金属锰的出产选用铝热法、电热法和电解法。铝热法有必要选用优质锰矿作质料,且耗铝多,本钱高;电热法工艺流程长,操作比较复杂;电解规律可用贫锰矿作质料取得高纯度的产品,得到广泛应用。 一、铝热法 该法选用MnO2、MnO3、Mn3O4和MnO作质料,进行复原反响取得金属锰。以MnO作质料时,热量不行,需求弥补热量;而用MnO2作质料时,反响又过于剧烈,不易操控。用Mn2O3和Mn3O4作质料,能开释满足的热量,且易于操控。冶炼时要用含杂质低的氧化锰矿,磨细后与约为理论需求量90%的铝粒和相当于10%~20%铝量的石灰混合均匀后,用上部点火法冶炼。所得金属锰产品含锰93%~96%,乃至更高,锰含量也因质料而异。 二、电热法 先用锰矿配加少数焦炭在电炉中进行操控复原,炼得低铁、低锰的富锰渣(Mn>45%,P<0.03%,Fe<0.80%)。富锰渣用木炭作复原剂,炼出低磷碳素锰铁,再加硅石、木炭,炼得高硅锰硅合金(Si>30%)。最后用高硅锰硅合金和富锰渣配加石灰,在电弧炉内进行脱硅精粹,得到含锰93%~97%的金属锰。 三、电解法 出产金属锰选用硫酸锰水溶液电解法。尽管锰的电解电动势达-1.05V,但由于氢在金属锰上的过电压,锰依然可从中性溶液析出到固体阴极上。电解的重要条件是溶液中不含其他金属杂质,所以硫酸锰溶液有必要在电解前充沛净化。此外在阳极上有Mn2++2H2O-2e→MnO2+4H+反响发生MnO2,所以有必要选用隔阂电解槽。 选用菱锰矿作质料时,可直接溶解于稀硫酸。如用氧化锰矿则须先经复原焙烧,把锰转化为可溶的MnO。浸出一般运用电解后的阳极液,并配加硫酸,调理pH到2.5左右。浸出液经弄清过滤后用、MnO2(可用阳极泥)或石灰乳中和到pH为6.5,沉积出氢氧化铁、氢氧化铝、二氧化硅、砷、钼和镍等杂质。滤液加硫化铵〔(NH4)2S〕或(H2S),将剩下的微量铁、砷、铜、锌、镍等再沉积除掉。一起参加少数硫酸亚铁(FeSO4)除掉胶体及硫化物。净化液经贮液槽导入电解槽。在贮液槽及输送管道上引进SO2约0.1g/L以避免氧化。 电解槽用不锈钢作阴级,用铅板(一般含Agl%)作阳极。电解液经阴极室经过膜流入阳极室。带有MnO2的阳极液从槽底流出。操作电压5V,阴极电流密度450~500A/m2,温度操控在34~37℃,电流效率50%~60%。入槽电解液浓度135~140g/L(NH4)2SO4,30~40g/L锰,PH为8.1~8.4。离槽电解液一般含锰3g/L左右,H2SO425~40g/L。从阴极取下的产品为2~3mm的碎片,含锰99.9%以上。电解锰可直接作合金添加剂运用,也能够使之在氮气流中加热到1000℃,得到含氮6%~7%的锰,用于炼高氮钢;还能够与铝压制成锰铝块,用于制作铝合金。 [1] [2] 下一页 |