電解金屬錳有關(guān)雜質(zhì)的影響及其來(lái)源和去除方法

電解金屬錳有關(guān)雜質(zhì)的影響及其來(lái)源和去除方法張文山;石朝軍【摘要】闡明了如何保證電解金屬錳產(chǎn)品質(zhì)量這標(biāo)的重要技術(shù),論述了硫化凈化除重金屬的原理與生產(chǎn)實(shí)踐,介紹了國(guó)家經(jīng)貿(mào)委發(fā)布的電解金屬錳行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),分析了如何達(dá)標(biāo)的具體方法.期刊名稱】《吉首大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)》年(卷),期】2009(030)004【總頁(yè)數(shù)】3頁(yè)(P97-99)【關(guān)鍵詞】電解金屬錳;凈化除雜;質(zhì)量達(dá)標(biāo)【作者】張文山;石朝軍【作者單位】中南大學(xué)冶金科學(xué)與工程學(xué)院,湖南,長(zhǎng)沙,410083;中南大學(xué)冶金科學(xué)與工程學(xué)院,湖南,長(zhǎng)沙,410083【正文語(yǔ)種】中文【中圖分類】基礎(chǔ)科學(xué)第30卷第4期2009年7月占首大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)JournalofJishouUniversity(NaturalScienceEdition)VoL30No.4Jul.2009文章編號(hào)：1007-2985(2009)04-0097-03電解金屬錳有關(guān)雜質(zhì)的影響及其來(lái)源和去除方法張文山，石朝軍(中南大學(xué)冶金科學(xué)與工程學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙410083)摘要：闡明了如何保證電解金屬錳產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)標(biāo)的重要技術(shù)，論述了硫化凈化除重金屬的原理與生產(chǎn)實(shí)踐，介紹了國(guó)家經(jīng)貿(mào)委發(fā)布的電解金屬錳行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，分析了如何迭標(biāo)的具體方法，關(guān)鍵詞：電解金屬錳；凈化除雜；質(zhì)量達(dá)標(biāo)中圖分類號(hào)：TF111.52文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A1硫化凈化除重金屬的原理由于金屬錳電位很負(fù)(-1.18V)，在水溶液電積過(guò)程中，比錳更正電位的金屬離子都將優(yōu)先析出，降低錳的電流效率與產(chǎn)品質(zhì)量．比錳更正電位的金屬雜質(zhì)主要來(lái)自于原料錳礦，國(guó)內(nèi)外均采用硫化沉淀法去除，即采用硫化劑福美鈉(S．D．D)，Na2S，(NH4)2S，BaS等沉淀分離重金屬雜質(zhì)．基于各種硫化物具有不同的溶度積將其分離．各種硫化物沉出平衡pH值見(jiàn)表1．表1硫化物沉出的平衡pH值「 T -T|[Mn'-]/mol|[Mnn+]/mol||硫化物10-4|卜 + 4|As2S3-16.12-12.12CdS-2.616-0.616HgS-15.59-13.59SnS-0.028Ag2S—14.14-10.14InzS3-1.760-0.430SbzS3-13.85-9.85ZnS-1.586+0.414Cu2S-13.45-9.45CoS0.3272.327CuS-7.088-5.088NiSa0.6352.635PbS-3.096-1.096FeSl.7263.726NiSr-2.888-0.888MnS3.2965.296|L 丄 」注f=25°C,PH2s—10.1xl04Pa某些金屬硫化物溶度積與溫度(1/T)關(guān)系見(jiàn)圖1。由表1與圖1可知，生成金屬硫化物的順序?yàn)椋篊uS>PbS>CdS>ZnS>CoS>NiS>FeS>MnS.控制優(yōu)化技術(shù)條件，可使金屬雜質(zhì)從硫酸錳溶液中凈化去除．*收稿日期：2009-06-05基金項(xiàng)目：中國(guó)博士后科學(xué)基金—等資助項(xiàng)目(20060400268)作者簡(jiǎn)介：張文山(1962-)，男，河南南陽(yáng)人，中南大學(xué)冶金科學(xué)與工程學(xué)院副教授，中南大學(xué)冶金工程博士后流動(dòng)站博士后，主要從事錳冶金學(xué)研究，第30卷4期2009年7月占首大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)JournalofJishouUniversity(NaturalScienceEdition)VoL30No.4Jul.2009摘要：闡明了如何保證電解金屬錳產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)標(biāo)的重要技術(shù)，論述了硫化凈化除重金屬的原理與生產(chǎn)實(shí)踐，介紹了由于金屬錳電位很負(fù)(-1.18V)，在水溶液電積過(guò)程中，比錳更正電位的金屬離子都將優(yōu)先析出，降低錳的電流效率與產(chǎn)品質(zhì)量．