电解金属锰

电解金属锰

电解金属锰是用锰矿石经酸浸出获得锰盐,再送电解槽电解析出的单质金属。外观似,呈不规则片状,质坚而脆,一面光亮,另一面粗糙,为白色到褐色,加工为粉末后呈银灰色;在空气中易化,遇稀酸时溶解并置换出,在略高于室温时,可分解水而放出氢气。

基本情况

金属锰的提炼方式主要有热法(火法)和电解法(湿法)两种,热法生产(金属锰)纯度不超过95~98%,而纯的金属锰则是由电解法制备(电解金属锰),其纯度可达99.7~99.9%以上。电解法生产已成为金属锰生产的主要方式。

Mn+H2O(热)=Mn(OH) 2+H2↑

锰在电动序中位于氢之前,故易溶于酸,甚至醋酸也能使它溶解而放出氢气,同时生成Mn2+离子。

Mn+2HCl=MnCl 2+H2↑

Mn+H2SO4 (稀)=Mn SO4+H2↑

3Mn+8HNO3 (稀)=3Mn (NO3) 2+2NO↑+4H2O

牌号

电解金属锰按其锰及杂质含量的不同分为四个牌号

牌号&Nbsp; 化学成分%

Mn C S P Si Fe Se

I Ⅱ

不小于 不大于

DJMn99.9 99.9

DJMn99.8 99.8 0.02 0.03 0.005 0.005 0.01 0.03 0.06

DJMn99.7 99.7 0.04 0.05 0.005 0.01 0.01 0.03 0.1

DJMn99.5 99.5 0.08 0.1 0.01 0.015 0.05 0.15

作用

电解锰的纯度很高,它的作用是增加合金属材料的硬度,应用最广的有锰合金、锰铝合金,锰在这些合金中能提高合金的强度、韧性、耐磨性和耐腐蚀性。

应用领域

锰及锰合金是钢铁工业、铝合金工业、磁性材料工业、化学工业等不可缺少的重要原料之一。

锰是冶炼工业中不可缺少的添加剂,电解锰加工成粉状后是生产四氧化三锰的主要原料,电子工业广泛使用的磁性材料原件就是用四氧化三锰生产的,电子工业、冶金工业和航空航天工业都需要电解金属锰。随着科学技术的不断发展和生产力水平的不断提高,电解金属锰由于它的高纯度、低杂质特点,现已成功而广泛地运用于钢铁冶炼、有色冶金、电子技术、化学工业、环境保护、食品卫生、电焊条业、航天工业等各个领域,

国内电解锰主产区情况

电解金属锰生产技术现状,电解金属锰(以下简称为:电解锰)生产企业主要集中在中国和南非。南非金属锰公司(MMC)生产规模为4.3万t/a,以优质的软锰矿为原料,采用还原焙烧—H2SO4浸出—氧化除铁—沉淀除重金属—电解工艺,生产Mn≥99·9%的无高纯电解锰产。[1]在我国的电解锰产业中,湖南、贵州、重庆交界的锰三角是当仁不让的集中地,

由于开发早和发展快,锰矿在秀山、松桃已经供应紧张,再加上当地政府重复征收资源补偿费、出县要收几十元/吨,矿石价格占到电解锰成本的1/3。重庆、松桃、湘西的矿山都存在乱采乱挖的现象,几万吨储量只剩一半,而且资源回收率很低,只有50%左右,开采中采富弃贫现象严重,矿石品位从19%下降至16%。但广西的矿石供应丰富,大新的储量有一亿吨,够几十年使用。

影响因素

电解锰的价格主要受供求关系,电力及原料的影响。由于电解锰生产厂商普遍集中在南方,这里通常靠水利发电,因此丰水季和枯水季对电力影响颇大,与电解锰的生产也相关紧密。通常每年4-10月份雨水充足,电力情况较好,生产比较正常。其它月份由于雨量降低导致电力紧张,工厂产量也会相应减少。

生产工艺

我国电解金属锰生产主要以99.7%的产品为主(现大部分厂家实际已达到99.8%以上),只有少数几个厂家生产99.9%的产品(因99.9%的产品市场需求量较小,但很多企业在作可行性研究报告时都号称生产99.9%的),主要原材料-锰矿为氧化锰矿和酸锰矿两大类,除前工序制液方式不尽相同外,电解生产工艺基本相同。

碳酸锰矿是直接利用硫酸与碳酸锰化合反应制取硫酸锰溶液,再通过中和、净化、过滤等一系列工艺制备为电解液,经加入添加剂如二氧化硒、亚硫酸铵等即可进入电解槽进行电解;利用二氧化锰生产电解锰的工艺与用碳酸锰生产工艺有所差别,主要是二氧化锰在一般条件下不与硫酸反应,必须经处理为二价锰后再与硫酸反应制备硫酸锰溶液,其处理方法一般为焙烧法,是将二氧化锰与还原性物质(一般为煤炭)共同混合后密闭加热,在一定温度下C将四价锰还原为二价锰,粉碎后与硫酸反应,这种方法称为焙烧法;另一种方法是称为两矿法的,即是用二氧化锰矿粉和硫铁矿在硫酸作用下发生氧化还原反应来制备硫酸锰。不过这两种方法由于成本较高,业内基本不与采用,其中,焙烧法较之于两矿法更为普遍,但由于很多的焙烧生产厂使用的焙烧炉是简单易制但能耗较高污染较大的反射炉,前几年,国家发改委已明令取缔反射炉用于生产电解锰生产工艺。

电解锰与不锈钢

在炼钢生产中,电解锰特别适合冶炼合金化元素含有总量10%以上的不锈钢、耐热钢、精密钢、高温钢、耐蚀钢等“特、精、高”合金钢和冶炼低杂质、低有害元素的纯净钢(∑P、S、O、N、H≤100PPm)、趋纯净钢(∑P、S、O、N、H≤200ppm)等钢种。据我国不锈钢、高合金钢和优质钢等特钢的产量及耗用电解锰水平,2004年中国不锈钢等优特钢冶炼消耗电解锰约16万吨左右;其中锰系不锈钢耗用8万吨左右,铬锰不锈钢冶炼中超量、非正常耗用2—3万吨;铬镍系不锈钢、铬系不锈钢、耐热不锈钢、精密合金钢、高温合金钢、耐蚀合金钢和其它优特钢等钢种消耗约5万吨左右。

根据我国国民经济和钢铁工业宏观发展走势,2005年乃至未来一段时间不锈钢等优特钢产业正处于上升时间,国内不锈钢产业、产能、产量和市场需求正在高速发展,不锈钢等高端产品优特钢冶炼对电解锰的需求,总体依然保持强劲。同时,随着钢铁企业进一步加大钢材品种结构调整和优化升级,未来我国不锈钢、优特钢等高附加值、高技术含量的高品质钢材产量将会有较大幅度增长,无疑电解锰在高品质钢种冶炼中的耗用量也将有比较大的增量空间。

要很好把握电解锰行业的发展,下游厂家的情况自然是息息相关。除200不锈钢之外,电解锰还用于生产特钢和优钢,其中特钢也可用锰锭或较便宜的高碳锰铁。全球每年特钢生产要用电解锰7-8万吨,锰铝合金用锰约1-2万吨,Mn3O4等磁性材料用锰约5-6万吨,全球总需求约45-50万吨左右,国内需求约15-20万吨。

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