电解锰阳极泥的利用研究进展
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第 ３ ７卷第 １ ０期 ２ ０ １ ５年 １ ０月
武
汉
工
程
大
学
学
报
Ｖｏ １ ． ３ ７ Ｎ０． １ ０ ０ｃ ｔ ．２ Ｏｌ ５
Ｊ ． Ｗｕ ｈ ａ ｎ Ｉ ｎ ｓ ｔ ．
Ｔ ｅ ｃ ｈ ．
文章编 号 ： １ ６ ７ ４— ２ ８ ６ ９ （ ２ ０ １ ５ ） １ ０ —０ ０ ０ ５ —０ ５
些杂质如 Ｐ ｂ 、 Ｓ ｎ可分 布 其 中 ， 使 阳极 泥呈 失 活
的 Ｍｎ Ｏ ： ［ ． 对 原 样 阳极 泥 的微 区进 行 分 析 ， 如 图
１ 所示 ， 阳极 泥 以 “ 封闭相 ” 的形 式 存 在 于 胶 状 体
系 中［ ９ １ ．
１ 产 生机 理 及 基 本 特 性 分 析
一
利用 ． 一般作为危险废渣堆存 、 炼钢添加剂或廉价 出售 。 并 未得 到较 好 的 开发 和综 合 利 用 ， 不 仅 资源
浪费 ． 而且 处理 不 当易造 成相 当程度 的环境 污染 ．
当前 ， 随着锰矿资源 日益枯竭 ， 电解锰产品需 求 增加 与锰 矿资源 枯竭 的矛 盾 日益 明显 ， 在此 形势 下． 回收再利 用 电解锰 阳极 泥对于减 少锰 矿资 源消 耗、 降低堆存的环境风险有着积极意义．
Ｏ 引 言
随着 我 国钢铁 工 业生 产 的发 展 和 锰 系产 品出 口的增 加 ， 尤其 是 电解 锰 产 品 的大 幅增 长 ， 锰 矿 石 的 消费 量也 进 一步 增 加 ．加 速 了 国 内有 限 的矿 石 消耗 ［ １ － ２ ］ ，截止 ２ ０ １ ３ 年 底 ，电解 锰产 能 已达 到 了 １ ８ ８ 万 吨／ 年 ３ ］ ， 而 在 电解 金属 锰 的 生产 过 程 中 ． 不
电解锰 阳极泥 的利用研 究进展
黄良 取 ， 黄升谋 ， 唐疆蜀２ ７ 张宏波。 ， 杨 欢
１ ． 湖 北 文 理 学 院化 学 工程 与食 品 科 学 学 院 ， 湖 北 襄阳 ４ ４ １ ０ ５ ３ ； ２ ． 荆 门 市环 境 科 学研 究 院 ， 湖北 荆 门 ４ ４ ８ ０ ０ ０ ； ３ ． 武 汉 工程 大 学化 学 与 环 境 工程 学 院 ， 湖北 武汉 ４ ３ ０ ０ ７ ４
质量分数／ ％ ４ ５ ３ ． ７ ３ ０ ． ２ ５ ４ ． ３ １ ４ ． １ １ ５ ． ６ ６ ０ ． ２ ０
注： 元素平均质量分数以及种类与电解锰生产厂家有关
业 每 年 产 生 阳极 泥 ｌ Ｏ万 吨 以上 。 累 积 量 已达 到 ９ ２ 万 吨 以上 ． 这 些 阳极 泥 因其组 成 复杂 ， 难 以加 以
表 １ 电解 锰 阳极 泥 中主 要 元 素 平 均 质 量 分 数
Ｔ ａ ｂ ｌ ｅ １ Ｔ ｈ ｅ ａ ｖ ｅ ｒ ａ ｇ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｍａ ｊ ｏ ｒ ｅ ｌ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ ｓ ｉ ｎ
ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｌ ｙ ｔ ｉ ｃ ｍａ ｎ ｇ ａ ｎ ｅ ｓ ｅ ａ ｎ ｏ ｄ ｅ ｓ ｌ ｉ ｍｅ
摘 要： 在 电解 金属锰 的生产 过程 中不可 避免 的会产 生高 含锰 率的 阳极泥 ， 因其 组成 和结 构较为 复杂 ． 大
部分 阳极泥 被作为 危险废 物堆存 或廉价 销售 ， 并 未得 到合理 利用 ． 结 合近 年的文 献资 料量及其赋 存形态 ， 指 出了 以还原 法 、 活化法 及物理 法实现 阳极泥 资源 化存在 二次环境 污染 、 电
色结 晶物 （ Ｎ Ｉ － Ｉ ， ） ￣ Ｓ Ｏ ， ， 阳 极 泥 主要 含 有 Ｍｎ 、 Ｐ ｂ 、 Ｓ ｎ 、
Ｃ ａ 、 Ｆ ｅ 、 Ｍ ｇ 、 Ｓ ｅ 等元素［ － ７ ］ ， 其平均质量分数见表 １ ， 其 中 Ｍｎ平 均 质 量 分 数 大 于 ４ ５ ％． Ｐ ｂ平 均 质 量 分 数 约为 ３ ． ７ ％．
