论文部分内容阅读
当前,国内外电解锰行业普遍采用的电解添加剂为SO2和SeO2。采用SO2作添加剂时,电解锰的纯度可达99.9%,但产品中含有近0.04%的S,电流效率也低于65%。采用SeO2作添加剂时,其电流效率比用SO2作添加剂时高10%左右,但产品中的Se含量高（0.08%）、锰纯度低（Mn≤99.8%）;同时,SeO2属二类B级无机剧毒品,在使用过程中,对工人的身体造成极大的危害,对环境也产生严重的污染。因此单一的SO2或SeO2添加剂已很难满足电解锰行业的发展和节能减排政策的实施。本文以提高电解锰的电流效率和降低产品中的硒含量为目的,成功研制出了四种电解锰复合添加剂,并且对这四种复合添加剂的作用效果和作用机理进行了深入的理论及实验研究,并通过现场实验验证了相应的效果。论文主要研究内容包括:（1）这四种复合添加剂以工业中最低用量的SeO2为主添加剂,结合现有的生产工艺研制出四种辅助添加剂,分别为TJA、TJB、TJC和TJD。用自制电解槽模拟工厂实验,对备选的四种复合添加剂逐个进行电解实验以确定其最佳用量。固定SeO2的用量为0.03 g/L,TJA、TJB、TJC和TJD的最佳用量分别为:5 mg·L-1、0.2 g·L-1、1.0 mL·L-1和1 mg·L-1。（2）利用循环伏安、线性电位扫描等电化学测试手段,研究辅助添加剂对电极过程的影响,发现辅助添加剂使Mn2+的还原电位变得更正,有利于锰的沉积。利用扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）等测试手段,考察辅助添加剂对阴极锰表面、锰晶体结构的影响。发现辅助添加剂对锰沉积物的微观形貌没有显著的影响,锰沉积物均以较大的团簇形式生长。X射线衍射（XRD）结果表明,辅助添加剂对电沉积锰的晶型没有影响,都为稳定的α-Mn。综合各类实验结果,判定辅助添加剂作用机理符合“选择吸附理论”和“ψ1效应”。（3）对复合添加剂SeO2-TJA、SeO2-TJB和SeO2-TJC在工厂进行现场放大实验。结果表明,采用这三种复合添加剂电解时,产品质量和电流效率都比工厂实际采用的添加剂效果好,其中SeO2-TJA的效果最好。