[发明专利]一种碱性条件下氧化碳酸锰制备初级化学二氧化锰的方法

说明书

技术领域

本发明属于无机非金属材料领域，特别涉及一种碱性条件下氧化碳酸锰制备初级化学二氧化锰的方法。

背景技术

化学二氧化锰被广泛用作电池正极材料。化学二氧化锰的主要制备方法有还原法、直接氧化法和热分解法等。热分解法有碳酸锰热分解法和硝酸锰热分解法等，国外化学二氧化制备方法主要是碳酸锰热解法，著名的Erachem Europe公司(原比利时Sedema公司)是全世界生产化学二氧化锰最大的公司，采用的方法就是碳酸锰热解法。我国几十年来对碳酸锰热解法等制备方法先后进行过比较系统的研究，曾经几上几下，但一直没有工业化，主要原因是生产技术不过关，其中最为突出的问题是化学二氧化锰视密度过低。二氧化锰视密度与其放电容量密切相关。目前国外化学二氧化锰的视密度达1.8以上，而我国化学二氧化锰视密度的现有水平是1.5～1.6，且很不稳定。目前我国高质量的化学二氧化锰主要依靠进口。化学二氧化锰的视密度与碳酸锰视密度、碳酸锰热解所获得的初级化学二氧化锰质量以及初级二氧化锰重质化过程等密切相关，其中碳酸锰热解制初级化学二氧化锰是关键步骤。碳酸锰热解是一个缓慢过程，很难将碳酸锰完全热解为二氧化锰，热解产物除二氧化锰外，还含有一定量的一氧化锰、三氧化二锰和较多的碳酸锰等，二氧化锰含量一般小于78％。在对含有较多碳酸锰的初级二氧化锰的重质化处理过程中，因碳酸锰与酸反应放出的大量二氧化碳对产品颗粒有强烈的破损作用，很难获得高视密度的化学二氧化锰。

发明内容

本发明目的是在碱性条件下热解碳酸锰制备含二氧化锰大于82～90％的初级二氧化锰。

一种碱性条件下氧化碳酸锰制备初级化学二氧化锰的方法，其特征是采用热解碳酸锰的方法制备初级化学二氧化锰，用空气或氧气作为氧化剂，在碳酸锰固体中加入碱，拌匀，在150～900℃，热分解时间为0.2～40小时条件下，通过氧化得热分解产物，经水洗涤，即可得到含二氧化锰大于82％、最高达90％的初级化学二氧化锰。碱加入量为：碳酸锰重量：碱的重量＝100克：(0.1～30克)。加入的碱为氢氧化钠或氢氧化钾或碳酸钠或碳酸钾。

在碱存在下，碳酸锰的热解速度大幅度提高，产物中碳酸锰含量大幅度降低，二氧化锰含量明显提高，得到的高质量的初级化学二氧化锰因分解氧化彻底，含碳酸锰很少，经重质化可以制备出颗粒完整、视密度高的化学二氧化锰。

具体实施方式

实施例1

称取100克碳酸锰，加3克氢氧化钠，拌匀，放入加热炉，控制350℃，鼓空气氧化8小时，取出分解产物，用水洗涤碱，得含二氧化锰大于82％的初级化学二氧化锰。

实施例2

称取100克碳酸锰，加10克氢氧化钠，拌匀，放入加热炉，控制400℃，鼓空气氧化12小时，取出分解产物，用水洗涤碱，得含二氧化锰大于82％的初级化学二氧化锰。

实施例3

称取100克碳酸锰，加7克氢氧化钾，拌匀，放入加热炉，控制250℃，鼓空气氧化16小时，取出分解产物，用水洗涤碱，得含二氧化锰大于82％的初级化学二氧化锰。

实施例4

称取100克碳酸锰，加1克氢氧化钠，拌匀，放入加热炉，控制500℃，鼓空气氧化6小时，取出分解产物，用水洗涤碱，得含二氧化锰大于82％的初级化学二氧化锰。

实施例5

称取100克碳酸锰，加10克氢氧化钠，拌匀，放入加热炉，控制380℃，鼓空气氧化9小时，取出分解产物，用水洗涤碱，得含二氧化锰大于82％的初级化学二氧化锰。