比錳更正電位的金屬雜質(zhì)主要來(lái)自于原料錳礦，國(guó)內(nèi)外均采用硫化沉淀法去除，即采用硫化劑福美鈉(S．D．D)，Na2S，(NH4)2S，BaS等沉淀分離重金屬雜質(zhì).基于各種硫化物具有不同的溶度積將其分離.各種硫化物沉出平衡pH值見(jiàn)表1?表1硫化物沉出的平衡pH值Ln[Mn'-]/molMnn+]/moI出As2S3-16.12-2.616-15.-13.—14.14-10.14Sbz-9.85-1.586+0.414457.088-3.2.888-0.888山注f二25°C,PH2s10.1xl04Pa某些金屬硫化物溶度積與溫度(1/T)關(guān)系見(jiàn)圖1。由表1與圖1可知，生成金屬硫化物的順序?yàn)椋?8吉首大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)第30卷2硫化凈化去除重金屬生產(chǎn)實(shí)踐加入硫化劑(以RS表示)使電解金屬錳浸出除鐵過(guò)濾液中殘存的重金屬離子Cu2+，Cdz+，C02+，Ni2+，Zn2+等雜質(zhì)生成硫化物沉淀除去，以使溶液凈化達(dá)到合格液(新液)質(zhì)量要求.主要化學(xué)反應(yīng)式為:CuS04+RS=RS04+CuS?CdS04+RS=RS04+CdS?NiS04+RS=RS04+NiS?CoS04+RS=RS04+CoS+ZnS04+RS=RS04+ZnS0硫化凈化主要技術(shù)條件為：溫度50-60C，時(shí)間1h?硫化劑用量與種類由凈化前液雜質(zhì)元素及含量確定，硫酸錳硫化漿液重金屬定性合格后采用壓71''/102K圖某些金屬硫化物溶度積與溫度(1/T)關(guān)系濾機(jī)進(jìn)行壓濾液固分離，濾渣送渣庫(kù)，濾液進(jìn)入靜置池.靜置時(shí)間長(zhǎng)短關(guān)系到電解錳產(chǎn)品質(zhì)量的好壞，靜置能使硫化過(guò)程過(guò)濾液中殘留的有害雜質(zhì)如重金屬硫化物、Si02和Al203等進(jìn)—步絮凝沉降，—些膠狀物質(zhì)也能隨過(guò)飽和MgS04和CaS04結(jié)晶吸附去除?一般靜置24~48h后再進(jìn)行精濾，使溶液中

金屬錳的牌號(hào)及化學(xué)成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)％「雜質(zhì)下降至I」：ioc。vlmg/L,PNivlmg/L,PFe<1mg/L,Pz。<3mg/L,pc。<0.5mg/L?靜置后的精濾過(guò)濾液為合格液(新液)、送往電解?根據(jù)電解金屬錳用于鋼鐵冶金工業(yè)的要求，國(guó)家經(jīng)濟(jì)貿(mào)易委員會(huì)于2003-03-18發(fā)布《中華人民共和國(guó)黑色冶金YB/T051-2003電解金屬錳行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》，按錳及其雜質(zhì)含量不同，分為4個(gè)牌號(hào)，其化學(xué)成分應(yīng)符合表2的規(guī)定?表2電解金屬錳的牌號(hào)及化學(xué)成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)％「T T°°——T T T T 1I牌號(hào)MncSPsiSeFe|卜彳|DJMnAn99.95sO.01s0.0350?OOlsO.002s0.0003s0.006DJMnB?99.9s0.02s0.04s0.004s0.001DJMnC>99.88S0.06DJMnD>99.8s0.08s0.003|L 丄 丄 丄 丄 丄 丄 丄 」對(duì)以上各種雜質(zhì)的來(lái)源與去除方法作簡(jiǎn)單討論:⑴碳(C).C的來(lái)源與S?D?D(Sodiumdityyidithiocabamate)有關(guān).S.D.D又稱福美鈉,學(xué)名二甲基胺基磺酸鈉，分子式為(CH3)2NCSzNa，質(zhì)量分?jǐn)?shù)88%以上.結(jié)構(gòu)式為S0(C2Hs)z-C-SNa+H+——,(CzHs)2NH+CS2+Na.生成的CS2與pH值有關(guān).析出的CS2呈懸浮狀，存在于電解液中，電解時(shí)進(jìn)入產(chǎn)品，使產(chǎn)品C和S含量增高，建議pH值控制在7.0~7.2,pH值升高，分解的CS2減少，除去方法：盡量少加S?D?D,控制好pH值.⑵硫(S)?S的來(lái)源主要是電解錳出槽及拋光板未洗干凈帶人S0，晶格中夾附及電解錳表面未洗干凈的MnS04與(NH4)2S04會(huì)造成產(chǎn)品S高.