电解金属锰有关杂质的影响及其来源和去除方法

电解金属锰有关杂质的影响及其来源和去除方法张文山;石朝军【摘要】阐明了如何保证电解金属锰产品质量这标的重要技术,论述了硫化净化除重金属的原理与生产实践,介绍了国家经贸委发布的电解金属锰行业标准,分析了如何达标的具体方法.期刊名称】《吉首大学学报(自然科学版)》年(卷),期】2009(030)004【总页数】3页(P97-99)【关键词】电解金属锰;净化除杂;质量达标【作者】张文山;石朝军【作者单位】中南大学冶金科学与工程学院,湖南,长沙,410083;中南大学冶金科学与工程学院,湖南,长沙,410083【正文语种】中文【中图分类】基础科学第30卷第4期2009年7月占首大学学报(自然科学版)JournalofJishouUniversity(NaturalScienceEdition)VoL30No.4Jul.2009文章编号：1007-2985(2009)04-0097-03电解金属锰有关杂质的影响及其来源和去除方法张文山，石朝军(中南大学冶金科学与工程学院，湖南长沙410083)摘要：阐明了如何保证电解金属锰产品质量达标的重要技术，论述了硫化净化除重金属的原理与生产实践，介绍了国家经贸委发布的电解金属锰行业标准，分析了如何迭标的具体方法，关键词：电解金属锰；净化除杂；质量达标中图分类号：TF111.52文献标识码:A1硫化净化除重金属的原理由于金属锰电位很负(-1.18V)，在水溶液电积过程中，比锰更正电位的金属离子都将优先析出，降低锰的电流效率与产品质量．比锰更正电位的金属杂质主要来自于原料锰矿，国内外均采用硫化沉淀法去除，即采用硫化剂福美钠(S．D．D)，Na2S，(NH4)2S，BaS等沉淀分离重金属杂质．基于各种硫化物具有不同的溶度积将其分离．各种硫化物沉出平衡pH值见表1．表1硫化物沉出的平衡pH值「 T -T|[Mn'-]/mol|[Mnn+]/mol||硫化物10-4|卜 + 4|As2S3-16.12-12.12CdS-2.616-0.616HgS-15.59-13.59SnS-0.028Ag2S—14.14-10.14InzS3-1.760-0.430SbzS3-13.85-9.85ZnS-1.586+0.414Cu2S-13.45-9.45CoS0.3272.327CuS-7.088-5.088NiSa0.6352.635PbS-3.096-1.096FeSl.7263.726NiSr-2.888-0.888MnS3.2965.296|L 丄 」注f=25°C,PH2s—10.1xl04Pa某些金属硫化物溶度积与温度(1/T)关系见图1。由表1与图1可知，生成金属硫化物的顺序为：CuS>PbS>CdS>ZnS>CoS>NiS>FeS>MnS.控制优化技术条件，可使金属杂质从硫酸锰溶液中净化去除．*收稿日期：2009-06-05基金项目：中国博士后科学基金—等资助项目(20060400268)作者简介：张文山(1962-)，男，河南南阳人，中南大学冶金科学与工程学院副教授，中南大学冶金工程博士后流动站博士后，主要从事锰冶金学研究，第30卷4期2009年7月占首大学学报(自然科学版)JournalofJishouUniversity(NaturalScienceEdition)VoL30No.4Jul.2009摘要：阐明了如何保证电解金属锰产品质量达标的重要技术，论述了硫化净化除重金属的原理与生产实践，介绍了由于金属锰电位很负(-1.18V)，在水溶液电积过程中，比锰更正电位的金属离子都将优先析出，降低锰的电流效率与产品质量．比锰更正电位的金属杂质主要来自于原料锰矿，国内外均采用硫化沉淀法去除，即采用硫化剂福美钠(S．D．D)，Na2S，(NH4)2S，BaS等沉淀分离重金属杂质.基于各种硫化物具有不同的溶度积将其分离.各种硫化物沉出平衡pH值见表1•表1硫化物沉出的平衡pH值Ln[Mn'-]/molMnn+]/moI出As2S3-16.12-2.616-15.-13.—14.14-10.14Sbz-9.85-1.586+0.414457.088-3.2.888-0.888山注f二25°C,PH2s10.1xl04Pa某些金属硫化物溶度积与温度(1/T)关系见图1。由表1与图1可知，生成金属硫化物的顺序为：98吉首大学学报(自然科学版)第30卷2硫化净化去除重金属生产实践加入硫化剂(以RS表示)使电解金属锰浸出除铁过滤液中残存的重金属离子Cu2+，Cdz+，C02+，Ni2+，Zn2+等杂质生成硫化物沉淀除去，以使溶液净化达到合格液(新液)质量要求.主要化学反应式为:CuS04+RS=RS04+CuS・CdS04+RS=RS04+CdS•NiS04+RS=RS04+NiS•CoS04+RS=RS04+CoS+ZnS04+RS=RS04+ZnS0硫化净化主要技术条件为：温度50-60C，时间1h•硫化剂用量与种类由净化前液杂质元素及含量确定，硫酸锰硫化浆液重金属定性合格后采用压71''/102K图某些金属硫化物溶度积与温度(1/T)关系滤机进行压滤液固分离，滤渣送渣库，滤液进入静置池.静置时间长短关系到电解锰产品质量的好坏，静置能使硫化过程过滤液中残留的有害杂质如重金属硫化物、Si02和Al203等进—步絮凝沉降，—些胶状物质也能随过饱和MgS04和CaS04结晶吸附去除•一般静置24~48h后再进行精滤，使溶液中

