一、低硅电解金属锰
目前,电解金属锰的主要用途之一是生产电子级四氧化三锰。四氧化三锰是锰锌铁氧体软磁材料的重要组分,由于全球现代工业的迅速发展,对电子工业产品的质量要求不断提高,因此,对生产电子产品的原材料的质量也提出了越来越高的要求。锰锌铁氧体软磁材料是电子工业产品最主要的原材料,质量的好坏很大程度上决定了电子产品的性能。
四氧化三锰的质量在一定程度上影响了软磁材料的性能,而四氧化三锰的质量在较大程度上又取决于电解金属锰的质量。
我国目前生产四氧化三锰的生产工艺均是采用电解金属锰粉水溶液氧化而制得,原料中的一些有害杂质有些可以除去,有些很难除去。个别的有害元素——硅还会在四氧化三锰的生产工艺中增加。而软磁材料生产企业对四氧化三锰中硅含量有严格的要求,一般要求w(SiO2)≤100μg/g,个别的甚至达到60~80μg/g.目前,我国生产含硒电解锰企业的产品中硅含量大多在100~150μg/g,SiO2含量均在200μg/g以上。四氧化三锰生产企业则要求电解锰中含硅量在30μg/g左右,能达到20μg/g则更佳。按我国电解锰企业现行生产工艺电解锰中硅含量均不能达到这一标准,必须在净化溶液时添加除硅剂才能实现,同时要保持产品场地的环境卫生才能生产低硅金属锰产品。
目前,我国有少数几家企业可以生产出含硅量少于25μg/g的电解锰产品,完全能满足生产高纯四氧化三锰的要求。
二、钝化金属锰粉
随电弧焊的发展,涂药焊条的应用越来越广,涂药中除了含有造渣成分外,还有10%~20%用锰铁或金属锰制成的0~0.5mm的粉体。锰在焊接时的功用是:防止焊缝处液态金属吸收气体,当金属吸收氧时起吸氧剂作用,除此之外,还兼有脱硫与作合金添加剂用途。在一些对焊缝强度有严格要求的条件下,要采用含碳和含氧低的金属锰粉,并且暴露在空气中和放入水中都不易氧化。这种金属锰粉需要经过钝化处理,经过处理后的金属锰粉含氧量在0.4%~0.5%范围,且不易再增氧。
钝化金属锰粉目前主要是用电解金属锰片粉碎成粉状,然后加以钝化处理,工艺过程简单。
目前,全球对钝化锰粉需求量大约是2000t/a,主要生产国家为南非和中国。
三、脱氢锰
从硫酸锰水溶液中电解析出金属锰,因阴极同时存在析锰与析氢两个反应,尽管实际操作过程中采取了抑制氢析出的许多措施,但析氢反应不能完全避免,尤其是夏季生产,电解槽温度偏高的情况下,析氢反应更趋严重。因此,阴极析出的电解金属锰总会夹带或吸附一定数量的氢。一般氢含量在0.015%~0.020%。而在一些特殊情况下,要求电解金属锰中氢含量在0.001%~0.0006%。电解金属锰不经脱氢处理是不可能达到这一要求的。
由于氢与锰不生成化合物,只是吸附或夹带,因此只需将金属锰片在真空状态下加热到550~650℃就可以脱去大部分氢。