權(quán)利要求書： 1.一種電解金屬錳用的添加劑，其特征在于，所述電解金屬錳用的添加劑為含有咪唑結(jié)構(gòu)的離子液體，其中，所述含有咪唑結(jié)構(gòu)的離子液體為一取代、二取代和三取代咪唑離子液體。

2.一種電解金屬錳用的添加劑在電解錳中的應(yīng)用，其特征在于，包括如下步驟：S1：配制硫酸錳、硫酸銨和含有咪唑結(jié)構(gòu)離子液體的混合溶液；

S2：采用氨水調(diào)節(jié)pH值為7?7.8；

S3：在隔膜電解槽中以鉛合金為陽極，不銹鋼板為陰極，調(diào)整電流、電壓和溫度后進(jìn)行電解；

S4：電解完成后，將陰極的金屬錳進(jìn)行鈍化清洗后剝離。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電解金屬錳用的添加劑在電解錳中的應(yīng)用，其特征在于：所述含有咪唑結(jié)構(gòu)離子液體為含有咪唑結(jié)構(gòu)的離子液體為一取代、二取代和三取代咪唑離子液體的一種或多種組合。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電解金屬錳用的添加劑在電解錳中的應(yīng)用，其特征在于：所述硫酸錳中錳離子濃度為5?50g/L，所述硫酸銨濃度為40?140g/L，所述咪唑類離子液體的濃度為0.01?3g/L。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電解金屬錳用的添加劑在電解錳中的應(yīng)用，其特征在于：所述槽電壓為3?6，陰極電流密度為250?400A/m2。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電解金屬錳用的添加劑在電解錳中的應(yīng)用，其特征在于：所述電解溫度為10?60℃。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電解金屬錳用的添加劑在電解錳中的應(yīng)用，其特征在于：所述電解時間為6?48h。

說明書： 一種電解金屬錳用的添加劑及其在電解錳中的應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及錳電解槽陽極材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電解金屬錳用的添加劑及其在電解錳中的應(yīng)用。背景技術(shù)[0002] 金屬錳用途廣泛，在鋼鐵工業(yè)中，錳的用量僅次于鐵，90％的錳用于鋼鐵工業(yè)，10％用于有色冶金、化工、電子、電池和農(nóng)業(yè)等行業(yè)。我國錳礦資源較為豐富，儲量較大，主要分布在廣西、湖南、重慶和貴州等地區(qū)。在電解錳過程中，電解錳生產(chǎn)的耗電是一個重要指標(biāo)，傳統(tǒng)工藝采用添加SeO2或SO2提高電流效率。

[0003] 國內(nèi)企業(yè)一般加入添加劑SeO2，但SeO2容易發(fā)生一系列水解反應(yīng)，SeO2可以促進(jìn)錳電解反應(yīng)及抑制析氫反應(yīng)，在電解液中水解，SeO2加入到電解液中溶解，在在以下使用問題：①根據(jù)國際上對硒毒性與毒理的研究，人體攝入過量硒會導(dǎo)致硒中毒，表現(xiàn)為疲勞、嘔吐、煩躁、脫發(fā)、指甲脫落、神經(jīng)系統(tǒng)損害、肝硬化、肺水腫、協(xié)調(diào)能力減弱、癱瘓及神經(jīng)系統(tǒng)障礙等癥狀，嚴(yán)重的甚至死亡；對于自然界的其它生物來講，硒攝入過量會引起神經(jīng)系統(tǒng)障礙，水環(huán)境中的魚及水禽會出現(xiàn)畸形甚至死亡；②二氧化硒會在電解過程中形成硒沉淀堵塞隔膜，影響工藝操作；③二氧化硒在陰極還原，與錳形成合金而進(jìn)入產(chǎn)品，影響產(chǎn)品純度質(zhì)量；④部分硒殘留在電解錳的廢水、陽極泥和錳渣中，造成環(huán)境污染。[0004] 國外部分生產(chǎn)廠家在電解錳過程中采用SO2作為添加劑，SO2作為添加劑主要存在以下問題：①其超電勢的增加不如SeO2，容易引起析氫反應(yīng)，電流效率較低，生產(chǎn)成本較高；②電解初期不容易沉積金屬錳，對于陰極板的拋光處理、電解過程的管理水平要求較高。③電解過程中SO2氣體逸出導(dǎo)致車間環(huán)境惡化。

