Page 155 - 《精细化工》2020年第3期

第 37 卷第 3 期 精 细 化 工 Vol.37, No.3
202 0 年 3 月 FINE CHEMICALS Mar. 2020

有机电化学与工业
膜法组合工艺在电解锰产品中的影响因素分析

关文学 1,2 ，王三反 1,2*

（1. 兰州交通大学，环境与市政工程学院，甘肃 兰州 730070；2. 寒旱地区水资源综合利用教育部工程
研究中心，甘肃 兰州 730070）

摘要：探究双膜三室工艺中不同影响因素对阴阳格室电解锰和二氧化锰产量及电流效率的影响。分别从溶液浓
度、电解温度、pH、电流密度、添加剂含量及极板材质方面进行了考察。实验表明，双膜三室工艺中，控制溶
2+
液中 Mn 质量浓度 35~41 g/L、电解温度 35~37 ℃、阴极 pH=7.0~7.2、阳极酸浓度 2.5 mol/L、阴极电流密度
2
2
350~400 A/m 、阳极电流密度 800 A/m 、阴极添加剂 SeO 2 质量浓度 0.03~0.04 g/L、阴极板采用不锈钢板、阳极
板采用钛涂二氧化铅板条件下，阴极电流效率高于 70%，阳极 1 L 电解液中二氧化锰产量高于 40 g。
关键词：离子交换膜；电解锰；电解二氧化锰；电流效率；双膜三室；有机电化学与工业
中图分类号：TF792 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2020) 03-0573-06

Analysis of influencing factors of membrane process in

electrolytic manganese products

1,2
GUAN Wenxue , WANG Sanfan 1,2*
（1. School of Environmental and Municipal Engineering, Lanzhou Jiaotong University, Lanzhou 730070, Gansu, China;
2. Engineering Research Center of Ministry of Education for Comprehensive Utilization of Water Resources in Cold and
Drought Areas, Lanzhou 730070, Gansu, China）

Abstract: The effects of different factors, such as solution concentration, electrolysis temperature, pH,
current density, additive content and plate material on the output and current efficiency of electrolytic
manganese and manganese dioxide in the anode and cathode cell were investigated. The results showed that
2+
in the process of double membrane and three compartment electrolysis, the mass concentration of Mn in
the solution was controlled between at 35~41 g/L, electrolytic temperature was in the range of 35~37 ℃,
cathode pH was 7.0~7.2. Anodic acid concentration was 2.5 mol/L, and cathode current density was
2
2
350~400 A/m . Anode current density was 800 A/m , SeO 2 was used as cathode additive with a mass
concentration of 0.03~0.04 g/L. Under the condition that the cathode plate was made of stainless steel plate
and the anode plate was made of titanium coated lead dioxide plate, the anode and cathode had high yield.
The current efficiency was higher than 70%, and the output of manganese dioxide in anode 1 L electrolyte
was higher than 40 g.
Key words: ion exchange membrane; electrolytic manganese; electrolytic manganese dioxide; current
efficiency; double membranes and three compartment; electro-organic chemistry and industry

金属锰具有重大应用价值，电解法因所获得的 会造成严重的氨气污染并产生大量硫铵废渣 [6-8] 。和
锰产品纯度高而成为锰的主要生产方式。我国于 20 金属锰一样，二氧化锰在世界范围内都是重要资源，
世纪 60 年代开始电解锰的生产 [1-3] ，基本都采用美国 特别在电池制造等行业中有着广泛应用 [9-10] ，同金
[4]
率先提出的酸浸电解湿法冶金工艺 。利用酸浸矿石 属锰生产一样，电解法也是其生产的主要工艺 [11-14] 。
[5]
制取中性液，然后通过电解得到高纯度的锰产品 。 但实际生产过程产生酸雾等问题一直没有完全
但在电解过程中，由于工艺本身条件的限制和要求， 改善。

收稿日期：2019-06-23; 定用日期：2019-07-31; DOI: 10.13550/j.jxhg.20190579
基金项目：国家自然科学基金项目（21466019）
作者简介：关文学（1995—），男，硕士生，E-mail：1032827598@qq.com。联系人：王三反（1952—），男，教授，E-mail：wsf1612@
mail.lzjtu.cn。