输入端;
模拟乘法器U7的Z端子、X2端子、Y1端子和Y2端子共地;
模拟乘法器U7的X1端子接收运算放大器L2反馈的信号;
模拟乘法器U7的Y1端子接收运算放大器L1反馈的信号;
模拟乘法器U7的VS+端子与直流电源正极所在一端连接,VS-端子与直流电源负极所在一端连接;
模拟乘法器U7对接收到的信号进行相乘,得到相乘信号;
模拟乘法器U7的W端子通过电阻R9将相乘信号传输至运算放大器L5的负输入端;
运算放大器L5的负输入端通过电阻R17接收流经电阻R16的电信号;
运算放大器L5的负输入端串联电容C4后连接运算放大器L5的输出端;
运算放大器L5的正输入端接地;
运算放大器L5的输出端通过电阻R16连接运算放大器L6的负输入端;
运算放大器L6的负输入端串联电阻R15后连接二极管D3的阳极;
运算放大器L6的正输入端接地;
运算放大器L6的输出端串联二极管D3的阴极;
二极管D3的阳极依次串联电阻R11和电阻R10后连接运算放大器L7的输出端;
二极管D3的阳极串联电阻R11后连接运算放大器L7的负输入端;
电源V1负极所在一端接地,正极所在一端串联电阻R12后连接运算放大器L7的负输入端;
运算放大器L7的正输入端接地;
所述电路系统还包括用于向电路系统提供输入电流的电流放大模块。
所述电极插入电解槽内,部分或全面没入锰盐溶液中;
所述电极接收到电路系统发送的激励信号后,在电解槽中放电,析出单质金属锰;
电极包括阴极和阳极,阳极材料为四元合金,阴极材料为不锈钢。
所述电解槽中容纳锰盐溶液。
所述锰盐溶液中硫酸铵浓度为80~95g·L-1,锰离子浓度为30~40g·L-1,SeO2浓度为30~60mg·L-1,pH值为7~8。
锰盐溶液的制备过程为:
I)对锰矿进行酸浸处理,得到浸出液;
II)在浸出液中加入MnO2、氨水、SDD,去除浸出液中的杂质;所述氨水的pH值范围为[6,7];
III)在去除杂质后的浸出液中加入活性炭,静置t时间,得到锰盐溶液。
实施例3:
减少锰电沉积中金属枝晶装置的使用过程如下:
搭建电解装置,包括直流电源、电路系统、电极和电解槽;
制备锰盐溶液:对锰矿进行酸浸处理,得到浸出液;在浸出液中加入MnO2、氨水、SDD(二甲基二硫代氨基甲酸纳),去除浸出液中的杂质;所述氨水的pH值范围为[6,7];在去除杂质后的浸出液中加入活性炭,静置t时间,得到锰盐溶液。
在电解槽中倒入制备好的锰盐溶液;
将电极部分或全部没入锰盐溶液中;
开启直流电源,令直流电源对电路系统供电;
电路系统通电后,向电极发送激励信号;
所述电极接收到电路系统发送的激励信号后,在电解槽中放电,析出单质金属锰。
对析出的单质金属锰进行钝化、清洗、干燥、剥离,提高锰的纯度。
实施例4:
一种减少锰电沉积中金属枝晶的方法,采用的电解装置主要包括直流电源、电路系统、电极、电解槽;
所述电路系统是混沌电路,其中的混沌电路模块主要包括线性电容、线性电阻、运算放大器、二极管;
所述电路系统还包括用于向电路系统提供输入电流的电流放大模块。
所述直流电源对电路系统供电;
所述电极包括接入电路系统的阴极和阳极;
所述电解槽中容纳锰盐溶液;
所述锰盐溶液为锰矿石经制粉、浸出、除杂获得的溶液。
锰盐溶液的制备步骤包括:
1)对锰矿进行酸浸处理,得到浸出液;
2)在浸出液中加入MnO2、氨水、SDD,去除浸出液中的杂质;
3)在去除杂质后的浸出液中加入活性炭,静置t时间,得到锰盐溶液。
所述电极置入电解槽中;通电后,电极对锰盐溶液进行电解,析出单质金属锰。
电极阳极材料为四元合金,阴极材料为不锈钢。
实施例5:
一种减少锰电沉积中金属枝晶的方法,所使用的装置包括直流电源、电路系统、电极、电解槽;
所述电路系统是混沌电路,其中的混沌电路模块主要包括线性电容、线性电阻、运算放大器、二极管;
所述直流电源对电路系统供电;
混沌电路可以输出稳定的超混沌信号,通过调整电阻的阻值,可以使混沌电路产生周期状态、拟周期状态、混沌状态或超混沌状态。
所述电解槽中容纳锰矿石经制粉、浸出、除杂获得的锰盐溶液。
所述电极置入电解槽中;通电后,对锰盐溶液进行电解,析出单质金属锰。
所述电路系统还包括用于向混沌电路模块提供输入电流的电流放大模块。
混沌电路包括混沌电路模块和电流放大模块。整个电路由四个通道组成,实现了积分、加法、减法和非线性运算,包括绝对值函数和二次非线性运算。其中状态变量x、y和u对应于三个通道中电容器的状态电压,内变量z表示忆阻器的内部状态。
