[发明专利]电解金属锰的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属锰生产技术领域，特别涉及一种电解金属锰的生产方法。

背景技术

锰是一种活泼性非常高的金属元素，其标准电极电位为-1.182V。锰及锰合金是钢铁工业、铝合金工业、磁性材料工业和化学工业等不可缺少的重要原料之一。目前，金属锰的提炼方式主要有火法和湿法两种。其中，火法也称为热法，包括电硅热法和铝热法，其生产的金属锰的纯度不超过95%～98%；而湿法主要是指电解法，由电解法制备的金属锰的纯度可在99.7%～99.9%以上，这种纯度的金属锰被称为电解金属锰。由于具有高纯度和低杂质的特点，电解金属锰现已成功而广泛地应用于钢铁冶炼、有色冶金、电子技术、化学工业、环境保护、食品卫生、电焊条业和航天工业等各个领域。

现今，电解法生产已成为金属锰生产的主要方式。电解法生产可分为两个主要过程：制液和电解，其中，制液即是制取出合格的可供电解的含锰离子溶液，一般包括浸出、除杂、粗过滤、精过滤和添加电解添加剂等工序；电解即是将制液得到的合格的可供电解的含锰离子溶液通入电解槽进行电解，得到电解金属锰。

在电解法生产过程中，如果没有添加合适的电解添加剂，电解锰溶液只能得到氢气和氧气。所以，为了能得到金属锰，目前通常采用硒添加剂为电解添加剂。硒添加剂是指含硒的化合物，能在电解锰过程中降低氢气的析出，电解锰电解效率为70%～75%，电解使用效果较好。但是，硒添加剂本身有一定毒性，而且价格昂贵，其价格为50万元/吨～100万元/吨，每生产一吨锰需要1公斤～2公斤的硒添加剂，导致生产成本居高不下，同时，在普通工艺电解过程中，掺入金属锰的硒的量约为0.02%～0.05%，这在一定程度上也会导致产品纯度的下降，影响产品的使用性能，不能满足特殊领域对高纯金属锰的需求。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明提供一种电解金属锰的生产方法，本发明提供的生产方法在保证电解效率的同时，能减少硒添加剂的使用量，提高产品品质，降低生产成本。

本发明提供一种电解金属锰的生产方法，包括：

提供锰电解液，所述锰电解液包含混合电解添加剂，所述混合电解添加剂包含硒添加剂和无硒添加剂，所述无硒添加剂包含如下重量百分比的成分：

15%～26%的抗氧化剂；

2%～3%的表面平整剂，所述表面平整剂为含有氨基和羧基的天然有机高分子或含有氨基和羧基的合成有机高分子；

40%～70%的晶型转换剂，所述晶型转换剂为低价硫化合物和低价磷化合物中的至少一种；

12%～32%的络合剂；

将所述锰电解液进行电解，得到电解金属锰。

优选的，所述抗氧化剂在锰电解液中的浓度为1ppm～100ppm。

优选的，所述表面平整剂在锰电解液中的浓度为0.1ppm～10ppm。

优选的，所述晶型转换剂在锰电解液中的浓度为0.1ppm～10ppm。

优选的，所述络合剂在锰电解液中的浓度为1ppm～100ppm。

优选的，所述锰电解液的制备方法包括：

将锰矿石依次进行粗磨、细磨、浸出、除杂、pH值调整和粗过滤，得到锰电解液原液；

将所述锰电解液原液依次进行陈化、精过滤和混合电解添加剂添加，得到锰电解液。

优选的，所述pH值调整后的锰电解液原液的pH值为6～10。

优选的，所述陈化的时间为2小时～48小时。

优选的，所述电解的温度为30℃～50℃。

优选的，所述电解通过脉冲电源进行，所述脉冲电源的波形为方波，有效电压为4.0V～5.0V，脉冲峰高为4.5V～10V，占空比为30%～100%，频率为500Hz～20000Hz。