[0005] 吉首大學(xué)陳上采用含硫雜原子的噻吩類有機物作為添加劑進(jìn)行電解實驗；重慶大學(xué)孫大貴采用低含量的SO2為主添加劑，加入5種輔助添加劑A、B、C、D、E，沉積的錳晶型為α?Mn；湖南大學(xué)陽衛(wèi)軍采用50g/L檸檬酸鈉與40mg/L硫代硫酸鈉組成的復(fù)合添加劑電解金屬錳；中南大學(xué)楊萍篩選出硫脲+有機物Y的復(fù)合添加劑可以用作電解錳添加劑。[0006] 以上現(xiàn)有技術(shù)中，均未見相關(guān)工業(yè)化應(yīng)用，本發(fā)明采用咪唑類離子液體作為添加劑應(yīng)用在電解錳過程中，該方法具有環(huán)境無污染、金屬錳純度高等優(yōu)點。發(fā)明內(nèi)容[0007] 本發(fā)明提供一種電解金屬錳用的添加劑及其在電解錳中的應(yīng)用，解決工業(yè)化應(yīng)用問題，該方法具有環(huán)境無污染、金屬錳純度高、電流效率高等優(yōu)點。[0008] 為了解決上述問題，本發(fā)明目的之一是提供一種電解金屬錳用的添加劑，所述電解金屬錳用的添加劑為含有咪唑結(jié)構(gòu)的離子液體，其中，所述含有咪唑結(jié)構(gòu)的離子液體為一取代、二取代和三取代咪唑離子液體。[0009] 本發(fā)明同時還提供一種電解金屬錳用的添加劑在電解錳中的應(yīng)用，包括如下步驟：[0010] S1：配制硫酸錳、硫酸銨和含有咪唑結(jié)構(gòu)離子液體的混合溶液；[0011] S2：采用氨水調(diào)節(jié)pH值為7?7.8；[0012] S3：在隔膜電解槽中以鉛合金為陽極，不銹鋼板為陰極，調(diào)整電流、電壓和溫度后進(jìn)行電解；[0013] S4：電解完成后，將陰極的金屬錳進(jìn)行鈍化清洗后剝離。[0014] 進(jìn)一步地，所述含有咪唑結(jié)構(gòu)離子液體為含有咪唑結(jié)構(gòu)的離子液體為一取代、二取代和三取代咪唑離子液體的一種或多種組合。[0015] 進(jìn)一步地，所述硫酸錳中錳離子濃度為5?50g/L，所述硫酸銨濃度為40?140g/L，所述咪唑類離子液體的濃度為0.01?3g/L。[0016] 進(jìn)一步地，所述槽電壓為3?6，陰極電流密度為250?400A/m2。[0017] 進(jìn)一步地，所述電解溫度為10?60℃。[0018] 進(jìn)一步地，所述電解時間為6?48h。[0019] 本發(fā)明上述一個或多個技術(shù)方案具有如下技術(shù)效果：[0020] 本發(fā)明所提供的電解金屬錳用的添加劑及其在電解錳中的應(yīng)用，解決工業(yè)化應(yīng)用問題，具有如下技術(shù)優(yōu)點：①含有咪唑結(jié)構(gòu)的咪唑離子液體具有較高的離子傳導(dǎo)性、較寬的電化學(xué)窗口、熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性好，電解過程中，無氫氣和其它氣體產(chǎn)生，且具有一定的催化活性，對金屬錳的沉積具有催化作用，電流效率較高；②相對于添加劑SeO2和SO2，含有咪唑結(jié)構(gòu)的離子液體液體飽和蒸汽壓幾乎為零，不揮發(fā)，對環(huán)境無污染；③咪唑結(jié)構(gòu)的離子液體熱容量大，電解過程中溫度穩(wěn)定較易控制，工藝條件較為穩(wěn)定；④含有咪唑結(jié)構(gòu)的離子液體作為添加劑能夠提高各種金屬鹽的溶解性，且粘度較低，提高空時產(chǎn)率和電流效率；⑤含有咪唑咪唑結(jié)構(gòu)的離子液體中不含硫和硒元素，對金屬錳無污染，金屬錳純度≧

