权利要求
1.一种金属
锰湿法冶炼生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：
S1.将碳酸锰原矿石粉碎至10-30mm、30-50mm及10mm以下三种粒径原料后混合进行立磨粉磨，得到粒度为100目的
锰矿粉;
S2.将锰矿粉送入浆化桶并加入阳极液进行搅拌混合调成浆液后输送至化合桶，在化合桶中加入浓硫酸、二氧化锰、阳极泥进行反应，制成粗硫酸锰浸出液;
S3.将粗硫酸锰浸出液送至高压
隔膜压滤机进行一次压滤，得到一次滤液和一次滤渣，一次滤渣送至临时堆渣场，一次滤液送至硫化池内加入硫化剂对重金属离子进行硫化，得到硫化料液;
S4.将硫化料液二次压滤进行固液分离，二次滤液流进入到净化槽中，二次滤渣送送至临时堆渣场;向净化槽中加入硫酸
铝和活性炭进行吸附静置，得到吸附静置料液;
S5.吸附静置料液再经三次压滤进行固液分离，得到
电解液和三次滤渣，三次滤渣送至临时堆渣场，向电解液中加入0.1-0.6g/L的二氧化硒后送入电解槽进行电解;
S6.电解液在电解槽内电解时在阴极板上沉积出金属锰，并析出氢，在阳极板上析出氧，并有少量二氧化锰电积物，经过24h电解，金属锰沉积厚度达2-2.5mm后取下阴极板，插入新的阴极板继续电解，电解后的阳极液返回步骤S2中，电解后阴极液送至阴极液循环池，经浓度微调后重新送电解槽进行电解;
S7.将沉积有金属锰的阴极板取出放入沥干槽内沥干电解液后再放入钝化槽中并加入无铬钝化剂进行钝化，沥干槽内收集的电解液进入阴极液循环池;将钝化处理后的带析出锰的阴极板沥干钝化液后放入热水槽中浸泡清洗，清洗完成后进行烘干，烘干后送入剥离机剥离阴极板上的金属锰，得到金属锰产品;将剥离产品后有残留锰的阴极板放入阳极液泡板槽中浸泡后用热水冲洗干净，挑出发毛发白的阴极板送抛光室进行抛光处理后重新回用;阳极板定期取出清洗后回用;
S8.将存放在临时堆渣场的一次滤渣、二次滤渣和三次滤渣与石灰、重金属螯合剂混合搅拌均匀后送入低温回转窑，产生的含氨高湿度烟气经沉降除尘后，经换热器冷却后得到低浓度氨水返回步骤S2中回用，其余尾气进入经过喷淋洗涤装置脱硫后排放，脱氨后的锰渣送入中温焙烧窑进行焙烧改性，焙烧产生的高温尾气进入低温回转窑，利用高温尾气的余热进行干燥与脱氨，焙烧得到胶凝细粉产品。
2.如权利要求1所述金属锰湿法冶炼生产工艺，其特征在于：在步骤S1中，粉磨原料中30-50mm粒径原料占15%，10-30mm粒径原料占25%，10mm以下粒径原料占60%。
3.如权利要求1所述金属锰湿法冶炼生产工艺，其特征在于：在步骤S2中，加入浓硫酸将pH值调节为3，使锰矿粉与浓硫酸发生化学反应，当反应余酸检测为8-9g/L时加入二氧化锰进行反应，当余酸检测为2-3g/L时投入阳极泥，当浸出达终点后加入液氨调节pH值至6.4。
4.如权利要求1所述金属锰湿法冶炼生产工艺，其特征在于：在步骤S2中，浸出温度保持在50℃，浸出反应时间3h-5h。
5.如权利要求1所述金属锰湿法冶炼生产工艺，其特征在于：在步骤S3中，硫化温度50℃-60℃，硫化时间30min-60min。
6.如权利要求1所述金属锰湿法冶炼生产工艺，其特征在于：在步骤S4中，吸附静置温度为35-55℃，吸附静置时间为24h。
