有机添加剂对电解锰的影响 - 迟晓鹏; 张瑞莹; 翁威; 苏国晖; 谭文; 衷水平 (工程科学学报, 2024)
TF803.2; 电解锰行业面临电效低、SeO2添加剂剧毒且沉积产物形貌难控制等问题.为了提高电流效率以降低能耗、改善锰电沉积形貌及降低添加剂SeO2的使用量,本文根据电解锰行业标准,配制MnSO4-(NH4)2SO4电解液体系,通过添加聚丙烯酸、甘氨酸、乙二胺四乙酸(EDTA)、葡萄糖酸等分别作辅助添加剂,探究其对锰沉积的影响以降低剧毒性主添加剂SeO2的用量.采用场发射扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)、恒电流阴极极化曲线测试方法(LSV)等表征手段,研究金属锰沉积形貌、晶体结构、阴极电化学极化行为与添加剂之间的关系.结果表明:四种添加剂均可以促进α-Mn的形成,且最优晶型取向为(330)晶面,其中葡萄糖酸最适宜作为辅助添加剂.当以葡萄糖酸为辅助添加剂,质量浓度为1.84 g·L-1时,阴极电流密度明显提高,降低了阴极极化,产品形貌更加致密光滑.最优条件下,SeO2的质量浓度可由工业上常规用量0.03～0.06 g·L-1降低至0.015 g·L-1,电流效率可由70％提高至89.73％,能耗由6500 kW·h·t-1降至4990.58 kW·h·t-1.研究结果有望为电解锰行业绿色生产和高效电沉积提供借鉴,有助于推动电解锰行业的可持续发展.