本发明实施例的元器件参数如下:C1=C2=C3=10nF,R1=R2=22.22kΩ,R3=R13=R14=10kΩ,R4=100kΩ,R5=R6=18.18kΩ,R7=500kΩ。相应的忆阻器模型的等效电路参数为:C4=10nF,R8=250kΩ,R9=R10=R12=10kΩ,R11=2.5kΩ。
所述电解槽中容纳的锰盐溶液是锰矿经制粉、浸出、除杂获得的硫酸锰合格液(工业合格电解液的标准:硫酸铵浓度为80~95g·L-1,锰离子浓度为30~40g·L-1,SeO2浓度为30~60mg·L-1,pH值为7.0左右),工业上常见的锰矿有碳酸锰矿、软锰矿和高炉冶炼的高锰渣。酸浸得到的溶液中含有Fe、Si、Mg、Al、Ca、Ni、Co、Cu、Zn等金属与非金属杂质离子,通过向浸出液中加入MnO2、氨水(控制pH为6-7)、SDD等物质促使杂质离子形成硫化物或氢氧化物沉淀,然后加入活性炭静置24h除去。最后通过净化除杂得到硫酸锰合格液,此时溶液的pH值为7~8。合格液经电解槽电解后阴极沉积金属锰经钝化、清洗、干燥、剥离等后处理操作后制成纯度较高的金属锰制品。
所述电极中,四元合金为阳极、不锈钢为阴极。
本实施例采用的电解装置主要包括混沌电路、电极、电解槽。所述混沌电路为电解体系供电;所述电极包括连接电路系统的阴极(不锈钢)和阳极(四元合金);所述电极的阳极与混沌电路输出的正极相连;所述电极的阴极与混沌电流输出的负极相连。所述电解槽中为锰矿石经硫酸溶液浸出所得的硫酸锰溶液。所述电极置入电解槽中;通电后对硫酸锰溶液进行电解,在阴极电沉积析出金属锰。
实施例6:
一种减少锰电沉积中金属枝晶的方法,包括以下步骤:
1)准备减少锰电沉积中金属枝晶的电解装置,包括直流电源、电路系统、电极、电解槽;
所述电路系统是混沌电路,其中的混沌电路模块主要包括线性电容、线性电阻、运算放大器、二极管;
2)制备锰盐溶液,步骤包括:
2.1)对锰矿进行酸浸处理,得到浸出液;
2.2)在浸出液中加入MnO2、氨水、SDD,去除浸出液中的杂质;
2.3)在去除杂质后的浸出液中加入活性炭,静置t时间,得到锰盐溶液。
3)在电解槽中加入锰盐溶液。
4)将电极完全或部分浸入锰盐溶液中。电极接入电路系统。
5)启动直流电源,对电路系统供电;
6)电路系统对电极放电。
7)电极对锰盐溶液进行电解,析出单质金属锰。
实施例7:
一种减少锰电沉积中金属枝晶的方法的验证试验,过程如下:
参见附图8,使用容量瓶配制Mn2+浓度为30g/L、(NH4)2SO4浓度为120g/L、SeO2浓度为30mg/L的电解液,取300ml电解液于电解槽中,将直流电源的正极与电极的阳极相连,直流电源的负极与电极的阴极相连,搭建好电解装置。设置施加电流密度为350A/m2进行电解,电解2h后停止,将沉积有金属锰的阴极板经钝化、烘干后,利用工业电子显微镜拍摄阴极枝晶数量和形貌。
参见附图9,取300ml附图8相同的电解液于电解槽中,将混沌电路输出的正极与电极的阳极相连,混沌电路输出的负极与电极的阴极相连,搭建好电解装置。通过调整混沌电路的可调电阻控制施加电流密度为350A/m2,进行电解,电解2h后停止,将沉积有金属锰的阴极板经钝化、烘干后,利用工业电子显微镜拍摄阴极枝晶数量和形貌。
将混沌电路电解下的阴极金属枝晶生长情况与直流电源电解下的阴极金属枝晶生长情况比较可知,使用直流电源电解时,阴极金属枝晶的数量较多,并且呈现堆积生长的现象。使用混沌电路电解时,阴极金属枝晶的数量明显减少,只有少量的颗粒状枝晶且表面光滑。利用混沌电路电解可有效减少锰电沉积中金属枝晶的生长。
所应理解的是,为了对照比较,并适合工业生产,本申请附图8和附图9所使用的电解液中各物质的浓度均相同,电解电流密度均为350A/m2,但在实际锰电沉积过程中,电解条件不限于附图8和附图9中所采用的电解液组成和电解电流密度。

Claims (7)

1.一种减少锰电沉积中金属枝晶的方法,其特征在于:采用的电解装置主要包括直流电源、电路系统、电极、电解槽;
所述电路系统是混沌电路,其中的混沌电路模块主要包括运算放大器、线性电容、线性电阻;
混沌电路的运算放大器和电容构成反向积分电路;
所述电路系统的电路结构如下所示:
模拟乘法器U6的VS+端子与直流电源正极所在一端连接,VS-端子与直流电源负极所在一端连接;
模拟乘法器U6的Z端子、X2端子、Y1端子和Y2端子共地;
模拟乘法器U6的X1端子接收运算放大器L1反馈的信号;
模拟乘法器U6的Y1端子接收运算放大器L7反馈的信号;
模拟乘法器U6对接收到的信号进行相乘,得到相乘信号;