7.如权利要求1至6任一所述金属锰湿法冶炼生产工艺，其特征在于：在步骤S6中，所述电解槽包括槽体，所述槽体内交错设有若干阴极板和若干阳极板，所述槽体的两端均为所述阳极板，所述槽体的底部设有底板，所述底板下方设有假底，所述底板上开设有若干与所述假底连通的通孔，所述槽体内插设有阳极框，所述阳极框的两侧面设有隔膜，所述阳极板插设在所述阳极框内，所述阳极框的底端与所述通孔连通，所述槽体内对应两所述阳极框之间的区域为阴极区，所述阴极区对应的所述槽体两侧滑动设有U型阴极框，所述阴极板分别插设在两所述U型阴极框内，所述槽体外的侧壁可转动设有丝杠，所述丝杠与所述U型阴极框配合连接，所述丝杠的一端连接有驱动电机，所述槽体的一侧设有进液管，所述进液管并联连通至所述阴极区对应所述阴极板的一侧，所述槽体的另一侧设有出液管，所述出液管并联连通至所述阴极区对应所述阴极板的另一侧，所述假底的一端连通有阳极液管，所述槽体的两侧分别设有若干U型连通管，所述U型连通管的两端分别与一所述阴极板两边的所述阴极区连通。
8.如权利要求7所述金属锰湿法冶炼生产工艺，其特征在于：所述槽体的外侧壁水平设有导条，所述U型阴极框的一边设有与所述导条对应的限位滑槽。
9.如权利要求8所述金属锰湿法冶炼生产工艺，其特征在于：所述进液管上设有在线离子监测仪。
10.如权利要求9所述金属锰湿法冶炼生产工艺，其特征在于：所述丝杠对称设有两组，两组所述丝杠同时与两侧的所述U型阴极框配合连接，两组所述丝杠的一端通过同步带进行传动连接。
说明书
技术领域
[0001]本发明涉及
电解锰术领域，具体是涉及一种金属锰湿法冶炼生产工艺。
背景技术
[0002]金属锰作为一种重要的基础工业原料，广泛应用于冶金、电池、化工、电子等多个领域，其生产工艺主要分为火法冶炼与湿法冶炼两大类。其中，湿法冶炼因具有工艺流程相对简洁、能耗较低、产品纯度易于控制、对环境的初始污染较小等优势，成为目前工业上生产金属锰的主流工艺，其核心原理是通过酸浸将锰矿石中的锰元素转化为可溶性锰盐，经净化处理后得到合格电解液，再通过电解作用使锰离子在阴极沉积，最终获得金属锰产品。
[0003]然而，在现有金属锰湿法冶炼工艺中，原料预处理环节多为采用单一粒径的锰矿石进行粉磨，容易导致研磨效率下降、锰矿粉粒度不均匀，影响后续浸出工序的反应效率;浸出环节操作流程繁琐，氧化不彻底，易导致铁离子残留，影响后续电解液纯度，在除杂环节易造成局部pH过高，导致锰离子水解沉淀，造成锰资源损失;在净化和电解环节，处理后的滤渣含水率较高，导致滤渣中夹带大量锰液，造成锰资源浪费，净化工艺多为单一净化方式，难以彻底去除料液中的微量杂质、悬浮物及残留重金属离子，电解液纯度不足，进而导致电解过程中阴极沉积的金属锰出现粗大、松散的树枝状结晶缺陷，产品纯度偏低，无法满足使用需求;同时现有工艺中的滤渣多采用直接堆存的方式处理，不仅占用大量土地资源，还易造成土壤、水资源污染。因此，针对现有金属锰湿法冶炼工艺中存在的能耗高、锰浸出率低、产品品质欠佳、生产成本高、环保压力大的痛点，亟需一种流程简洁、高效节能、绿色环保、产品品质高的金属锰湿法冶炼生产工艺。
发明内容
[0004]本发明的主要目的在于克服上述背景技术存在的缺陷，提供一种金属锰湿法冶炼生产工艺。
[0005]为实现上述目的，本发明提出的金属锰湿法冶炼生产工艺，包括以下步骤：
