无硒电解锰添加剂的研制及电解生产工艺研究

论文标题:无硒电解锰添加剂的研制及电解生产工艺研究
research of selenium-free additive for electrolytic manganese and exploitation of the electrolyticue
论文作者
论文导师 皮振邦,论文学位 硕士,论文专业 应用化学
论文单位 中国地质大学,点击次数 54,论文页数 69页file size3717k
2006-05-01论文网 https://www.lw23.com/lunwen_344046792/
electrolytic manganese; additive; selenium-free; electrolyticue
当前国内电解锰行业普遍使用seo_2作为电解添加剂。其具有电流效率高，抗杂质能力强，对电解液纯度要求低，工艺范围宽等优点。但seo_2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。同时导致电解锰产品中含硒量过高，影响产品质量。电解锰主要用于钢铁和电子产品，随着不锈钢和电子行业不断发展，对锰的纯度要求越来越高，特别是对其中se杂质含量提出了苛刻的要求，传统的seo_2添加剂不能从根本上解决这个问题。 本文在充分研究seo_2作用机理的基础上，结合现有的生产工艺进行了无硒电解锰添加剂的研制。成功研制出了一种能够取代二氧化硒(seo_2)的新型无硒电解锰添加剂(ptl-4)，并且对这种有机类无硒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。通过现场实验确定了相应的生产工艺参数。中试结果表明，其完全能够用于国内电解锰的生产，产品质量更纯，符合国家a级标准。 论文主要研究内容包括： 1．利用线性电位扫描，循环伏安等电化学测试手段，对锰电解过程中seo_2的作用行为进行了研究。结合电沉积理论和电极过程动力学的基本原理，对seo_2的作用机理进行了初步探讨。研究发现，seo_2还原形成团簇se_x~(2n-)，与mn发生特性吸附，附于电极表面影响电极过程，抑制析氢反应，促进锰的沉积。 2．通过文献分析得出大量备选添加剂。用自制电解槽模拟工厂实验，对添加剂进行遴选，得出添加剂基本组分，包括主添加剂(tja+tjb)和辅助添加剂(tjc+tjd)。并通过正交实验对添加剂配比进行了定量优化。各组分配比为tja：tjb：tjc：tjd=20：5：0.4：0.8，整体用量为26.2mg／l。 3．采用电化学测试手段，研究新型添加剂(ptl-4)对电极过程的影响，同时通过sem、xrd等测试手段，考察了添加剂对阴极锰表面、对锰晶体结构的影响。发现添加剂具有显著增强阴极极化，促进电解锰由γ-mn(体心四方晶系)向α-mn(体心立方晶系)的相变转换作用。综合各类试验结果，判定新型添加剂作用机理符合“选择吸附理论”，即添加剂在电解过程中分解成极性小分子，在锰表面选择性吸附，阻滞了螺旋位错生