ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Электросинтез диоксида марганца из "Прикладная электрохимия" Диоксид марганца находит широкое применение в качестве компонента активной массы электрода гальванических элементов системы Zn—МпОг. Он используется как окислитель, абсорбент, катализатор и поглотитель в химической, пищевой, металлургической и других отраслях промышленности. Природный диоксид марганца— пиролюзит Чиатурского месторождения — издавна находит широкое применение во многих отраслях народного хозяйства СССР. [c.204] В настоящее время в связи с истощением запасов высококачественных лиролюзитовых руд появилась потребность в заменителе. Таким заменителем стал искусственны диоксид марганца, который получают из рядовых марганцевых руд. Подавляющее большинство искусственного диоксида марганца получают электрохимическим методом (ЭДМ), химический диоксид марганца (ХДМ) осаждается при ззаимодействии раствора соли двухвалентного марганца с сильными окислителями — перхлоратом, перманганатом. [c.204] Известно несколько разновидностей диоксида марганца, различающихся строением кристаллических решеток. В настоящее время классифицируют а-, -, v-, 6-, е-модификации. Кроме того, каждая модификация имеет разновидности. Различие в свойствах МпОг, полученного разными методами, объясняется не только строением кристалличес1 ой решетки, но и размерами кристаллов, их формой и взаиморасположением. [c.204] Исходным сырьем в производстве диоксида марганца электрохимическим способом служат пиролюзит и родохрозит (МпСОз). [c.205] Условия проведения электросинтеза диоксида марганца, предложенные различными исследователями, существенно отличаются по составу электролита, его температуре, а также по природе материалов, используемых для изготовления анодов. [c.205] Условия процесса. Ранее диоксид марганца получали с использованием анодов из графита. Эти аноды были рассчитаны на одноразовое использование — после электролиза графитовые аноды перерабатывали вместе с диоксидом марганца. На практике кроме графитовых используются свинцовые аноды испытаны титановые аноды и аноды из сплава титан — марганец, последние отличаются малой склонностью к пассивации. [c.205] При использовании свинцовых анодов качество диоксида ухудшается за счет попадания в продукт свинца, сурьмы и мышьяка. [c.205] Плотность тока. Анодная плотность тока зависит от сорта получаемого диоксида марганца. Мелкодисперсный диоксид марганца (ЭДМ-1) в виде частиц размером 1-2 мкм получают при анодных плотностях тока 0,75 кА/м . Крупнокристаллический диоксид марганца (ЭДМ-2), содержащий в основном у-модификацию, получают при более низких анодных плотностях тока — 0,15 кА/м . [c.205] Температура раствора зависит от сорта диоксида марганца ЭДМ-1 получают при 20—25 °С, когда скорость гидролиза замедлена и продукт образуется в объеме раствора. Для получения ЭДМ-2, наоборот, рекомендуют поддерживать температуру раствора высокой — 90—94 °С лри этом гидролиз протекает быстро и продукт кристаллизуется иа поверхности анода. Выход МпОг по току достигает 94—98%. [c.206] Ванна установлена на бетонном фундаменте 3. Между фундаментами стоящих рядом ванн возведены опорные промежуточные стойки 6, на которых располагают покрытые изоляционным слоем бетонные головки с промежуточной медной шиной 7. Катодные 8 и анодные 12 рамы с электродами загружают в ванны сверху, с одной стороны ванны они опираются на соответствующую промежуточную шину, а с другой стороны на фторопластовые или полипропиленовые изолирующие бруски. [c.207] Верхняя часть ванны до 500 мм по высоте покрыта слоем неопрена. В каждой ванне установлено 50 анодов и 51 катод. Внутри ванны по торцам размещены подогреватели 11 из свинцовых труб, в которые подают пар. [c.207] Современные электролизеры рассчитаны на нагрузку 10— 20 кА. Для ванн с нагрузкой 20 кА подогрев электролита необходим только в период пуска. [c.207] Полученная в аппарате 6 пульпа поступает в отстойник 7, осветленный раствор подают на фильтр 10, а загущенную пульпу направляют на кислое выщелачивание раствором серной кислоты. Кислое выщелачивание проводят в реакторе 8. Пульпа после кислого выщелачивания разделяется на барабанном вакуум-фильтре 9. Осветленный раствор направляют в аппарат нейтрального выщелачивания 6. Раствор из фильтра 10 поступает яа электролиз. На современных заводах в каждой серии не менее 60 электролизеров. Напряжение на каждом электролизере составляет 2,3 В (на свинцовых анодах). Отработанный электролит стекает из ванн в сборник 14, из которого его перекачивают в реактор 6 для выщелачивания новых порций руды. [c.208] Анодные штанги с отложившимся на них диоксидом марганца тельфером выгружают из ванн и направляют на отбивочные машины 15, и далее ЭДМ поступает в щековые дробилки 16, а затем в промыватель 17 для удаления следов серной кислоты. Вначале ЭДМ промывают раствором щелочи, а затем водой, нагретой до 60—80 °С. Промытую ЭДМ сушат на барабанной сушилке 18 и размалывают в шаровой мельнице 19. [c.208] Вернуться к основной статье