S1.将碳酸锰原矿石粉碎至10-30mm、30-50mm及10mm以下三种粒径原料后混合进行立磨粉磨，得到粒度为100目的锰矿粉;S2.将锰矿粉送入浆化桶并加入阳极液进行搅拌混合调成浆液后输送至化合桶，在化合桶中加入浓硫酸、二氧化锰、阳极泥进行反应，制成粗硫酸锰浸出液;S3.将粗硫酸锰浸出液送至高压隔膜压滤机进行一次压滤，得到一次滤液和一次滤渣，一次滤渣送至临时堆渣场，一次滤液送至硫化池内加入硫化剂对重金属离子进行硫化，得到硫化料液;S4.将硫化料液二次压滤进行固液分离，二次滤液流进入到净化槽中，二次滤渣送送至临时堆渣场;向净化槽中加入硫酸铝和活性炭进行吸附静置，得到吸附静置料液;S5.吸附静置料液再经三次压滤进行固液分离，得到电解液和三次滤渣，三次滤渣送至临时堆渣场，向电解液中加入0.1-0.6g/L的二氧化硒后送入电解槽进行电解;S6.电解液在电解槽内电解时在阴极板上沉积出金属锰，并析出氢，在阳极板上析出氧，并有少量二氧化锰电积物，经过24h电解，金属锰沉积厚度达2-2.5mm后取下阴极板，插入新的阴极板继续电解，电解后的阳极液返回步骤S2中，电解后阴极液送至阴极液循环池，经浓度微调后重新送电解槽进行电解;S7.将沉积有金属锰的阴极板取出放入沥干槽内沥干电解液后再放入钝化槽中并加入无铬钝化剂进行钝化，沥干槽内收集的电解液进入阴极液循环池;将钝化处理后的带析出锰的阴极板沥干钝化液后放入热水槽中浸泡清洗，清洗完成后进行烘干，烘干后送入剥离机剥离阴极板上的金属锰，得到金属锰产品;将剥离产品后有残留锰的阴极板放入阳极液泡板槽中浸泡后用热水冲洗干净，挑出发毛发白的阴极板送抛光室进行抛光处理后重新回用;阳极板定期取出清洗后回用;S8.将存放在临时堆渣场的一次滤渣、二次滤渣和三次滤渣与石灰、重金属螯合剂混合搅拌均匀后送入低温回转窑，产生的含氨高湿度烟气经沉降除尘后，经换热器冷却后得到低浓度氨水返回步骤S2中回用，其余尾气进入经过喷淋洗涤装置脱硫后排放，脱氨后的锰渣送入中温焙烧窑进行焙烧改性，焙烧产生的高温尾气进入低温回转窑，利用高温尾气的余热进行干燥与脱氨，焙烧得到胶凝细粉产品。
[0006]进一步的，在步骤S1中，粉磨原料中30-50mm粒径原料占15%，10-30mm粒径原料占25%，10mm以下粒径原料占60%。
[0007]进一步的，在步骤S2中，加入浓硫酸将pH值调节为3，使锰矿粉与浓硫酸发生化学反应，当反应余酸检测为8-9g/L时加入二氧化锰进行反应，当余酸检测为2-3g/L时投入阳极泥，当浸出达终点后加入液氨调节pH值至6.4。
[0008]进一步的，在步骤S2中，浸出温度保持在50℃，浸出反应时间3h-5h。
[0009]进一步的，在步骤S3中，硫化温度50℃-60℃，硫化时间30min-60min。
[0010]进一步的，在步骤S4中，吸附静置温度为35-55℃，吸附静置时间为24h。
[0011]进一步的，在步骤S6中，所述电解槽包括槽体，所述槽体内交错设有若干阴极板和若干阳极板，所述槽体的两端均为所述阳极板，所述槽体的底部设有底板，所述底板下方设有假底，所述底板上开设有若干与所述假底连通的通孔，所述槽体内插设有阳极框，所述阳极框的两侧面设有隔膜，所述阳极板插设在所述阳极框内，所述阳极框的底端与所述通孔连通，所述槽体内对应两所述阳极框之间的区域为阴极区，所述阴极区对应的所述槽体两侧滑动设有U型阴极框，所述阴极板分别插设在两所述U型阴极框内，所述槽体外的侧壁可转动设有丝杠，所述丝杠与所述U型阴极框配合连接，所述丝杠的一端连接有驱动电机，所述槽体的一侧设有进液管，所述进液管并联连通至所述阴极区对应所述阴极板的一侧，所述槽体的另一侧设有出液管，所述出液管并联连通至所述阴极区对应所述阴极板的另一侧，所述假底的一端连通有阳极液管，所述槽体的两侧分别设有若干U型连通管，所述U型连通管的两端分别与一所述阴极板两边的所述阴极区连通。
