[发明专利]电解二氧化锰的电解方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电解二氧化锰的电解方法，尤其是涉及一种通过调整电解 槽内的表面活性剂浓度来调整电解槽电压的电解二氧化锰的电解方法。

背景技术

在电解二氧化锰(以下简称“EMD”)生产中，尽可能地降低电解的单位电 耗，即降低电解槽电压是极其重要的。通常，就是想方设法减小槽电压与理论 分解电压(1.23V)的差，即将过电位尽可能地降低。但是，在实际的工艺控制 过程中，当阳极电流密度达0.7A/dm²时，有时槽电压达3.5V，过电位达2.2V。 电解过电位是由阳极过电位、阴极过电位、电极欧姆损耗、电解液欧姆损耗等 构成的，主要影响因素包括电极表面状态、电流密度、温度、搅拌、溶液pH、 电解周期的长短等等。对这些因素的控制过去曾采取过很多措施，比如，采取 过改变阳极的表面粗燥度、改变阳极或阴极的材质、降低电流密度、强化搅拌、 缩短电解周期等措施，但是因为其结果对品质和整体的成本也有影响，在实际 运用上受到限制。并且，在实际生产过程中，电力单耗的改善是有限度的，一 般在30％左右。

一般说来，阳极过电位最大，约占全部过电位的50％。

在我国的EMD行业，往电解槽里加表面活性剂仅出于防止电解液蒸发这一 目的，因此，存在过度使用的倾向。关于表面阴离子活性剂对电解反应本身的 重要影响，直至本发明者完成本发明之前，似乎尚未引起人们关注。

而在使用电解槽进行电解生产的行业里，通常使用表面活性剂的目的大多 是为了改善电解反应。例如，在铝的阳极氧化领域，使用的是与中国EMD行业 相同的阴离子表面活性剂(ROSO₃Na)，但其目的是为了让R基在铝表面被吸附 析出，而并非为了防止蒸发(参见日本公开特许1997-31690号，公开日1997 年2月4日，发明名称《铝的阳极氧化膜的处理方法》)。

在电解研磨生产上，可使用表面活性剂调节金属的过电位(参见《化学研磨 与电解研磨》，槇书店，1997年版，日本)。

在电解电镀生产上，通过使用阳离子表面活性剂，可使阴极的镍析出过电位 达300mV。据介绍，其原因是因为表面活性剂被吸附于阴极(参见《表面技术》 Vo1.57(2006)，No7，日本)。

发明内容

本发明的目的在于提供一种使用表面活性剂有效降低电解二氧化锰(以下 简称EMD)生产过程中过电位的方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：在EMD的电解工序，将电解液 的表面活性剂浓度控制在0.1～100ppm。

优选的电解液表面活性剂浓度范围是控制在0.5～75ppm。

优选的表面活性剂是阴离子表面活性剂(例如ROSO₃Na)。

具体控制方法，可先通过预备试验，有计划地调整阴离子表面活性剂的浓 度，掌握电解槽电压的变化规律。

预备试验可选择以下条件：在有保温装置的3L烧杯内置入一块50×150mm 的纯阳极钛板，置入两块50×150mm的阴极碳板；添加硫酸浓度为0.45M/L、锰 浓度为0.55M/L的溶液，通过电热加热器控制温度为93℃；在电流密度为 0.2A/dm²条件下电解一小时后，测定电解槽的电压(电解时间之所以设定为一个 小时，是因为此时电解电压已大致趋于稳定；将电流密度设定在较低水平，是 为了尽可能地把握表面活性剂单方面的影响，电流密度高的话，会有多个因素 产生影响，过电位也会变大，误差有可能会变大)

由于目前实际生产中的电解槽表面活性剂浓度为100～300ppm，所以，本发 明者的上述实验，从300pp的浓度开始，依次降低浓度进行了试验，其结果如 下表所示：