金属锰的牌号及化学成分质量分数％「杂质下降至I」：ioc。vlmg/L,PNivlmg/L,PFe<1mg/L,Pz。<3mg/L,pc。<0.5mg/L•静置后的精滤过滤液为合格液(新液)、送往电解•根据电解金属锰用于钢铁冶金工业的要求，国家经济贸易委员会于2003-03-18发布《中华人民共和国黑色冶金YB/T051-2003电解金属锰行业标准》，按锰及其杂质含量不同，分为4个牌号，其化学成分应符合表2的规定•表2电解金属锰的牌号及化学成分质量分数％「T T°°——T T T T 1I牌号MncSPsiSeFe|卜彳|DJMnAn99.95sO.01s0.0350•OOlsO.002s0.0003s0.006DJMnB»99.9s0.02s0.04s0.004s0.001DJMnC>99.88S0.06DJMnD>99.8s0.08s0.003|L 丄 丄 丄 丄 丄 丄 丄 」对以上各种杂质的来源与去除方法作简单讨论:⑴碳(C).C的来源与S•D•D(Sodiumdityyidithiocabamate)有关.S.D.D又称福美钠,学名二甲基胺基磺酸钠，分子式为(CH3)2NCSzNa，质量分数88%以上.结构式为S0(C2Hs)z-C-SNa+H+——,(CzHs)2NH+CS2+Na.生成的CS2与pH值有关.析出的CS2呈悬浮状，存在于电解液中，电解时进入产品，使产品C和S含量增高，建议pH值控制在7.0~7.2,pH值升高，分解的CS2减少，除去方法：尽量少加S•D•D,控制好pH值.⑵硫(S)•S的来源主要是电解锰出槽及抛光板未洗干净带人S0，晶格中夹附及电解锰表面未洗干净的MnS04与(NH4)2S04会造成产品S高.除去方法:-定要把产品电解金属锰表面清洗干净.⑶磷(P)•P的来源主要由锰矿含P高,带入电解液中.另阴极板抛光液未清洗干净也可带人.去除方法：浸出过程加强除P，把抛光板清洗干净．(4)硅(Si)．Si的来源主要是脱板剂Na2Si03、环境灰尘以及净化液静置时间不够等带入．去除方法：加强对脱板后电解锰清洗，延长静置时间，注意环境的不利影响.(5)硒(Se).主要是金属锰电解过程Se02加入量过多带入．解决办法：适当控制好Se02的加入量.(6)铁(Fe).主要是高位液含铁不合格以及设备Fe件带入，解决办法：高位液含Fe严格把关，防止电-f.O000N.t6000tV\___-lr.otr\ir'3rr,dsX'Bol硫化净化去除重金属生产实践加入硫化剂(以RS表示)使电解金属锰浸出除铁过滤液中残存的重金属离子Cu2+，Cdz+，C02+，Ni2+，Zn2+等杂质生成硫化物沉淀除去，以使溶液净化达到合格液(新液)质量要求．主要化学反应式为:CuS04+RS二RS04+CuS・CdS04+CdSNiS04+RS二+NiSCoS04+CoS+ZnS04+ZnS0硫化净化主要技术条件为：温度50-60°C,时间h.硫化剂用量与种类由净化前液杂质元素及含717102K图滤机进行压滤液固分离，滤渣送渣库，滤液进入静置池．静置时间长短关系到电解锰产品质量的好坏，静置能使硫化过程过滤液中残留的有害杂质如重金属硫化物、Si02和Al203等进一步絮凝沉降，一些胶状物质也能随过饱和MgS04和CaS04结晶吸附去除•一般静置24~48h后再进行精滤，使溶液中杂质下降到：ioc。vlmg/L,PNivlmg/L,PFe<1mg/L,pc。<0.5mg/L.静置后的精滤过滤液为合格液(新液)、送往电解.根据电解金属锰用于钢铁冶金工业的要求，国家经济贸易委员会于2003-03-18发布《中华人民共和国黑色冶金YB/T051-2003电解金属锰行业标准》，按锰及其杂质含量不同，分为4个牌号，其化学成分应符合表2的规定.2电解金属锰的牌号及化学成分质量分数<0.002<0.0003010608⑴碳(C).C的来源与S.D.D(Sodiumdityyidithiocabamate)有关.S.D.D又称福美钠,学名二甲基生成的CS2与pH值有关.析出的CS2呈悬浮状，存在于电解液中，电解时进入产品，使产品C和S含量增高，建议pH值控制在7.0~7.2,pH值升高，分解的CS2减少，除去方法：尽量少加S．D．D，控制好pH(4)硅(Si).Si的来源主要是脱板剂Na2SiO3、环境灰尘以及净化液静置时间不够等带入.去除方法：(5)硒(Se).主要是金属锰电解过程Se02加入量过多带入.解决办法：适当控制好Se02的加入量.⑹铁(Fe).主要是高位液含铁不合格以及设备Fe件带入，解决办法：高位液含Fe严格把关，防止电-f.O00N.t6tV\___-lr.otr\ir'3rr,dsX'B第4期张文山，等：电解金属锰有关杂质的影响及其来源和去除方法99解过程带人Fe•参考文献：[1]谭柱中，梅光贵，李维健，等，锰冶金学[M].长沙：中南大学出版社，2004.[2]梅光贵，钟竹前，湿法冶金新工艺[M].长沙：中南工业大学出版社,1994.[3]钟竹前，梅光贵，湿法冶金过程[M].长沙：中南工业大学出版社，1988.[4]钟竹前，梅光贵•化学位图在湿法冶金和废水净化中的应用[M].长沙：中南工业大学出版社，1986[5]丁楷如，余逊贤.