[发明专利]一种利用氧化锰矿制备硫酸锰的方法

说明书

技术领域

    本发明属于电池材料加工领域，具体地说是一种利用低品位氧化锰矿在高温条件下制备二氧化锰电解用硫酸锰的方法。

背景技术

在传统的硫酸锰酸浸取制备、及其除杂过程中，由于新生成的二氧化锰具有很大的比表面积，且由于显电负性，故对金属离子，尤其是原子半径大，电子层数多，有不饱和的内电子层易于变形的离子，有着极大的吸附能力，并被应用于化学分析，分析样的制备及化学物的重金属离子净化上。二氧化锰的吸附正离子被认为是一种交换作用，即氢离子从胶体质点的扩散层转入溶液中。二氧化锰不仅对As、Sb、Mo离子具有很强的吸附作用，而且对溶液中的Cu、Co、Ni、Fe等离子均有较强的吸附能力。故采用二氧化锰处理硫酸锰溶液，可以进一步降低溶液中的重金属离子含量，使得硫酸锰溶液更为纯净。而天然二氧化锰（NMD），化学二氧化锰（CMD）及电解二氧化锰（EMD），无论加工致何种细度，其吸附能力都远远不如新生成的二氧化锰，达不到净化硫酸锰溶液中的As、Sb、Mo的目的。如果在净化除杂过程中仅仅依靠新生成的二氧化锰，将加重了除杂过程的成本负担，而如果依靠廉价的细度小氧化锰矿粉，硫酸锰溶液的除杂效果又不显著。

在专利CN201110116976.1，广西桂柳化工公开了本发明涉及一种电解二氧化锰的生产方法，包括以下步骤：A制备粗硫酸锰与矿浆的混合液；B对粗硫酸锰与矿浆的溶液进行中和除铁；C对粗硫酸锰溶液进行三次深度净化除杂：包括一次净化除去重金属、二次净化除去微量元素钼、三次净化除去硫酸钙和硫酸镁；D电解；E漂洗：漂洗分为：热水洗酸、弱碱漂洗、强碱漂洗、热水洗碱、稀酸反洗和热水漂洗六个步骤；F磨粉；G掺混，得到电解二氧化锰产品。本发明以低品位氧化锰矿作为主要原料制备硫酸锰溶液，硫酸锰溶液经过深度净化以后得到高纯度的电解液，在不同的电解条件下可分别生产高性能无汞碱性电池专用电解二氧化锰和汽车动力电池专用电解二氧化锰，电解二氧化锰杂质含量低，产品质量高。该发明虽然得到的产品品质质量高，但其存在生产成本太高、制备工艺过程复杂、耗时长、效率低、方法针对性差、氧化锰矿浸取得到的硫酸锰溶液得率低等问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有电解二氧化锰电解液——硫酸锰溶液的制备方法存在氧化锰矿浸取得硫酸锰率低、除杂效果差、除杂成本高等问题，在硫酸浸取基础上引入SO₂催化作用，在氧化锰矿粉、新生二氧化锰的基础上引入Ca（MnO₄）₂、NaMnO₄中的MnO₄^－作为吸附剂，提供一种利用氧化锰矿制备硫酸锰的方法。

本发明的方案是通过这样实现的：一种利用氧化锰矿制备硫酸锰的方法，该制备方法步骤包括：

a、硫酸锰浸取：将粒度≥150目的氧化锰矿粉、硫铁矿粉、工业硫酸按照重量比10000g：1200~1500g：1800~2200g的比例投入到浸取反应槽中，在搅拌速度为50~70rpm、温度为90-95℃的条件下反应4~5小时，浸取得到粗制硫酸锰浆液。

b、中和除铁：常温条件下，往步骤a得到的粗制硫酸锰浆液中加入碳酸氢铵，中和溶液中残留的H₂SO₄，使溶液pH值为4.5，停止加入碳酸氢铵，检测溶液中二价铁离子的浓度≤10^-5mol/L时为合格，若二价铁离子的浓度＞10^-5mol/L，加入粒度≥300目的氧化锰矿粉，直到混合液中二价铁离子含量合格为止，二价铁离子合格后继续加入碳酸氢铵调整pH值为6.5，检测混合液中三价铁离子的浓度≤10^-5mol/L时为合格，若三价铁离子的浓度＞10^-5mol/L，继续加入碳酸氢铵，直到混合液中三价铁离子含量合格为止，过滤除去滤渣得到粗硫酸锰溶液。