水合物一起沉淀 ， 形成典型 的胶状 构造 ［ ５ ］ ． 电解锰 阳极泥为黑色大小不一的固体物质 ， 其中分散着白
可避免地在电解槽的阳极 区产生大量高含锰率的 阳极 泥 ，而 每生 产 １吨 电解锰 会 产 生 高含 锰 率 的
阳极 泥为 ０ ． ０ ５ ～ ０ ． ０ ８吨［ ， 由此推 断 。 我 国电解 锰行
元 素名称 Ｍｎ Ｐ ｂ
ｓ ｎ
Ｆ ｅ
Ｃ ａ Ｍ ｇ ｓ ｅ
在 电解 锰 的生 产 过程 中 。阳极 区 Ｍｎ 不 可避
２ 综 合 利 用 的 现 状
通过 分 析 国 内外 关 于 电解锰 阳极 泥 的研究 现 状， 各资 源 利用 现状 的主题 思 路 分三 类 ： 第 一类 采
免 的被 氧 化 并 形 成 Ｍｎ 的水 合 氧 化 物 （ 水 羟 锰 矿） ， 同时 阳极 板 中 的铅 锡合 金 亦 被 氧化 并 与锰 氧
阳极泥主要成份为 Ｍ ｎ Ｏ ： ，其基本结构是由 １
个 锰原 子 核与 ６ 个 氧 原 子配 位 形 成 的六方 密 堆 积 结构 ， 这 种 结 构 形 成 的 复 杂 网 络可 容 纳 不 同 的 阳 离 子［ ８ ］ ． 陶长元 ［ ］ 等研 究 表 明 阳极 泥 主要 为 非 化学 计 量 的化 合 物 Ｍｎ Ｏ ｘ （ １ ＜ ＜ ２ ） ， 其 晶 格 缺 陷较 大 ，
池 材料 电化学性能 差等缺 点 ， 明确 了以深入分析 阳极泥 中杂 质元素 的净化机 理为研 究方 向 ， 提 出了以 阳极
泥为锰 源制备锰 酸锂 电池 材料是 实现 阳极泥 资源化 的有效途径 ．
关键词 ： 电解 锰 ； 阳极泥 ： 利用 ： 进 展 中图分 类号 ： Ｘ ７ ０ ５ 文献标 识码 ： Ａ ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ４ ． ２ ８ ６ ９ ． ２ ０ １ ５ ． ０ ９ ． ０ ０ ２
武
汉
工
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大
学
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Ｖｏ １ ． ３ ７ Ｎ０． １ ０ ０ｃ ｔ ．２ Ｏｌ ５
Ｊ ． Ｗｕ ｈ ａ ｎ Ｉ ｎ ｓ ｔ ．
Ｔ ｅ ｃ ｈ ．
文章编 号 ： １ ６ ７ ４— ２ ８ ６ ９ （ ２ ０ １ ５ ） １ ０ —０ ０ ０ ５ —０ ５
些杂质如 Ｐ ｂ 、 Ｓ ｎ可分 布 其 中 ， 使 阳极 泥呈 失 活
的 Ｍｎ Ｏ ： ［ ． 对 原 样 阳极 泥 的微 区进 行 分 析 ， 如 图
１ 所示 ， 阳极 泥 以 “ 封闭相 ” 的形 式 存 在 于 胶 状 体
系 中［ ９ １ ．
１ 产 生机 理 及 基 本 特 性 分 析
一
利用 ． 一般作为危险废渣堆存 、 炼钢添加剂或廉价 出售 。 并 未得 到较 好 的 开发 和综 合 利 用 ， 不 仅 资源
浪费 ． 而且 处理 不 当易造 成相 当程度 的环境 污染 ．
当前 ， 随着锰矿资源 日益枯竭 ， 电解锰产品需 求 增加 与锰 矿资源 枯竭 的矛 盾 日益 明显 ， 在此 形势 下． 回收再利 用 电解锰 阳极 泥对于减 少锰 矿资 源消 耗、 降低堆存的环境风险有着积极意义．
Ｏ 引 言
随着 我 国钢铁 工 业生 产 的发 展 和 锰 系产 品出 口的增 加 ， 尤其 是 电解 锰 产 品 的大 幅增 长 ， 锰 矿 石 的 消费 量也 进 一步 增 加 ．加 速 了 国 内有 限 的矿 石 消耗 ［ １ － ２ ］ ，截止 ２ ０ １ ３ 年 底 ，电解 锰产 能 已达 到 了 １ ８ ８ 万 吨／ 年 ３ ］ ， 而 在 电解 金属 锰 的 生产 过 程 中 ． 不
电解锰 阳极泥 的利用研 究进展
黄良 取 ， 黄升谋 ， 唐疆蜀２ ７ 张宏波。 ， 杨 欢