除去方法:-定要把產(chǎn)品電解金屬錳表面清洗干凈.⑶磷(P)?P的來(lái)源主要由錳礦含P高,帶入電解液中.另陰極板拋光液未清洗干凈也可帶人.去除方法：浸出過(guò)程加強(qiáng)除P，把拋光板清洗干凈．(4)硅(Si)．Si的來(lái)源主要是脫板劑Na2Si03、環(huán)境灰塵以及凈化液靜置時(shí)間不夠等帶入．去除方法：加強(qiáng)對(duì)脫板后電解錳清洗，延長(zhǎng)靜置時(shí)間，注意環(huán)境的不利影響.(5)硒(Se).主要是金屬錳電解過(guò)程Se02加入量過(guò)多帶入．解決辦法：適當(dāng)控制好Se02的加入量.(6)鐵(Fe).主要是高位液含鐵不合格以及設(shè)備Fe件帶入，解決辦法：高位液含F(xiàn)e嚴(yán)格把關(guān)，防止電-f.O000N.t6000tV\___-lr.otr\ir'3rr,dsX'Bol硫化凈化去除重金屬生產(chǎn)實(shí)踐加入硫化劑(以RS表示)使電解金屬錳浸出除鐵過(guò)濾液中殘存的重金屬離子Cu2+，Cdz+，C02+，Ni2+，Zn2+等雜質(zhì)生成硫化物沉淀除去，以使溶液凈化達(dá)到合格液(新液)質(zhì)量要求．主要化學(xué)反應(yīng)式為:CuS04+RS二RS04+CuS?CdS04+CdSNiS04+RS二+NiSCoS04+CoS+ZnS04+ZnS0硫化凈化主要技術(shù)條件為：溫度50-60°C,時(shí)間h.硫化劑用量與種類由凈化前液雜質(zhì)元素及含717102K圖濾機(jī)進(jìn)行壓濾液固分離，濾渣送渣庫(kù)，濾液進(jìn)入靜置池．靜置時(shí)間長(zhǎng)短關(guān)系到電解錳產(chǎn)品質(zhì)量的好壞，靜置能使硫化過(guò)程過(guò)濾液中殘留的有害雜質(zhì)如重金屬硫化物、Si02和Al203等進(jìn)一步絮凝沉降，一些膠狀物質(zhì)也能隨過(guò)飽和MgS04和CaS04結(jié)晶吸附去除?一般靜置24~48h后再進(jìn)行精濾，使溶液中雜質(zhì)下降到：ioc。vlmg/L,PNivlmg/L,PFe<1mg/L,pc。<0.5mg/L.靜置后的精濾過(guò)濾液為合格液(新液)、送往電解.根據(jù)電解金屬錳用于鋼鐵冶金工業(yè)的要求，國(guó)家經(jīng)濟(jì)貿(mào)易委員會(huì)于2003-03-18發(fā)布《中華人民共和國(guó)黑色冶金YB/T051-2003電解金屬錳行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》，按錳及其雜質(zhì)含量不同，分為4個(gè)牌號(hào)，其化學(xué)成分應(yīng)符合表2的規(guī)定.2電解金屬錳的牌號(hào)及化學(xué)成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)<0.002<0.0003010608⑴碳(C).C的來(lái)源與S.D.D(Sodiumdityyidithiocabamate)有關(guān).S.D.D又稱福美鈉,學(xué)名二甲基生成的CS2與pH值有關(guān).析出的CS2呈懸浮狀，存在于電解液中，電解時(shí)進(jìn)入產(chǎn)品，使產(chǎn)品C和S含量增高，建議pH值控制在7.0~7.2,pH值升高，分解的CS2減少，除去方法：盡量少加S．D．D，控制好pH(4)硅(Si).Si的來(lái)源主要是脫板劑Na2SiO3、環(huán)境灰塵以及凈化液靜置時(shí)間不夠等帶入.去除方法：(5)硒(Se).主要是金屬錳電解過(guò)程Se02加入量過(guò)多帶入.解決辦法：適當(dāng)控制好Se02的加入量.⑹鐵(Fe).主要是高位液含鐵不合格以及設(shè)備Fe件帶入，解決辦法：高位液含F(xiàn)e嚴(yán)格把關(guān)，防止電-f.O00N.t6tV\___-lr.otr\ir'3rr,dsX'B第4期張文山，等：電解金屬錳有關(guān)雜質(zhì)的影響及其來(lái)源和去除方法99解過(guò)程帶人Fe?參考文獻(xiàn)：[1]譚柱中，梅光貴，李維健，等，錳冶金學(xué)[M].長(zhǎng)沙：中南大學(xué)出版社，2004.[2]梅光貴，鐘竹前，濕法冶金新工藝[M].長(zhǎng)沙：中南工業(yè)大學(xué)出版社,1994.[3]鐘竹前，梅光貴，濕法冶金過(guò)程[M].長(zhǎng)沙：中南工業(yè)大學(xué)出版社，1988.[4]鐘竹前，梅光貴?化學(xué)位圖在濕法冶金和廢水凈化中的應(yīng)用[M].長(zhǎng)沙：中南工業(yè)大學(xué)出版社，1986[5]丁楷如，余遜賢.錳礦開(kāi)發(fā)與加工技術(shù)[M].長(zhǎng)沙：湖南科學(xué)技術(shù)出版社,1992.[6]張文山，梅光貴.電解金屬錳硫化除重金屬的理論分析與生產(chǎn)實(shí)踐[J].