模拟乘法器U6的W端子通过电阻R3将相乘信号传输至运算放大器L1的负输入端;
运算放大器L1的负输入端通过电阻R1接收运算放大器L2反馈的信号;
运算放大器L1的负输入端通过电阻R2接收运算放大器L3反馈的信号;
运算放大器L1的负输入端通过电阻R4接收运算放大器L4反馈的信号
运算放大器L1的正输入端接地;
运算放大器L1的输出端串联电容C1后连接运算放大器L1的负输入端;
运算放大器L1的输出端串联电阻R13后连接运算放大器L2的负输入端;
运算放大器L2的正输入端接地;
运算放大器L2端出端输出的信号通过电阻R5进入运算放大器L3的负输入端;
运算放大器L2的输出端串联电阻R14后连接运算放大器L2的负输入端;
运算放大器L3的负输入端通过电阻R6接收运算放大器L1反馈的信号;
运算放大器L3的正输入端接地;
运算放大器L3的输出端串联电容C2后连接运算放大器L3的负输入端;
运算放大器L4的负输入端通过电阻R7接收运算放大器L2反馈的信号;
运算放大器L4的正输入端接地;
运算放大器L4的输出端串联电容C3后连接运算放大器L4的负输入端;
模拟乘法器U7的Z端子、X2端子、Y1端子和Y2端子共地;
模拟乘法器U7的X1端子接收运算放大器L2反馈的信号;
模拟乘法器U7的Y1端子接收运算放大器L1反馈的信号;
模拟乘法器U7的VS+端子与直流电源正极所在一端连接,VS-端子与直流电源负极所在一端连接;
模拟乘法器U7对接收到的信号进行相乘,得到相乘信号;
模拟乘法器U7的W端子通过电阻R9将相乘信号传输至运算放大器L5的负输入端;
运算放大器L5的负输入端通过电阻R17接收流经电阻R16的电信号;
运算放大器L5的负输入端串联电容C4后连接运算放大器L5的输出端;
运算放大器L5的正输入端接地;
运算放大器L5的输出端通过电阻R16连接运算放大器L6的负输入端;
运算放大器L6的负输入端串联电阻R15后连接二极管D3的阳极;
运算放大器L6的正输入端接地;
运算放大器L6的输出端串联二极管D3的阴极;
二极管D3的阳极依次串联电阻R11和电阻R10后连接运算放大器L7的输出端;
二极管D3的阳极串联电阻R11后连接运算放大器L7的负输入端;
电源V1负极所在一端接地,正极所在一端串联电阻R12后连接运算放大器L7的负输入端;
运算放大器L7的正输入端接地;
所述直流电源对电路系统供电;
所述电路系统向电极发送激励信号;
所述电解槽中容纳锰盐溶液;
所述电极置入电解槽中;通电后,电极对锰盐溶液进行电解,析出单质金属锰。
2.根据权利要求1所述的一种减少锰电沉积中金属枝晶的方法,其特征在于:所述电路系统还包括用于向电路系统提供输入电流的电流放大模块。
3.根据权利要求1所述的一种减少锰电沉积中金属枝晶的方法,其特征在于:电极阳极材料为四元合金,阴极材料为不锈钢。
4.根据权利要求1所述的一种减少锰电沉积中金属枝晶的方法,其特征在于:所述锰盐溶液为锰矿石经制粉、浸出、除杂获得的溶液。
5.根据权利要求4所述的一种减少锰电沉积中金属枝晶的方法,其特征在于:锰盐溶液的制备步骤包括:
1)对锰矿进行酸浸处理,得到浸出液;
2)在浸出液中加入MnO2、氨水、SDD,去除浸出液中的杂质;
3)在去除杂质后的浸出液中加入活性炭,静置t时间,得到锰盐溶液。
6.根据权利要求1所述的一种减少锰电沉积中金属枝晶的方法,其特征在于:混沌电路中电阻的阻值可调。
7.根据权利要求6所述的一种减少锰电沉积中金属枝晶的方法,其特征在于:混沌电路中电阻的阻值可调;通过调整电阻的阻值,使混沌电路处于周期状态、拟周期状态、混沌状态或超混沌状态。
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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"Production of electrolytic manganese metal using a new hyperchaotic circuit system";Xie, Zinan等;《JOURNAL OF MATERIALS RESEARCH AND TECHNOLOGY-JMR&T》;20220609;第4804-4815页 *
"超混沌电流对金属锰电解阳极电位振荡的调控";谢子楠 等;《工程科学学报》;20210831;第1047-1054页 *

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