电解金属锰生产过程中,阳极上出现的电化学振荡将增大电解过程的直流电耗,构建电化学振荡体系,研究电化学振荡的耦合行为,抑制电化学振荡能够降低电解能耗,是电解金属锰技术发展的重要方向。本研究在传统硫酸锰体系中引入卤素离子,考察了氯离子和溴离子是如何抑制阳极电化学振荡现象。结果表明:(1)在[Cl-]=0~0.303 mol/L范围内,发现当[Cl-]=0.075 mol/L时,能够有效活化电极,使电解能耗最低为5265 kWh/t、电解效率最高为87.8%。结合电化学实验发现,随着氯离子浓度增加(≤0.303 mol/L),电流-时间振荡和电势-时间振荡曲线的振幅和频率呈减弱的趋势,表明氯离子对电化学周期振荡产生了抑制作用。阳极表面首先产生MnO2阳极泥,随着反应时间推移和氯离子浓度的增加,氯离子被逐步氧化成ClO4-,溶液中的ClO4-与溶液中游离的离子生成一种非晶态结构的新物质,这种物质不溶于水,覆盖在MnO2薄层上,抑制了MnO2的生成,从而抑制了电解金属锰过程中的周期电化学振荡,提高了电解效率以及降低了电解能耗。(2)添加溴离子到电解金属锰溶液中,发现其可以抑制电化学振荡现象的发生。随溴离子浓度从0 mol/L增加到0.263 mol/L,电化学振荡现象减弱,其振幅呈单调下降的趋势,频率呈现先下降再上升的趋势,体系演化的动力学行为可为“周期性振荡区域-近平衡线性区域”。溴离子对电解金属锰阳极上的电化学振荡产生影响的主要原因是:溴离子被电解过程中产生的中间产物双氧水氧化,消耗了部分氢离子导致溶液的pH值升高,不利于电化学振荡行为的发生,最终抑制了电化学振荡现象。氯离子和溴离子对电解金属锰过程中阳极上发生的电化学振荡表现出不同程度的抑制作用,氯离子的抑制效果强于溴离子。氯离子的抑制的原因是发生了价态的变化,生成了新的物质,不能再产生诱发振荡现象的δ-MnO2,从而抑制了电解锰过程中的周期电化学振荡;溴离子的抑制原因也是发生了价态的变化,消耗氢离子使得溶液的pH值升高,从而抑制了电化学振荡现象。