中國(guó)錳業(yè)，2004(3)：8-10.Effect,SourceandRemovalofImpuritiesinElectrolyzedManganeseMetalZHANGWen-shan,SHIZhao-jun(MetallurgicalScienceandEngineeringInstituteofCentralSouthUniversity,Changsha410083,China)Abstract:Thispaperdescribesanimportanttechnologyonhowtomakesuretoacquirequalifiedelectro-lyzedmanganesemetalproducts,discussesthesulfurationpurifyingheavymetalprinciplesandproduc-tionprocess.Italsoincludesanintroductionofelectrolyzedmanganesemetalproductindustrialstandardsandananalysisofdetailedmethodsonhowtosatisfythestandardsinmanganeseproduction.Keywords:electrolyzedmanganesemetal;impurityremoval;qualitystandardcir-a-編輯易必武）（上接第91頁(yè)）ApplicationofQuantumDotsinQuantitativeAnalysisWen-long,CHENLi-hua（CollegeofChemistryandChemicalEngineering,JishouUniversity,Jishou,416000,HunanChina）Abstract:Quantumdotshavebeenusedextensivelyforawiderangeofapplicationinbiologicaldetectionandmedicalresearchbasedontheiruniqueandexcellentnatureofthefluorescence.Recentadvanceshaveshownthattheapplicationofquantumdothasbeenextendedtoquantitativeanalysisforinorganicheavymetalions,organicsmallmoleculeanddrugs.Inthisarticle,wediscussrecentdevelopmentsinQdsbio-conjugation,theirapplicationsinquantitativeanalysisaswellaspromisingdirectionsforfutureresearch.Keywords:quantumdot;inorganicheavymetalions;organicsmallmolecule;drug;quantitativeanalysis（責(zé)任編輯易必武）張文山，等：電解金屬錳有關(guān)雜質(zhì)的影響及其來(lái)源和去除方法解過(guò)程帶人Fe.參考文獻(xiàn)：[1]譚柱中，梅光貴，李維健，等，錳冶金學(xué)[M]．長(zhǎng)沙：中南大學(xué)出版社，2004.[5]丁楷如，余遜賢.錳礦開(kāi)發(fā)與加工技術(shù)[M].長(zhǎng)沙：湖南科學(xué)技術(shù)出版社，1992．RemovalofImpuritiesinElectrolyzedManganeseMetalWen-shan,SHIZhao-jun（MetallurgicalScienceandEngineeringInstituteofCentralSouthUniversity,Changsha410083,China）describesanimportanttechnologyonhowtomakesuretoacquirequalifiedelectro-lyzedmanganesemetalproducts,discussesthesulfurationpurifyingheavymetalprinciplesandproduc-tionprocess.Italsoincludesanintroductionofelectrolyzedmanganesemetalproductindustrialstandardsanalysisofdetailedmethodsonhowtosatisfythestandardsinmanganeseproduction.words:electrolyzedmanganesemetal;impurityremoval;qualitystandardir-a-編輯易必武)ofQuantumDotsinQuantitativeAnalysis(CollegeofChemistryandChemicalEngineering,JishouUniversity,Jishou,416000,HunanChina)Abstract:Quantumdotshavebeenusedextensivelyfor