1372.鹵素離子抑制電解金屬錳陽極電化學振蕩的研究

1、鹵素離子抑制電解金屬錳陽極電化學振蕩的研究重慶大學碩士學位論文(專業學位)學生姓名：劉敏指導教師：劉作華教授學位類別：工程碩士（化學工程領域）重慶大學化學化工學院二O一七年六月重慶大學碩士學位論文中文摘要I摘要電解金屬錳生產過程中，陽極上出現的電化學振蕩將增大電解過程的直流電耗，構建電化學振蕩體系，研究電化學振蕩的耦合行為，抑制電化學振蕩能夠降低電解能耗，是電解金屬錳技術發展的重要方向。本研究在傳統硫酸錳體系中引入鹵素離子，考察了氯離子

2、和溴離子是如何抑制陽極電化學振蕩現象。結果表明：①在[Cl]=0~0.303molL范圍內，發現當[Cl]=0.075molL時，能夠有效活化電極，使電解能耗最低為5265kWht、電解效率最高為87.8%。結合電化學實驗發現，隨著氯離子濃度增加（≤0.303molL），電流時間振蕩和電勢時間振蕩曲線的振幅和頻率呈減弱的趨勢，表明氯離子對電化學周期振蕩產生了抑制作用。陽極表面首先產生MnO2陽極泥，隨著反應時間推移和氯離子濃度的增加，氯

3、離子被逐步氧化成ClO4，溶液中的ClO4與溶液中游離的離子生成一種非晶態結構的新物質，這種物質不溶于水，覆蓋在MnO2薄層上，抑制了MnO2的生成，從而抑制了電解金屬錳過程中的周期電化學振蕩，提高了電解效率以及降低了電解能耗。②添加溴離子到電解金屬錳溶液中，發現其可以抑制電化學振蕩現象的發生。隨溴離子濃度從0molL增加到0.263molL，電化學振蕩現象減弱，其振幅呈單調下降的趨勢，頻率呈現先下降再上升的趨勢，體系演化的動力學行為可

4、為“周期性振蕩區域近平衡線性區域”。溴離子對電解金屬錳陽極上的電化學振蕩產生影響的主要原因是：溴離子被電解過程中產生的中間產物雙氧水氧化，消耗了部分氫離子導致溶液的pH值升高，不利于電化學振蕩行為的發生，最終抑制了電化學振蕩現象。氯離子和溴離子對電解金屬錳過程中陽極上發生的電化學振蕩表現出不同程度的抑制作用，氯離子的抑制效果強于溴離子。氯離子的抑制的原因是發生了價態的變化，生成了新的物質，不能再產生誘發振蕩現象的δMnO2，從而抑制了電