[0012]进一步的，所述槽体的外侧壁水平设有导条，所述U型阴极框的一边设有与所述导条对应的限位滑槽。
[0013]进一步的，所述进液管上设有在线离子监测仪。
[0014]进一步的，所述丝杠对称设有两组，两组所述丝杠同时与两侧的所述U型阴极框配合连接，两组所述丝杠的一端通过同步带进行传动连接。
[0015]本发明的有益效果包括：通过步骤S1按比例搭配进料进行实现粉磨效率最大化、能耗最小化、产品粒度均匀化，以增大锰矿粉与浸出剂的接触面积，为后续浸出工序奠定优质基础;通过步骤S2简化浸出环节的操作流程，实现高锰浸出率与高效除杂，减少锰资源损失;通过步骤S3至S5的多级净化工艺协同作用，结合二氧化硒添加剂的应用，显著提升电解液纯度与金属锰产品品质，解决现有产品结晶缺陷问题，满足高端应用需求;通过步骤S6至S7构建电解液闭环循环，降低原料与极板耗材消耗，压缩生产成本;通过步骤S8实现
固废集中处理、氨资源循环与余热梯级利用，既将固废转化为胶凝细粉产品实现资源化，又确保尾气达标排放，彻底解决现有工艺的环保痛点，打造绿色低碳冶炼模式，本发明通过步骤S1至S8全流程工艺的协同优化设计，实现了金属锰湿法冶炼的高效、优质、低成本、绿色环保的综合目标，大幅提升了工艺的实用性与工业化推广价值。
附图说明
[0016]图1是本发明实施例中的金属锰湿法冶炼生产工艺流程图。
[0017]图2是本发明实施例中电解槽的整体示意图。
[0018]图3是本发明实施例中槽体剖切后的示意图。
[0019]图4是本发明实施例中电解槽的另一视角的示意图。
[0020]图5是本发明实施例中U型阴极框的示意图
附图标记：1槽体;2阴极板;3阳极板;4底板;5假底;6通孔;7阳极框;8隔膜;9阴极区;10U型阴极框;11丝杠;12驱动电机;13进液管;14出液管;15阳极液管;16U型连通管;17在线离子监测仪;18同步带;19导条;20限位滑槽。
具体实施方式
[0021]为了使本发明实施例所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0022]需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。另外，连接既可以是用于固定作用也可以是用于电路连通作用。
[0023]需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0024]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本发明实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0025]请参阅图1至图5，本发明公开了一种金属锰湿法冶炼生产工艺，包括以下步骤：S1.将碳酸锰原矿石粉碎至10-30mm、30-50mm及10mm以下三种粒径原料后混合进行立磨粉磨，得到粒度为100目的锰矿粉;其中粉磨原料中30-50mm粒径原料占15%，10-30mm粒径原料占25%，10mm以下粒径原料占60%的比例进行混合后送至立磨机进行粉磨，三种粒径按比例搭配避免了单一粒径入料粉磨的缺陷：例如，全为大粒径时，容易导致立磨机的磨辊负荷过大，能耗飙升，细粉产出慢，产能低;全为小粒径时，颗粒间易抱团，研磨效率下降，还可能出现过粉磨现象，通过按比例搭配进料实现粉磨效率最大化、能耗最小化、产品粒度均匀化，以增大锰矿粉与浸出剂的接触面积，为后续生产工艺的高效浸出、净化、电解环节奠定基础。
