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冶炼金属锰采用什么方法
日期:2020-01-17 03:24  作者:admin  来源:本站

  冶炼金属锰采用什么方法金属锰的生产采用 电热法 、 电解法 和 铝热法 。三种方法各有特点:电热法工艺流程长,操作比较复杂;铝热法必须以优质锰矿作原料,且耗铝多,成本高;电解法则可用贫锰矿作原料获得高纯度的产品,得到广泛应用。 铝热法 该法采用MnO2、MnO3、Mn3O4和MnO作原料,进行还原反应获得金属锰。以MnO作原料时,热量不够,需要补充热量;而MnO2用作原料时,反应又过于激烈,不易控制。用Mn2O3和Mn3O4作原料,能释放足够的热量,且易于控制。冶炼时要用含杂质低的氧化锰矿,磨细后与约为理论需要量的铝粒和相当于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%,甚至更高,锰含量也因原料而异。 电热法 先用锰矿配加少量焦炭在电炉中进行控制还原,炼得低铁、低锰的富锰渣(Mn45%,P0.03%,Fe0.80%)。富锰渣用木炭作还原剂,炼出低磷碳素锰铁,再加硅石、木炭,炼得高硅锰硅合金(Si30%)。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炼,得到含锰93%-96%的金属锰。 电解法 生产金属锰采用硫酸锰水溶液电解法。虽然锰的电解电动势达-1.05V,但由于氢在金属锰上的过电压,锰仍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,所以硫酸锰溶液必须在电解前充分净化。此外在阳极上有:Mn2++2H2O-2e&rarrMnO2+4H+反应产生MnO2,所以必须采用隔膜电解槽。 采用菱锰矿作原料时,可直接溶解于稀硫酸。如用氧化锰矿则须先经还原焙烧,把锰转化为可溶的MnO。浸出一般利用电解后的阳极液,并配加硫酸,调节pH到2.5左右。浸出液经澄清过滤后用氨水、MnO2(可用阳极泥)或石灰乳中和到pH为6.5,沉淀出氢氧化铁、氢氧化铝、二氧化硅、砷、钼和镍等杂质。滤液加硫化铵〔(NH4)2S〕或硫化氢(H2S),将剩余的微量铁、砷、铜、锌、镍等再沉淀除去。同时加入少量硫酸亚铁(FeSO4)除去胶体及硫化物。净化液经贮液槽导入电解槽。在贮液槽及输送管道上引入SO2约0.1g/L以防止氧化。 电解槽用不锈钢作阴极,用铅板(一般含Agl%)作阳极。电解液经阴极室通过隔膜流入阳极室。带有MnO2的阳极液从槽底流出。操作电压约5V,阴极电流密度450-500A/m2,温度控制在34-40g/L,电流效率50%-60%。入槽电解液浓度135-140g/L(NH4)2SO4,30%-40%g/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使用,也可以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;还可以与铝压制成锰铝块,用于制造铝合金。

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