99.9％，達(dá)到高純級標(biāo)準(zhǔn)。

附圖說明[0021] 圖1為電解金屬錳用的添加劑在電解錳中的應(yīng)用流程；[0022] 圖2為本發(fā)明實施例1金屬錳的SEM圖譜；[0023] 圖3為本發(fā)明實施例1金屬錳的EDS圖譜；[0024] 圖4為本發(fā)明實施例1金屬錳的XRD圖譜。具體實施方式[0025] 本發(fā)明實施例提供一種電解金屬錳用的添加劑及其在電解錳中的應(yīng)用，解決工業(yè)化應(yīng)用問題，該方法具有環(huán)境無污染、金屬錳純度高、電流效率高等優(yōu)點。[0026] 為了使本發(fā)明的目的及優(yōu)點更加清楚，以下結(jié)合實施例和附圖1和4對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，下面實施例僅用于說明本發(fā)明，而不應(yīng)視為限制本發(fā)明的范圍。實施例中未注明具體條件者，按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過市售購買獲得的常規(guī)產(chǎn)品。[0027] 實施例1[0028] 配制硫酸錳、硫酸銨和1?丁基?3?甲基咪唑氯鹽的混合溶液，錳離子濃度35g/L，硫酸銨濃度110g/L，1?丁基?3?甲基咪唑氯鹽的濃度0.09g/L，用氨水調(diào)節(jié)pH值為7.5，在隔膜2

電解槽中以鉛合金為陽極，不銹鋼板為陰極，調(diào)整電流密度為360A/m ，槽電壓為5.1，溫度為40℃的條件下進(jìn)行電解，電解6小時，將陰極的金屬錳進(jìn)行鈍化清洗后剝離稱重，計算電流效率為64.7％，測定金屬錳純度為99.9％。

[0029] 實施例2[0030] 配制硫酸錳、硫酸銨和1?丁基?3?甲基咪唑氯鹽的混合溶液，錳離子濃度35g/L，硫酸銨濃度110g/L，1?丁基?3?甲基咪唑氯鹽的濃度0.09g/L，用氨水調(diào)節(jié)pH值為7.5，在隔膜2

電解槽中以鉛合金為陽極，不銹鋼板為陰極，調(diào)整電流密度為390A/m ，槽電壓為5.23，溫度為40℃的條件下進(jìn)行電解，電解6小時，將陰極的金屬錳進(jìn)行鈍化清洗后剝離稱重，計算電流效率為62.0％，測定金屬錳純度為99.9％。

[0031] 實施例3[0032] 配制硫酸錳、硫酸銨和1?乙基?2,3?二甲基咪唑氯鹽與1?丁基?3?甲基咪唑氯鹽的混合溶液，錳離子濃度40g/L，硫酸銨濃度100g/L，1?乙基?2,3?二甲基咪唑氯鹽與1?丁基?3?甲基咪唑氯鹽混合溶液的濃度0.12g/L，用氨水調(diào)節(jié)pH值為7.5，在隔膜電解槽中以鉛合

2

金為陽極，不銹鋼板為陰極，調(diào)整電流密度為360A/m 、槽電壓為5.0，溫度為42℃的條件下進(jìn)行電解，電解24小時，將陰極的金屬錳進(jìn)行鈍化清洗后剝離稱重，計算電流效率為67％，金屬錳純度為99.9％。

[0033] 實施例4[0034] 配制硫酸錳、硫酸銨、1?丁基?3?甲基咪唑氯鹽和1?乙基?2,3?二甲基咪唑氯鹽的混合溶液，錳離子濃度40g/L，硫酸銨濃度120g/L，1?丁基?3?甲基咪唑氯鹽和1?乙基?2,3?二甲基咪唑氯鹽的混合溶液的濃度0.15g/L，，用氨水調(diào)節(jié)pH值為7.5，在隔膜電解槽中以鉛2

合金為陽極，不銹鋼板為陰極，調(diào)整電流密度為380A/m 、槽電壓為5.1，溫度為40℃的條件下進(jìn)行電解，電解24小時，將陰極的金屬錳進(jìn)行鈍化清洗后剝離稱重，計算電流效率為

70％，金屬錳純度為99.9％。