[0026]S2.将锰矿粉送入浆化桶并加入阳极液进行搅拌混合调成浆液后输送至化合桶，在化合桶中加入浓硫酸将pH值调节为3，使锰矿粉与浓硫酸发生化学反应，制成粗硫酸锰浸出液，浸出的主要反应产物为硫酸锰、水、二氧化碳气体;经过浸出后铁和一些重金属元素也进入到溶液中，浸出的铁有一部分为Fe2+，当反应余酸检测为8-9g/L时加入二氧化锰进行氧化反应，当余酸检测为2-3g/L时投入阳极泥，阳极泥中主要成分也为二氧化锰，通过氧化反应将Fe2+氧化为Fe3+并水解生成Fe(OH)3沉淀，方便后续工序除去进出液中的铁，当然也可以直接通入氧气进行搅拌氧化;当浸出达终点后，加入液氨或者双飞粉进行搅拌中和1h，将浸出液调节pH值至6.4，此时Fe3+完全水解沉淀，重金属离子，如Zn2+、Co2+、Cd2+、Cu2+等也部分水解生成氢氧化物沉淀，Fe(OH)3胶体充分吸附重金属离子，而且中和时不一次性将pH调至6.4，而是先调至5.0后，搅拌30min去除大部分Cu2+、Cd2+后，再调至6.4，搅拌30min去除剩余重金属并强化吸附，避免局部pH过高导致的Mn 2+水解风险，能够提升重金属去除效率;整个浸出过程温度保持在50℃，浸出反应时间3h-5h，锰浸出率达97%以上，99%铁和87%以上的重金属均进入沉淀的固相，方便后续过滤出来。
[0027]S3.将粗硫酸锰浸出液送至高压隔膜压滤机进行一次压滤，得到一次滤液和一次滤渣，一次滤渣送至临时堆渣场，相比常规的板框压滤机或厢式压滤机，采用高压隔膜压滤机进行过滤后，可通过隔膜充气/充液进行二次压榨，将滤渣的含水率从常规压滤的30%-40%降至15%-20%以下，尽最大可能压干水份，以提高锰的冶炼回收率。在步骤S2中，中和工序对Cu2+、Cd2+的去除较彻底，但Zn2+、Co2+ 仍有残留，去除率仅为70%-80%，将一次滤液送至硫化池内加入硫化剂对重金属离子进行硫化捕捉残留离子，硫化剂采用SDD、硫化氨、多硫化钙、H2S、Na2S 中的任一种，优选采用SDD，硫化温度50℃-60℃，硫化时间30min-60min，将重金属总去除率提升到95%以上，得到硫化料液。
[0028]S4.将硫化料液二次压滤进行固液分离，二次滤液流进入到净化槽中，二次滤渣送送至临时堆渣场;硫化后的二次滤液还残留一定量的有害杂质，如硫、重金属硫化物、SiO2、Al2O3等，向净化槽中加入硫酸铝能够进一步聚凝增粗颗粒沉降，同时静置过程中加入活性炭进行吸附静置，随着二次滤液温度下降，杂质水解物随饱和的MgSO4结晶、CaSO4结晶吸附除去，吸附静置温度为35-55℃，吸附静置时间为24h，得到吸附静置料液。
[0029]S5.吸附静置料液再经三次压滤进行固液分离，得到电解液和三次滤渣，三次滤渣送至临时堆渣场，二次压滤和三次压滤均采用高压隔膜压滤机，三次压滤采用更高精度的滤布，例如为5-10μm孔径，将料液中悬浮物含量降至1mg/L以下，彻底去除前序工艺残留的Al(OH)3絮体、MgSO4/CaSO4细小结晶、活性炭粉末等杂质，然后向电解液中加入0.1-0.6g/L的二氧化硒后送入电解槽进行电解，二氧化硒溶于电解液后，会在阴极表面形成一层吸附膜，吸附膜可选择性抑制锰离子的沉积速率，迫使锰原子以更细密、均匀的方式排列生长，避免形成粗大、松散的树枝状结晶。