锰矿开发与加工技术[M].长沙：湖南科学技术出版社,1992.[6]张文山，梅光贵.电解金属锰硫化除重金属的理论分析与生产实践[J].中国锰业，2004(3)：8-10.Effect,SourceandRemovalofImpuritiesinElectrolyzedManganeseMetalZHANGWen-shan,SHIZhao-jun(MetallurgicalScienceandEngineeringInstituteofCentralSouthUniversity,Changsha410083,China)Abstract:Thispaperdescribesanimportanttechnologyonhowtomakesuretoacquirequalifiedelectro-lyzedmanganesemetalproducts,discussesthesulfurationpurifyingheavymetalprinciplesandproduc-tionprocess.Italsoincludesanintroductionofelectrolyzedmanganesemetalproductindustrialstandardsandananalysisofdetailedmethodsonhowtosatisfythestandardsinmanganeseproduction.Keywords:electrolyzedmanganesemetal;impurityremoval;qualitystandardcir-a-编辑易必武）（上接第91页）ApplicationofQuantumDotsinQuantitativeAnalysisWen-long,CHENLi-hua（CollegeofChemistryandChemicalEngineering,JishouUniversity,Jishou,416000,HunanChina）Abstract:Quantumdotshavebeenusedextensivelyforawiderangeofapplicationinbiologicaldetectionandmedicalresearchbasedontheiruniqueandexcellentnatureofthefluorescence.Recentadvanceshaveshownthattheapplicationofquantumdothasbeenextendedtoquantitativeanalysisforinorganicheavymetalions,organicsmallmoleculeanddrugs.Inthisarticle,wediscussrecentdevelopmentsinQdsbio-conjugation,theirapplicationsinquantitativeanalysisaswellaspromisingdirectionsforfutureresearch.Keywords:quantumdot;inorganicheavymetalions;organicsmallmolecule;drug;quantitativeanalysis（责任编辑易必武）张文山，等：电解金属锰有关杂质的影响及其来源和去除方法解过程带人Fe.参考文献：[1]谭柱中，梅光贵，李维健，等，锰冶金学[M]．长沙：中南大学出版社，2004.[5]丁楷如，余逊贤.锰矿开发与加工技术[M].长沙：湖南科学技术出版社，1992．RemovalofImpuritiesinElectrolyzedManganeseMetalWen-shan,SHIZhao-jun（MetallurgicalScienceandEngineeringInstituteofCentralSouthUniversity,Changsha410083,China）describesanimportanttechnologyonhowtomakesuretoacquirequalifiedelectro-lyzedmanganesemetalproducts,discussesthesulfurationpurifyingheavymetalprinciplesandproduc-tionprocess.Italsoincludesanintroductionofelectrolyzedmanganesemetalproductindustrialstandardsanalysisofdetailedmethodsonhowtosatisfythestandardsinmanganeseproduction.words:electrolyzedmanganesemetal;impurityremoval;qualitystandardir-a-编辑易必武)ofQuantumDotsinQuantitativeAnalysis(CollegeofChemistryandChemicalEngineering,JishouUniversity,Jishou,416000,HunanChina)Abstract:Quantumdotshavebeenusedextensivelyfor