１ ． 湖 北 文 理 学 院化 学 工程 与食 品 科 学 学 院 ， 湖 北 襄阳 ４ ４ １ ０ ５ ３ ； ２ ． 荆 门 市环 境 科 学研 究 院 ， 湖北 荆 门 ４ ４ ８ ０ ０ ０ ； ３ ． 武 汉 工程 大 学化 学 与 环 境 工程 学 院 ， 湖北 武汉 ４ ３ ０ ０ ７ ４
质量分数／ ％ ４ ５ ３ ． ７ ３ ０ ． ２ ５ ４ ． ３ １ ４ ． １ １ ５ ． ６ ６ ０ ． ２ ０
注： 元素平均质量分数以及种类与电解锰生产厂家有关
业 每 年 产 生 阳极 泥 ｌ Ｏ万 吨 以上 。 累 积 量 已达 到 ９ ２ 万 吨 以上 ． 这 些 阳极 泥 因其组 成 复杂 ， 难 以加 以
表 １ 电解 锰 阳极 泥 中主 要 元 素 平 均 质 量 分 数
Ｔ ａ ｂ ｌ ｅ １ Ｔ ｈ ｅ ａ ｖ ｅ ｒ ａ ｇ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｍａ ｊ ｏ ｒ ｅ ｌ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ ｓ ｉ ｎ
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摘 要： 在 电解 金属锰 的生产 过程 中不可 避免 的会产 生高 含锰 率的 阳极泥 ， 因其 组成 和结 构较为 复杂 ． 大
部分 阳极泥 被作为 危险废 物堆存 或廉价 销售 ， 并 未得 到合理 利用 ． 结 合近 年的文 献资 料量及其赋 存形态 ， 指 出了 以还原 法 、 活化法 及物理 法实现 阳极泥 资源 化存在 二次环境 污染 、 电
色结 晶物 （ Ｎ Ｉ － Ｉ ， ） ￣ Ｓ Ｏ ， ， 阳 极 泥 主要 含 有 Ｍｎ 、 Ｐ ｂ 、 Ｓ ｎ 、
Ｃ ａ 、 Ｆ ｅ 、 Ｍ ｇ 、 Ｓ ｅ 等元素［ － ７ ］ ， 其平均质量分数见表 １ ， 其 中 Ｍｎ平 均 质 量 分 数 大 于 ４ ５ ％． Ｐ ｂ平 均 质 量 分 数 约为 ３ ． ７ ％．
水合物一起沉淀 ， 形成典型 的胶状 构造 ［ ５ ］ ． 电解锰 阳极泥为黑色大小不一的固体物质 ， 其中分散着白
可避免地在电解槽的阳极 区产生大量高含锰率的 阳极 泥 ，而 每生 产 １吨 电解锰 会 产 生 高含 锰 率 的
阳极 泥为 ０ ． ０ ５ ～ ０ ． ０ ８吨［ ， 由此推 断 。 我 国电解 锰行
元 素名称 Ｍｎ Ｐ ｂ
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Ｃ ａ Ｍ ｇ ｓ ｅ
在 电解 锰 的生 产 过程 中 。阳极 区 Ｍｎ 不 可避
２ 综 合 利 用 的 现 状
通过 分 析 国 内外 关 于 电解锰 阳极 泥 的研究 现 状， 各资 源 利用 现状 的主题 思 路 分三 类 ： 第 一类 采
免 的被 氧 化 并 形 成 Ｍｎ 的水 合 氧 化 物 （ 水 羟 锰 矿） ， 同时 阳极 板 中 的铅 锡合 金 亦 被 氧化 并 与锰 氧
阳极泥主要成份为 Ｍ ｎ Ｏ ： ，其基本结构是由 １
个 锰原 子 核与 ６ 个 氧 原 子配 位 形 成 的六方 密 堆 积 结构 ， 这 种 结 构 形 成 的 复 杂 网 络可 容 纳 不 同 的 阳 离 子［ ８ ］ ． 陶长元 ［ ］ 等研 究 表 明 阳极 泥 主要 为 非 化学 计 量 的化 合 物 Ｍｎ Ｏ ｘ （ １ ＜ ＜ ２ ） ， 其 晶 格 缺 陷较 大 ，
池 材料 电化学性能 差等缺 点 ， 明确 了以深入分析 阳极泥 中杂 质元素 的净化机 理为研 究方 向 ， 提 出了以 阳极
泥为锰 源制备锰 酸锂 电池 材料是 实现 阳极泥 资源化 的有效途径 ．
关键词 ： 电解 锰 ； 阳极泥 ： 利用 ： 进 展 中图分 类号 ： Ｘ ７ ０ ５ 文献标 识码 ： Ａ ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ４ ． ２ ８ ６ ９ ． ２ ０ １ ５ ． ０ ９ ． ０ ０ ２