[0030]S6.电解液在电解槽内电解时在阴极板2上沉积出金属锰，并析出氢，在阳极板3上析出氧，并有少量二氧化锰电积物形成阳极泥，经过24h电解，金属锰沉积厚度达2-2.5mm后取下阴极板2，插入新的阴极板2继续电解，电解后的阳极液返回步骤S2中，电解后阴极液送至阴极液循环池，经浓度微调后重新送回电解槽进行电解。
[0031]S7.将沉积有金属锰的阴极板2取出放入沥干槽内沥干电解液后再放入钝化槽中并加入无铬钝化剂进行钝化，沥干槽内收集的电解液进入阴极液循环池;将钝化处理后的带析出锰的阴极板2沥干钝化液后放入热水槽中浸泡清洗，清洗完成后进行烘干，烘干后送入剥离机剥离阴极板2上的金属锰，得到金属锰产品;将剥离产品后有残留锰的阴极板2放入阳极液泡板槽中浸泡后用热水冲洗干净，挑出发毛发白的阴极板2送抛光室进行抛光处理后重新回用;阳极板3定期取出清洗后回用。
[0032]S8.将存放在临时堆渣场的一次滤渣、二次滤渣和三次滤渣与石灰、重金属螯合剂混合搅拌均匀后送入低温回转窑，产生的含氨高湿度烟气经沉降除尘后，进行换热器冷却后得到低浓度氨水返回步骤S2中回用，其余尾气进入经过喷淋洗涤装置脱硫后排放，脱氨后的锰渣送入中温焙烧窑进行焙烧改性，焙烧产生的高温尾气进入低温回转窑，利用高温尾气的余热进行干燥与脱氨，焙烧得到胶凝细粉产品。
[0033]在优选实施例中，电解槽包括槽体1，槽体1采用RPP材质制成，在槽体1内交错设有若干阴极板2和若干阳极板3，且槽体1的两端均为阳极板3，在槽体1的底部设有底板4，在底板4下方设有假底5，在底板4上开设有若干与假底5连通的通孔6，槽体1内插设有阳极框7，在阳极框7的两侧面设有隔膜8，阳极板3插设在阳极框7内，阳极框7的底端则与通孔6连通，槽体1内对应两阳极框7之间的区域为阴极区9，阳极框7内为阳极区，在阴极区9对应的槽体1两侧滑动设有呈倒立的U型阴极框10，U型阴极框10的一边伸入至阴极区9内，另一边则位于槽体1外，U型阴极框10与槽体1内侧壁的接触面设有聚四氟乙烯密封材质进行密封，防止电解液渗漏，阴极板2插设在两U型阴极框10之间，即阴极板2插设在阴极区9的内部，而且阴极板2的侧边与阴极区9对应的槽体1侧壁密封，在槽体1外的侧壁可转动设有丝杠11，丝杠11与U型阴极框10进行配合连接，丝杠11的一端连接有驱动电机12，槽体1的一侧设有进液管13，进液管13并联连通至所阴极区9对应阴极板2底部的一侧，槽体1的另一侧设有出液管14，出液管14并联连通至阴极区9对应阴极板2底部的另一侧，假底5的一端连通有阳极液管15，槽体1的两侧分别设有若干U型连通管16，U型连通管16的两端分别与阴极板2顶部两边的阴极区9进行连通。具体的，阴极板2的初始同极极距为60mm,驱动电机12采用伺服电机，阳极板3采用Pb-Ag-
稀土多元素合金制成，阴极板2采用厚度为1.5mm的不锈钢板制成，阴极板2与导电
铜条的连接采用螺栓固定后加焊，避免因连接不紧而引起的阴极板2发热现象，阳极板3的导电铜条除垢后镀上一层金属
