ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Производство диоксида марганца из "Электрохимическая технология неорганических веществ" Диоксид марганца обладает окислительными, каталитическими и адсорбционными свойствами. Благодаря своим свойствам он находит широкое применение во многих отраслях промышленности. Диоксид марганца используется в качестве деполяризатора в сухих гальванических элементах. Он применяется как окислитель, адсорбент, катализатор в химической, пищевой, металлургической промышленности его используют при получении марганца, сиккативов, как компонент коричневого пигмента для красок, в аналитической химии. [c.188] В связи с истощением запасов высококачественных пиролю-зитовых руд в настоящее время появилась необходимость перерабатывать другие марганцевые руды, из которых диоксид марганца получают электрохимическим (ЭДМ) и химическим (ХДМ) методами. [c.188] Недостатком этого способа является необходимость использования высокосортного пиролюзита с содержанием МпОг не менее 87%. [c.189] Электрохимический метод получения диоксида марганца основан на анодном окислении сульфата марганца. В качестве исходного сырья в этом случае может быть использована практически любая марганцевая руда. В промышленности обычно используют пиролюзит и радохрозит МпСОз. [c.189] В зависимости от условий электролиза можно получать электролитический диоксид марганца с различными физико-химическими свойствами ЭДМ-1 и ЭДМ-2. ЭДМ-1—мелкодисперсный осадок с размером частиц 1—2 мкм является хорошим катализатором, адсорбентом, окислителем органических соединений, но плохим деполяризатором в гальванических элементах. ЭДМ-2, имеющий размер частиц в десятки миллиметров, наоборот, является хорошим деполяризатором, но плохим адсорбентом и катализатором. [c.189] На процесс электролиза и физико-химические свойства получаемого диоксида марганца существенное влияние оказывают состав раствора электролита, электродная плотность тока, материал электродов и температура. [c.190] Наличие некоторых примесей в растворе электролита оказывает значительное влияние на процесс получения диоксида марганца. Так, например, присутствие в электролите Р2О5 существенно снижает выход по току за счет перевода Мпг(804)3 (промежуточного продукта в процессе синтеза диоксида марганца) в стабильное состояние. При этом сульфат трехвалентного марганца легко восстанавливается на катоде. Содержание в электролите 20 кг/м Р2О5 снижает выход по току диоксида марганца до нуля. Крайне нежелательно присутствие в растворе электролита ионов меди и железа. Осаждаясь на катоде в виде дисперсного порошка, медь взаимодействует с целевым продуктом и восстанавливает его. [c.190] Из получающегося по этой реакции сульфата меди вновь образуется металлическая медь н повторяется процесс восстановления МпОг. [c.190] Электродная плотность тока. Выбор рабочих плотностей тока определяется сортом получаемого диоксида маргаица. При получении ЭДМ-1 используют высокую анодную плотность тока (0,75 кА/м ), способствующую более быстрому зарождению большого числа центров кристаллизации. Крупнокристаллический диоксид марганца ЭДМ-2 получают ири более низких плотностях тока — 0,15 кА/м . [c.191] Материалы электродов. При получении диоксида марганца применяют графитовые, свинцовые или титановые аноды. Графитовые и свинцовые аноды рассчитаны на одноразовое использование, так как ири отделении от них осадка МпОг графит разрушается, а свинец деформируется. При использовании титановых анодов их предварительно подвергают обработке для снятия оксидной пленки. Подготовка анодов из титана осуществляется пескоструйной обработкой, обработкой 35%-ным раствором НС1 или 0,5—5%-ным раствором НР. Применяется также предварительная обработка анодов путем- их кратковременной катодной поляризаций. [c.191] Температура. Температурный режим процесса электролиза определяется сортом получаемого диоксида марганца. При получении ЭДМ-1 рабочую температуру поддерживают в пределах 20—25°С, ири этом процесс гидролиза сульфата марганца замедлен и МпОг образуется в объеме электролита. Для получения крупнокристаллического диоксида марганца, наоборот,, температуру раствора электролита повышают до 90—94 °С. В этом случае гидролиз протекает быстро и продукт образуется на поверхности анода. [c.191] Взаимосвязь условий электролиза и свойств ЭДМ. В предыдущем разделе было показано, что изменение условий электролиза существенным образом влияет на свойства получаемого продукта. Поддерживая определенные состав раствора, плотность тока, температуру можно получать диоксид марганца с заранее заданными свойствами. [c.191] Каталитические свойства диоксида марганца определяет также температура электролита. Так, повышение ее от 10 до 70 °С уменьшает каталитическую активность ЭДМ-1 более, чем в два раза. [c.192] Качество ЭДМ-2 зависит от анодной плотности тока, температуры и природы марганцевой соли. [c.192] Снижение анодной плотности тока, повышение температуры и замена сульфатного электролита на хлоридный улучшает свойства ЭДМ-2 при использовании его в качестве деполяризатора в сухих гальванических элементах. [c.192] Технологические схемы производства электролитического диоксида марганца содержат следующие стадии переработка марганцевой руды, приготовление раствора электролита, электролиз, пропитка и сушка готового продукта. Схема производства ЭДМ-1 приведена на рис. 4.30. [c.192] Вернуться к основной статье