[发明专利]硫酸锰的提纯方法及其硫酸锰

说明书

技术领域：本发明涉及一种硫酸盐的提纯方法及其产品，特别是一种硫酸锰的提纯方法及其硫酸锰。

背景技术：硫酸锰是一种重要的化工产品，其可广泛应用于工农业生产上。在农业上是一种重要的微量元素肥料，是植物合成吐绿素的催化剂，喷洒硫酸锰可使多种经液济作物生长良好，增加产量，还可作饲料添加剂使用。在工业上，高纯硫酸锰主要用于锂离子二次电池锰系正极材料的制备，但是锂离子锰系正极材料对K、Na、Ca、Mg、Fe、F及重金属等指标有较为严格的要求，但允许其中有Li、Co、Ni等离子存在。因此，普通的硫酸锰产品难以作为锂离子的二次电池锰系正极材料的使用，需要对其进行提纯加工。

  一般地，现有的提纯硫酸锰的方法，生产工艺较复杂，生产成本高，在工业上可行性不足，如中国专利号为921126735《高收率制取高纯硫酸锰溶液》，其是以含有钾的低品位碳酸锰为原料，在互相分离的两个浸出器中分两段完成浸出过程，并除去钾，然后制备硫酸锰，其生产成本高，工艺步骤复杂，其生产的硫酸锰难以达到锂离子电池正极材料中的锰源使用。

发明内容：本发明提供一种硫酸锰的提纯方法及其硫酸锰，其是以任意含量的硫酸锰为原料，通过氟化剂与硫化剂对硫酸锰中的杂技离子进行去除，以提高硫酸锰的含量，使其达到符合锂离子电池的原料使用要求。

    本发明一种硫酸锰的提纯方法，以硫酸锰为原料，按如下方法步骤进行：

（1）氟化物除杂：向硫酸锰溶液加入可溶性氟化物，控制硫酸锰浓度为5wt% - 38.6wt%，过滤分离去除反应沉淀物，控制滤液硫酸锰溶液中的金属杂质离子M1与氟化物中的氟离子F的摩尔比例为：M1:F=1:1-3，得滤液为硫酸锰溶液1；

（2）硫化物除杂：向步骤（1）所得的硫酸锰溶液1中加入可溶性硫化物进行反应沉淀，控制硫酸锰溶液1中的剩余金属杂质离子M2与硫化物中的硫离子的摩尔比例为：M2:S=1:1-2，过滤除杂，得滤液硫酸锰溶液2 ；

（3）过滤分离：将步骤（2）得到的硫酸锰溶液2，用活性炭吸附并过滤分离，得过滤液； 

（4）制备硫酸锰：将步骤（3）所得的过滤液，调整pH 值为5.0 -6.0后进行蒸馏,得结晶硫酸锰产品。

本发明所述的硫酸锰的提纯方法，控制所述步骤（1）的除杂反应的温度为10 - 100℃。

本发明优选控制所述步骤（1）的除杂反应的温度为在30 - 60℃。

本发明优选控制所述步骤（1）中硫酸锰浓度为20wt%-30wt%。

本发明所述步骤（1）中可溶性氟化物为可溶性氟盐，所述可溶性氟盐为氟化钠、氟化锂、氟化钾、氟化铵、氟化氢、氟化锰中的任意一种或几种。

本发明所述步骤（2）中加入的硫化物为硫化锰、硫化钙、硫化钠、硫化钾、硫化铵、硫化氢中的任意一种或几种。

本发明所述步骤（4）中蒸馏采用减压蒸馏得到结晶硫酸锰。 

本发明所述的活性炭，经酸洗、水洗后回收再利用。

本发明优选步骤（1）中所述加入可溶性氟化物为氟化锰，步骤（2）所述加入的硫化物优选硫化锰。

本发明所述的硫酸锰依据上述方法制备获得，其纯度大于99 wt%。纯度可达电池级。

本发明采用上述方法生产高纯硫酸锰，是以普通的硫酸锰为原料，硫酸锰原料一般通过市售获得，通过氟化剂和硫化剂进行二次除杂处理，以除去硫酸锰中的杂质离子，使硫酸锰达到生产锂离子电池级的使用要求，解决了萃取法提取时所产生的环境问题和化学法提纯达不到的纯度问题，且生产能耗低。

下面是利用本发明方法生产的高纯硫酸锰产品，经江西省钨与稀土产品质量检测中心检测,各项检测数据如下：国检QT字（2013）00226

送检单位：宜春市同舟新材料有限公司，

产品名称：高纯硫酸锰，

检测依据：参考HG2936-1999；

检测结果见下表1。

      表1