锡加导电胶，然后再与极板一起浇铸成型。电解时，电解液经由进液管13并联进入槽体1所有的阴极区9中阴极板2右侧部分，初始进液浓度一致，向上流动通过两侧的U型连通管16进入该阴极板2的左侧，向下折流流动从出液管14流出至下一电解槽或者返回到阴极液循环池重新调节浓度，电解液中Mn2+的浓度沿流动方向会因沉积而逐渐降低，即阴极板2两侧的Mn2+的浓度不同，通过驱动电机12带动丝杠11旋转，丝杠11带动所有U型阴极框10平移，即可带动所有的阴极板2向一侧平移调整阴极板2与对应阳极板3之间的极距，当阴极板2向一侧移动调大极距，另一侧则调小极距，恰好适配单阴极区9右侧高浓度、左侧低的电解液浓度梯度分布;电解锰沉积的核心矛盾是Mn2+沉积与H+析氢的竞争反应，极距的大小直接决定电流密度的高低，进而影响两种反应的占比，初始进液时浓度高，对应调大极距、经过一次电解后浓度低则调小极距，通过极距来调控电流密度，让反应始终向优先沉积锰的方向倾斜，当初始电解液或经阴极液循环池调节后的电解液的整体浓度偏高或偏低，通过丝杆11带动所有阴极板2同步平移对全槽极距的统一调整，例如，丝杆11带动阴极板2向左移动，所有阴极板2右侧(高浓度进液侧)极距调大，左侧(低浓度出液侧)极距调小，右侧大极距抑制析氢，保障结晶致密，左侧小极距能够弥补浓度不足的沉积动力，通过极距与浓度梯度的精准匹配，使电流更多地用于Mn2+的还原沉积，减少无效能耗如析氢、热损耗等，直接提升电流效率、提升了电解效率;同时，可降低槽电压的整体波动进一步降低单位电解锰产品的电耗，降低能耗成本。
[0034]在具体的实例中，在槽体1的外侧壁水平设有导条19，U型阴极框10的一边设有与导条19对应的限位滑槽20。U型阴极框10在左右平移调整时，通过限位滑槽20沿导条19定向滑动，使得所有U型阴极框10(阴极板2)只能沿水平直线方向平移，杜绝了因丝杆11受力不均、U型阴极框10自重等因素导致的横向偏移，确保所有阴极板2与阳极板3的平行度偏差≤0.3mm，避免导致上下极距不一致的情况出现。
[0035]在具体的实例中，在进液管13上设有在线离子监测仪17，在线离子监测仪17采用哈希HMA-TMN，在线离子监测仪17可实时、连续采集进液管13内电解液的Mn2+浓度并反馈到PLC控制器(图未示)，PLC控制器根据浓度变化控制驱动电机12驱动丝杠11进行自动调节。
[0036]在具体的实例中，丝杠11对称设有两组，两组丝杠11同时与两侧的U型阴极框10配合连接，两组丝杠11的一端均设有同步轮，两同步轮通过同步带18进行传动连接，确保U型阴极框10始终沿水平方向平移，阴极板2与阳极板3的平行度偏差≤0.2mm。
[0037]以上内容是结合具体/优选的实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本发明的保护范围。在本说明书的描述中，参考术语“一种实施例”、“一些实施例”、“优选实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。尽管已经详细描述了本发明的实施例及其优点，但应当理解，在不脱离专利申请的保护范围的情况下，可以在本文中进行各种改变、替换和变更。
说明书附图(5)
声明：
“金属锰湿法冶炼生产工艺” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：北方有色网
来源：广西田阳桂航锰业有限公司
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2026年08月06日 ~ 08日 
