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迟晓鹏 (迟晓鹏.) [1] (Scholars:迟晓鹏) | 张瑞莹 (张瑞莹.) [2] | 翁威 (翁威.) [3] (Scholars:翁威) | 苏国晖 (苏国晖.) [4] | 谭文 (谭文.) [5] (Scholars:谭文) | 衷水平 (衷水平.) [6] (Scholars:衷水平)

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PKU CSCD

Abstract:

电解锰行业面临电效低、SeO_2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SeO_2的使用量,本文根据电解锰行业标准,配制MnSO_4–(NH_4)_2SO_4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SeO_2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,SeO_2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.

Keyword:

有机物 极化行为 添加剂 电流效率 电解锰

Community:

  • [ 1 ] 福州大学紫金地质与矿业学院
  • [ 2 ] 福建省新能源金属绿色提取与高值利用重点实验室
  • [ 3 ] 紫金矿业集团股份有限公司

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Source :

工程科学学报

ISSN: 2095-9389

CN: 10-1297/TF

Year: 2024

Issue: 05

Volume: 46

Page: 835-843

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