电解锰用途广泛，主要在钢铁工业。锰在钢中的主要作用是提高钢的强度、硬度、弹性极限、耐磨性和耐腐蚀性等。主要用作高合金钢中的奥氏体化合物元素。锰可用于精炼合金钢，如不锈钢、特种合金钢、不锈钢焊条等。也可用于有色合金、化工、医药、食品、分析、科研等。所以缺锰的国家都把它作为战备物资储存起来。目前，我国电解锰主要由高磷低锰矿生产。虽然湖南省湘西自治州花垣县的锰矿储量居世界第二，但按照目前的生产速度，最多只能开采20年。这主要是因为锰矿在生产过程中的浸出率普遍较低(低于70%)，不仅增加了生产成本，造成了严重的资源浪费，同时带来了恶性的锰环境污染。为了提高电解锰的经济效益和社会效益，添加了一些有机物和无机物来提高锰的浸出率。
第一，实验部分
(1)仪器、材料和试剂
仪器:7312-1电动搅拌器、SC-404-36-4电热板、50mL酸滴定管、25mL移液管、量筒、容量瓶。材料和试剂:菱锰矿(来自花垣县锰矿一厂，过200目筛)；尿素、硝酸铵、葡萄糖、蔗糖、硫代乙酰铵、亚硫酸氢钠、二苯磺酸钠、硝酸、硫酸、磷酸等。以上试剂均为工业纯。
(2)实验方法
1.实验原理根据实际生产操作，本实验主要包括以下五个过程。
(1)浸出:菱锰矿的主要成分为碳酸锰、碳酸铁、碳酸镍和碳酸钴，生产时用硫酸浸泡:
碳酸锰+硫酸=硫酸锰+H2O+二氧化碳
碳酸铁+硫酸=硫酸亚铁+H2O+二氧化碳
尼科3+硫酸=硫酸镍+H2O+二氧化碳
可可碱+硫酸=硫酸钴+H2O+二氧化碳
(2)氧化:
硫酸亚铁+二氧化锰+2h2so 4 =硫酸锰+硫酸铁+2H2O
c 6 h12 o 6+12 MnO 2+12 h2so 4 = 12 mnso 4+2H2O
(3)中和:
Fe2(SO4)3+6 nh4oh = Fe(OH)3+3(NH4)2so 4，
(4)硫化:
硫酸镍+(NH4)2S=NiS+(NH4)2SO4
CoCO3+(NH4)2S=CoS+(NH4)2CO3，
(5)滴定:
Mn3++Fe2+=Mn2++Fe3+
(2)浸出法:将80mL硫酸(质量分数为40%)倒入500mL烧杯中，分批加入50g锰矿粉(以大量气泡被表镜遮盖为准)。加入矿粉后，充分搅拌一段时间，然后加入添加剂充分反应。反应结束后(泡沫塑料消失一段时间)，过滤，除去滤渣，分析锰的浸出率。
(3)用氧化滴定法取滤液后，测量其体积V，根据下式计算滤液中Mn2+含量:
Mn2+含量(g/ml-1) = g× 21.33%/v (1)
g为锰矿石粉的质量。用25毫升移液管转移25毫升滤液，并稀释于250毫升容量瓶中。根据公式(1)计算的结果，用10mL移液管移取约10mL稀释剂至锥形瓶中，加入15mL浓硫酸，盖好表面(当样品中有机物和硫化物含量较高时，应分次加入硝酸溶解矿石，直至溶液因三价锰而呈紫色)， 在电热板上加热分解(经常摇动锥形瓶)至无黑色残渣并开始冒烟时，取下，立即加入2g硝酸铵并快速摇动，使第二溶液溶解。 静置一会，冷却至室温，用冷水冲洗表面和瓶壁并稀释至刻度，摇匀，再用冷水冲洗至室温。加入尿素，用硫酸亚铁铵溶液滴定至浅红色，然后加入二苯胺磺酸钠滴定至紫色消失。读取消耗硫酸亚铁铵的体积数V，根据公式(1)计算锰的浸出率。
二。结果和讨论
(1)数据处理
湖南省古丈县电解锰厂提供的酸矿比为100∶58，为最佳配比。在这个实验中采用了这个比例。作者针对不同的浸出时间和氧化时间做了大量的实验，现将数据处理如下。
相同添加剂剂量和不同浸提时间的比较如表1所示。
表1添加剂用量对浸出率的影响
表2浸出时间对浸出率的影响
影响浸出率的因素包括温度、酸、搅拌强度、浸出时间、添加剂、矿粉酸比等。其中酸、浸出时间和添加剂是最重要的因素。一般来说，浸出时间越长，浸出率越高。氧化时间和温度也有影响。用硝酸铵氧化锰时，温度过低，氧化不完全。然而，当温度过高且氧化时间长时，焦磷酸盐可能沉淀。一般应控制在磷酸液面平静，开始冒白烟时，加入硝酸铵最合适，用量不宜过小，加1.0 ~ 1.5g即可.
(3)添加剂对浸出率的影响
添加不同添加剂后，锰矿粉的酸浸出率结果表明，有机试剂的浸出率高于无机试剂，尤其是葡萄糖和蔗糖对锰矿的浸出率影响较大，且其成本较低，对操作人员和环境无毒害作用，是一种值得推荐的添加剂。硫代乙酰胺和亚硝酸钠对浸出率影响不大。浓硫酸虽然可以提高浸出率，但其酸性很容易腐蚀生产设备，不符合生产实际。三价锰比较稳定，存放时间长短不会影响。但加入硝酸铵氧化后，冷却时间不宜过长，加水后一定要摇匀，以免硅酸粘在瓶底。二氧化锰不用于除铁，因为结果可能很低。
