高锰(1030 wt%)高碳锰铁高强度汽车用钢能够实现汽车轻量化并提高汽车安全性,其生产需要低成本、高纯度的锰作为合金元素。而目前国内外金属锰主要是通过电解法制备的,该方法制备金属锰的电流效率低、电解槽压高,致使电解生产金属锰的成本较高。另外,电解锰的原料Mn CO3矿资源的日益贫乏,也造成生产成本的大幅提高。因此,如何获得低成本的高纯锰或锰铁备受人们关注。本文介绍了几种常用的金属锰的制备方法并分析了各自的特点,在此基础上提出了熔盐电解精炼高碳锰铁制备纯净锰铁的方法。选取710℃的NaCl-KCl-MnCl2熔盐体系,通过循环伏安法、方波伏安法、计时电位法研究了Mn2+的电化学行为,并进行恒电压电解制备金属锰。然后,在Mn2+电化学行为研究的基础上,以高碳锰铁为阳极、Mo为阴极、Ag/Ag Cl为参比电极,在710℃的NaCl-KCl熔盐体系中进行恒电压电解制备纯净锰铁。高碳锰铁得到以下主要结论:(1)在710℃的NaCl-KCl-MnCl2熔盐体系中,锰离子的电化学反应是扩散控速的准可逆过程,其还原过程为简单的一步反应且电子转移数为2。在以W为工作电极时,Mn2+的扩散系数为3.99í10-5 cm2·s-1,扩散活化能为4.33í103J·mol-1;在以Mo为工作电极时,Mn2+离子的扩散系数为6.54í10-5 cm2·s-1,扩散活化能为4.97í103 J·mol-1;通过恒电压电解在阴极上获得了金属锰。(2)在710℃的NaCl-KCl熔盐体系中,对高碳(6 wt%)锰铁进行电解精炼,通过恒电压电解获得了纯净锰铁,且阴极与阳极的电流效率分别为79%和93.5%;电解过程中,高碳锰铁中的杂质碳和硅仍留在阳极,维持阳极形状不变;对于圆柱形的高碳锰铁阳极,锰、铁是由外向内一层一层的溶解进入电解液的,且锰的溶解先于铁的溶解;最后,高碳锰铁锰离子和铁离子在阴极沉积形成锰铁。