Abstract
Produksjonen av ferromangan (FeMn) er i dag dominert av karbotermisk reduksjon
i nedsenka lysbogeomnar, ein prosess som er knytt til betydelege utslepp av karbondioksid. Oksidsmelte-elektrolyse (MOE) med ein inert anode har vist seg som ein
lovande alternativ teknologi som kan produsere metall direkte frå oksidmalm, samstundes som oksygen vert danna som hovudbiproduktet. Sjølv om tidlegare studiar
har vist at det er mogleg å produsere FeMn ved hjelp av MOE, er faktorane som
påverkar straumverknaden framleis ikkje tilstrekkeleg forståtte.
Målet med denne oppgåva var å undersøkje korleis prosessparametrar og smeltesamansetjing påverkar straumverknadsgrad og metallsamansetjing i ein MOE-prosess
for FeMn. Galvanostatiske elektrolyseforsøk vart gjennomførte i eit laboratorieskala
tre-elektrodesystem med oksidsmelter baserte på CaO-MgO-Al2O3-SiO2-MnO
systemet. Effektane av katodisk straumtettheit, MnO-konsentrasjon, elektrolysetid,
temperatur, atmosfære og tilsetjing av FeO i smelta vart undersøkte. Metallprodukta vart karakteriserte ved hjelp av skanningselektronmikroskopi og energidispersiv spektroskopi, medan den elektrokjemiske åtferda vart vurdert gjennom analyse av straum- og spenningmålingar.
Resultata viste vellukka produksjon av FeMn under alle dei undersøkte forhalda.
Straumverknadsgraden vart funnen å vere sterkt påverka av straumtettheit og smeltesamansetjing. Lågare straumtettheiter gav generelt høgare straumverknadsgrad,
noko som tyder på reduserte masseoverføringsavgrensingar og færre konkurrerande
reaksjonar. Auka MnO-konsentrasjon betra tilgangen på mangan i smelta og påverka
både metallsamansetjinga og den elektrokjemiske ytinga. Temperaturen påverka eigenskapane til smelta og transportfenomena, medan lengre elektrolysetider påverka
prosessstabiliteten og gjenvinninga av produktet. Forsøk utførte i syntetisk luftatmosfære og med tilsetjing av FeO gav vidare innsikt i framtidig industrialisering og
i samreduksjonsåtferda til jern og mangan.
Funna bidreg til ei betre forståing av faktorane som styrer straumverknad og metallsamansetjing i FeMn MOE-system, og gir rettleiing for vidare optimalisering av karbonfri produksjon av FeMn. Resultata støttar den vidare utviklinga av MOE med
inert anode som eit mogleg lågutsleppsalternativ til konvensjonelle teknologiar for
produksjon av ferromangan.