[发明专利]一种高纯硫酸锰的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高纯硫酸锰的制备方法。

背景技术

硫酸锰是一种传统的锰盐产品，用途十分广泛。目前，国内硫酸锰生产工艺，主要以软锰矿为原料，分碳火法还原和湿法还原(硫铁矿、硫酸亚铁或钛白废酸等还原剂)酸浸两种浸出工艺技术，然后再进行简单的氧化-水解除铁、硫化除重金属，过滤、静置沉淀，溶液结晶、离心脱水烘干，得到工业级、饲料级或精品级三种级别的硫酸锰产品，用于化肥、饲料、油漆、农药等领域。近年来，随着国外新能源锰酸锂电池技术的发展，以高纯硫酸锰为原料生产锰酸锂越来越受到重视，工艺技术也越来越成熟。

中国专利201210519804.3专利公开了高纯硫酸锰的制备方法，该方法将普通硫酸锰溶解、结晶、再溶解再结晶，得到的硫酸锰钾含量65ppm以上，钠含量58ppm以上。

201210519841.4公开了一种高纯硫酸锰的制备方法，该方法以软锰矿粉作原料，先将软锰矿加浓硫酸预处理，浸出钙镁钾钠等杂质后过滤，滤渣洗涤后加双氧水做还原剂把软锰矿粉还原浸出。浸出液经浓缩结晶，再重结晶得的硫酸锰产品，钾8-20ppm，钠10-30ppm。201210519842.9公开了一种碳火法制备高纯硫酸锰的方法，该方法先将软锰矿粉与煤粉混合，煅烧后加入过量的浓硫酸，反应液加硫化物去除重金属，滤液再加氟化物去除钙、镁，加碳酸氢氨或碳酸铵得到碳酸锰沉淀，用硫酸溶解碳酸锰，然后浓缩、结晶，得到硫酸锰，所得到的硫酸锰产品钾、钠含量在10ppm以下。以上方法的共同特点是化学品用的多，尤其是硫酸的用量相当大，造成的废液多，给三废处理带来了很大的压力。

本发明技术方案是对现有技术的改进。目的是减少化学品的用量，减少三废排放，得到高纯度的硫酸锰。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高纯硫酸锰的制备方法，减少三废排放。

本发明的技术方案是：一种高纯硫酸锰的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，将软锰矿粉与煤粉按一定的比例混合，800℃-900℃煅烧。

第二步，按理论需酸量加入质量浓度为50％的硫酸，75℃-85℃，1.5大气压搅拌反应，反应完毕，冷却至室温，过滤后得到滤液。

第三步，浓缩滤液，至滤液中硫酸锰浓度在215g/L-235g/L范围，10℃-20℃静置，过滤后得到滤液；本步骤的目的是通过调整锰盐的浓度，去除溶液中的钙、镁离子和重金属离子。

第四步，测定滤液中的钾、钠、铁含量，控制溶液中铁离子的摩尔数与钾、钠的摩尔数之和的比为3.01-3.06:1，如果达不到的话，加硫酸亚铁补充。

第五步，浓缩滤液，至滤液中硫酸锰浓度在285g/L-300g/L范围，用氨水调整滤液pH值在4-5.3范围，10℃-15℃静置12-20小时，过滤后得到滤液。

第四步和第五步的目的是通过调整溶液的酸度和锰盐的浓度，让钾钠以黄钾铁矾、黄钠铁矾的形式沉淀。本发明技术方案合理的除掉了溶液中的K、Na等杂质离子，反应方程式如下：

3Fe₂(SO₄)₃+12H₂O+K₂SO₄＝K₂Fe₆(SO₄)₄(OH)₁₂↓+6H₂SO₄，

3Fe₂(SO₄)₃+12H₂O+Na₂SO₄＝Na₂Fe₆(SO₄)₄(OH)₁₂↓+6H₂SO₄。

第六步，测定第五步滤液中的铁含量，用锰粉还有除铁，加理论需要重量1.05倍的锰粉，40℃恒温3小时反应，冷却至室温后，过滤后得到滤液。

第七步，浓缩滤液，调整硫酸锰浓度为350-450g/L，静置结晶，过滤，得硫酸锰晶体。

本发明优选的技术方案是，第一步将软锰矿粉与煤粉的质量比为100:16-20。

本发明优选的技术方案是，第一步将软锰矿粉与煤粉的质量比为100:18。

本发明优选的技术方案是，第三步调整滤液中硫酸锰浓度约220g/L，15℃静置。