金屬錳的離子膜法電解制備及無鉻鈍化工藝研究.pdf

1、金屬錳化學(xué)性質(zhì)活潑，很容易被空氣氧化，對(duì)金屬錳片進(jìn)行表面鈍化處理是錳冶金必不可少的工藝環(huán)節(jié)。我國錳冶金行業(yè)長期采用成本低、易操作、鈍化性能優(yōu)異的鉻酸鹽鈍化劑。最近，工業(yè)和信息產(chǎn)業(yè)部會(huì)同科技部、環(huán)境保護(hù)部推廣用復(fù)合碳酸鹽、磷化合物替代電解錳鉻酸鹽鈍化劑。但是，該鈍化劑組分比較復(fù)雜，鈍化效果不及傳統(tǒng)鉻酸鹽體系。因此，很有必要持續(xù)研究具有綠色環(huán)保、組分簡單、鈍化膜更加穩(wěn)定的高性能鈍化劑。
　　采用陰離子交換膜代替普通無紡布隔膜進(jìn)行電解，

2、運(yùn)用正交設(shè)計(jì)和單因素實(shí)驗(yàn)對(duì)電解溫度、電解液酸度、極片間距、電流密度、(NH4)2·SO4濃度、Mn2SO4·H2O濃度、H2SeO3濃度七個(gè)因素進(jìn)行實(shí)驗(yàn)優(yōu)化，結(jié)果表明，在37℃下，陰極液pH=7.5，極片間距為4cm，電流密度為200A/㎡時(shí)，同時(shí)(NH4)2SO4為110g/LMn2SO4·H2O為20g/LH2SeO3為0.02g/L時(shí)，得到的電流效率最高，實(shí)驗(yàn)值最高可達(dá)75.51％，采用工業(yè)電解液時(shí)高達(dá)80.02%，比目前工業(yè)生產(chǎn)

3、高10~20%左右。
　　研制出了一種以硅酸鹽為主體成膜劑，外加適量氧化劑的復(fù)合鈍化方法。實(shí)驗(yàn)過程首先在最廣泛應(yīng)用的幾種鈍化劑中進(jìn)行篩選最終確定主鈍化劑為硅酸鹽，其次運(yùn)用正交設(shè)計(jì)和單因素實(shí)驗(yàn)對(duì)硅酸鹽濃度、氧化劑濃度、鈍化溫度、鈍化時(shí)間、鈍化液pH值等工藝條件進(jìn)行了確定，結(jié)果表明，硅酸鹽鈍化工藝的最優(yōu)工藝條件為：鈍化溫度22~25℃，鈍化時(shí)間30s~40s，鈍化液pH=10.5~11.5，硅酸鈉含量25~28g/L，氧化劑10~15

4、mL/L。用鉬藍(lán)光度法測定鈍化試片的硅含量，低于國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值，符合金屬錳工業(yè)產(chǎn)品指標(biāo)。
　　最后，通過鹽水浸泡、通風(fēng)掛片、硝酸高錳酸鉀點(diǎn)蝕、電化學(xué)測量、SEM、EDS、XPS等實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù)手段，系統(tǒng)比較了硅酸鹽鈍化試片和鉻酸鹽鈍化試片表面形貌、膜層組成及耐腐蝕性能，結(jié)果表明，硅酸鹽鈍化金屬錳片銀白光亮，微觀表面致密，膜層厚度為2.0~5.0 um，鈍化膜的組成物質(zhì)主要為Mn2+、Mn3+、Mn4+的氧化物或硅酸鹽，其耐腐蝕性能