[发明专利]一种节能高效的真空炉法制备脱氢电解锰的方法

说明书

本发明公开了一种节能高效的真空炉法制备脱氢电解锰的方法，本发明采用真空炉法对电解锰进行脱氢处理,可使电解锰中的氢含量达到H0.001％以下,达到一些特殊情况下对电解金属锰的低氢要求且对脱氢温度、时间、真空度三个工艺关键参数进行了正交试验优化选择，得到了脱氢工艺表，可以根据需要采用不同的工艺条件生产不同氢含量的产品，实现高效、节能、成本更低的生产目标。

【技术领域】

本发明涉及金属冶炼领域，尤其涉及一种节能高效的真空炉法制备脱氢电解锰的方法。

【背景技术】

锰做为重要的金属元素在钢铁等行业有着广泛的应用，现有的锰生产方法有很大一部分是电解金属锰，现行的电解金属锰产品标准随着技术进步，标准也在不断修正，大致先后主要有GB3418-82、YB/T051-93、YB/T051-2003、YB/T051-2015，但这些标准中并没有涉及氢元素的指标，在YB/T051-2015中，规定了Mn、C、S、P、Si、Se、Fe、K、Na、Ca、Mg等元素的指标，需方对以外的化学成分的特殊要求时，则由供需双方另行协商。因此现行各企业生产的产品中都没有规定氢的含量。

1.电解锰中氢的存在及影响

电解锰在生产过程中会使产品中有一定的氢存在。由于锰是高负电势的金属,自从美国矿山局1935年提出隔膜电解法生产金属锰以来,世界一直采用中性MnSO4-(NH4)2SO4-H2O系阴极液进行隔膜电解，这些物质在产品中会在产品中有一定的吸附结晶夹带。电解金属锰电沉积过程中,阴极上同时发生着两个互相竞争的电化学反应。

Mn²⁺+2e＝Mn

2H⁺+2e＝H2↑

另外,新生成的金属锰,特别是因故起泡甚至脱落阴极板的金属锰还与水反应:Mn+H2O→MnOH+H₂

从硫酸锰水溶液中电解析出金属锰,因阴极同时存在析锰与析氢两个反应,尽管实际操作过程中采取了抑制氢析出的许多措施,但析氢反应不能完全避免,尤其是夏季生产,电解槽温度偏高的情况下,析氢反应更趋严重。因此,阴极析出的电解金属锰总会夹带或吸附一定数量的氢，一般氢含量在0.015％----0.020％。

因此,电解金属锰中总是含有少量的氢。然而,氢在金属材料中是有害的,就钢材来说氢的危害有:①产生白点；②导致机械性能和焊接性能下降；③造成氢腐蚀；④产生“氢脆”；⑤引发“酸脆”；⑤产生气泡和针孔。因此，需要即将金属锰中的氢脱出，目前还未见对锰脱氢进行的报道，此外，进行脱氢时需要控制温度、时间和真空度等，而不同产品的要求采用统一条件，很容易造成资源浪费，且长时间的高温也容易对锰造成损伤，造成锰品质的下降，过高真空度也需要较高的设备成本和运营成本导致生产成本的增加。

【发明内容】

为解决上述问题，本发明公开了一种节能高效的真空炉法制备脱氢电解锰的方法，本发明采用真空炉法对电解锰进行脱氢处理,可使电解锰中的氢含量达到H0.001％以下,达到一些特殊情况下对电解金属锰的低氢要求且对脱氢温度、时间、真空度三个工艺关键参数进行了正交试验优化选择，得到了脱氢工艺表，可以根据需要采用不同的工艺条件生产不同氢含量的产品，实现高效、节能、成本更低的生产目标。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种节能高效的真空炉法制备脱氢电解锰的方法，包括如下步骤：

步骤一、将实验用的电解锰装入真空炉1中，然后抽真空，加热进行脱氢，得到脱氢电解锰，选择不同的温度A、加热时间B和真空度C，得到在不同工艺条件下得到的脱氢电解锰的氢含量a，制作得到脱氢工艺表，脱氢工艺表中将脱氢电解锰的氢含量a和对应的工艺条件下由小到大依次排列；