[发明专利]电解二氧化锰的除杂方法

说明书

技术领域

本发明属于电解二氧化锰后处理领域，特别是一种电解二氧化锰的除杂方法。 

背景技术

目前，锌锰电池仍然是最重要的化学电源。由于该电池具有放电性能好，便于携带，使用方便，安全可靠，价格低廉等特点，被广泛地应用于小家电、玩具、仪器仪表等。该电池是以二氧化锰作为阳极材料，金属锌为负极的材料，加入某些辅助材料组成的一次性电池。最早的电池阳极材料是将天然二氧化锰经选矿处理而得到，但由于品位低，杂质含量高，且结构复杂，电池的放电性能不理想。六十年代初，电解二氧化锰（又称EMD）开始问世。部分或者全部取代了天然二氧化锰，到2005年全世界EMD的产量达到了52万吨，我国的生产量达到了20万吨，其中部分出口国外，大部分为国内电池厂家做成电池，还有一小部分作为化工原料。 

EMD是通过电解酸性硫酸锰水溶液，在阳极上析出固体块状的EMD，取下后，经水漂洗，雷蒙机粉碎，即可得到电池行业所需要的EMD。为了提高EMD的电化学性能，许多生产厂家和科研部门除在电解工艺上进行不断的改进之外，还通过水漂洗的办法除去杂质，提高产品的二氧化锰含量，消除杂质对产品性能的影响。 

过去的工业生产方法是采用热水，长时间搅拌浸泡多次往复洗涤，然后过滤，该法缺点是耗水量大，浸泡时间长，而且杂质洗除效果并不佳。 

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种电解二氧化锰的除杂方法，本方法不仅能有效去除电解二氧化锰中的低价锰氧化物、铅、铜、硫酸根、钼和铁等杂质，而且能够提高其放电性能。 

为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的： 

一种电解二氧化锰的除杂方法，按照如下步骤进行：将阳极上剥落下来的二氧化锰粉碎至200-500目，加入二氧化锰质量0.5-2.0%的稀硫酸和硝酸混合均匀，稀硫酸和硝酸的质量配比为1-3∶0.3，混合均匀后置于200-250℃下熔烧40-50min，再以5-10℃/min的速度冷却至70-80℃，冷却后过滤，过滤留下的二氧化锰用稀硫酸酸洗，酸洗后与少量水（在本发明中，对于二氧化锰与水的配比并没有限定，只要所加入容器中的水没过电解二氧化锰即可），用微波加热至50-70℃，并采用30-40KHz的超声处理10-20min，处理后烘干，再将烘干后的二氧化锰加入干式磁选机中处理0.5-2h，磁感应强度为1000-2500Gs，即得到精制的电解二氧化锰。

作为本发明的进一步说明，以上所述稀硫酸的浓度为0.05-0.15mol/L，硝酸的质量百分数为2-4%。 

作为本发明的进一步说明，以上所述微波功率为160-300W。 

作为本发明的进一步说明，以上所述干式磁选机的型号为GYC-60B或GYC-2×60，设备选自河南恒安重型机械有限公司。 

本发明的工艺原理是，将二氧化锰加入稀硫酸和硝酸，并于高温下熔烧，冷却，再采用稀硫酸酸洗，可有效降低电解二氧化锰中的铅、铜以及低价锰氧化物等杂质，含铜可降至0.0002%，含铅可降至0.0003%，而且能够提高其放电性能；然后采用微波加热、超声波除杂，可快速降低电解二氧化锰中的硫酸根含量；最后用干式磁选机，可将电解二氧化锰中的铁含量降至0.003%，钼含量降至0.3ppm。 

以上所述低价锰氧化物为Mn₂O₃、Mn₂O₄、MnO，一般来说，EMD中含有2~3%的低价锰氧化物，加酸溶浸的反应方程式为： 

Mn₂O₃+H₂SO₄=MnO₂+MnSO₄+H₂O

Mn₂O₄+2H₂SO₄=MnO₂+2MnSO₄+2H₂O

MnO+H₂SO₄=MnSO₄+H₂O。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明方法去除杂质效果好，能有效去除电解二氧化锰中的低价锰氧化物、铅、铜、硫酸根、钼和铁等，处理时间短，而且能够提高其放电性能。 

具体实施方式