为解决电解锰与电解二氧化锰工业生产中存在的电流效率低、能耗高、污染严重、设备利用率低等不足,应用离子交换膜替代电解锰生产中常用的物理隔膜,进行了离子膜电解同时制备金属锰与二氧化锰的研究。单因素实验结果表明,离子膜阴极电解金属锰电流效率高于工业普通隔膜电解的电流效率,同时能耗降低;降低电流密度及pH值,升高温度有利于降低槽电压;降低电流密度,升高温度及保持pH为7.5,能够降低能耗;在电解液中添加Se及Na2SO3等能够细化锰晶粒,光亮锰层表面,并维持电解液澄清;实验中电解液pH值2h内保持不变。正交实验结果表明各因素对槽电压影响的显著程度依次为:电流密度、温度、锰离子浓度、硫酸铵浓度、pH;各因素对能耗影响的显著程度依次为:硫酸铵浓度、锰离子浓度、电流密度、温度、pH。最佳工艺条件为:锰离子浓度为35g·L^-1,硫酸铵浓度为130g·L^-1,电流密度为400A·m^-2,pH值为7.5,温度为40℃。探索实验表明在低温、pH为3⁴时离子膜电解可以在阳极生成电解二氧化锰。单因素实验结果表明,降低电流密度,增大氢离子浓度,有利于降低槽电压;电流密度为50A·m^-2,pH大于3,硫酸铵浓度低时可以得到较高的电流效率与较低的能耗。正交实验结果表明各因素对槽电压影响的显著程度依次为:电流密度、锰离子浓度、pH与硫酸铵浓度;对能耗影响的显著程度依次为:pH、硫酸铵浓度、电流密度、锰离子浓度。最佳工艺条件为:电流密度为50A·m^-2,pH大于3,锰离子浓度在45⁵5g·L^-1之间。离子膜电解同时制备金属锰与二氧化锰时,阳极电流效率、能耗等受阴极电解参数的影响不大,而阴极电流效率、能耗受阳极电解参数的影响较大。最佳工艺条件为:阳极液锰离子浓度为50g·L^-1,阳极液pH为4,阳极电流密度为40A·m^-2,阴极液锰离子浓度为40g·L^-1,阴极液硫酸铵浓度为100g·L^-1,阴极液pH为7.5,阴极电流密度400A·m^-2。XRD谱图显示电解锰无杂峰,为立方晶型,电解二氧化锰晶型不完整。阳极产物中含二氧化锰大于82mass%,金属锰达到DJMn99.8的质量标准。线性电位扫描极化曲线显示,pH为7.5及加入添加剂会使阴极极化增大,同时抑制氢的析出。与工业化生产相比,离子膜电解同时制备金属锰与二氧化锰能够在阴、阳两极都制备出锰产品,提高了设备利用率,降低了氢气与氧气的析出量。阴、阳极电流效率分别达到97.53%及98.62%,金属锰与二氧化锰的能耗分别为3591kWh·t^-1及2245kWh·t^-1。