[發明專利]一種硫酸錳的制備方法及其制得的硫酸錳產品

有效

• 申請號: 201210163179.3
• 申請日: 2012-05-23
• 公開（公告）號: CN102674467A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 姜志光;華東
• 申請（專利權）人: 貴州紅星發展股份有限公司;深圳市昊一通投資發展有限公司
• 主分類號: C01G45/10
• 分類號: C01G45/10
• 代理公司: 北京市浩天知識產權代理事務所 11276
• 代理人: 雒純丹;劉倞芳

技術領域

本發明涉及無機精細化工產品的制備領域，特別是一種硫酸錳的制備方法及該方法制得的硫酸錳產品。

背景技術

高純硫酸錳可以制備鋰離子電池錳系正極材料，是正極材料三元前驅體（鎳鈷錳化合物）的原料之一，高純硫酸錳的品質直接影響到鋰離子電池的性能，為此尋求以較低工藝成本大規模制備高純硫酸錳成為行業熱點。

目前，高純硫酸錳的制備方法主要是以礦石為起始原料的制備工藝路線。

CN101704554A，采取了利用具有還原性的硫化物與二氧化錳礦進行反應，壓濾分離所得固相再與硫酸反應至pH=3～5，控制硫酸錳濃度300～400g/L范圍，固液分離所得溶液用硫酸酸化至pH值為2-3，并加入過氧化氫并加熱，精密過濾除雜，濾液進行蒸發濃縮結晶以及脫水獲得硫酸錳。該方法利用礦石為原料，由于礦石中雜質成分較多，因此需要控制溶液濃度，精密過濾，結晶等步驟進行除雜處理，然而即使通過這些步驟，得到的產物的雜質含量仍然不可忽略，鈣含量有時可達200ppm，鉀和鈉的含量大約為50ppm，鎳和鋅的含量仍然可測。

CN101723466A，公開了一種利用中低品位MnO₂礦進行煙氣脫硫制備MnSO₄·H₂O的方法，利用中低品位MnO₂礦粉，配制成料漿，先在吸收裝置中通入含硫煙氣，控制氣速和氣液比例，后加入MnO₂料漿，并控制其相對于含硫煙氣作逆向流動，而脫硫后的煙氣自吸收裝置排出，壓濾分離由吸收裝置排出的料漿，將母液導回至吸收裝置，持續此導回操作直至該母液中[MnSO₄]≥200g/L，將所得濾餅在60-70℃下，攪拌洗滌，將壓濾分離所得的澄清溶液調節pH值=2-4，在25℃-95℃，攪拌下加入硫化錳，并過濾除雜，持續攪拌，壓濾分離，蒸發所得澄清濾液，氣流烘干后可得MnSO₄·H₂O。該工藝中雖然采取加入硫化錳過濾除雜，制得硫酸錳，然而其是以中低品位MnO₂礦粉和含硫煙氣為原料的反應，并且工藝復雜，得到的MnSO₄·H₂O純度也僅有最多僅有98.77%。

上述這些制備路線存在工藝流程長、工藝復雜的缺點。

發明內容

本發明采用以電解金屬錳為起始原料，經除雜、凈化工序生產高純硫酸錳產品，解決了工藝流程長的技術問題。

本發明涉及的基本化學反應：

Mn+H₂S?O₄→MnSO₄+H₂↑

MSO₄+MnS→MS↓+MnSO₄

（其中M：Cd、Cr、Cu、Co、Ni、Pb、As、Zn、Se等）

Fe²++H₂O₂→Fe(OH)₃↓+H₂O

一種制備硫酸錳的方法，其特征在于，包括以下步驟：

A先在去離子水中放入金屬錳，在該混合物中緩慢加入硫酸反應至pH值=3.5～4.0，得到溶液；

B在步驟A所得溶液中加入過量的硫化錳，于70～100℃攪拌反應4～6小時，固液分離；

C在步驟B固液分離所得的溶液中加入過氧化氫，攪拌均勻后加熱至沸，固液分離；

D將步驟C固液分離所得的溶液蒸發獲得硫酸錳產品。

優選地，所述步驟A的金屬錳為重量百分含量99%以上的電解金屬錳。

優選地，所述步驟A的金屬錳與去離子水的比例為75～175g/L水，優選125～163g/L水。

優選地，所述步驟A的pH值=3.5。

優選地，所述步驟B的反應加入硫的摩爾數大于等于溶液中鉛的摩爾數的3倍的硫化錳。

優選地，所述步驟B的反應溫度為85～90℃。

優選地，所述步驟B的反應溫度為87℃。

優選地，所述步驟B的反應時間為4.5～5.5小時，優選5小時。

優選地，所述步驟B的過氧化氫的加入量為1.0～3.6L/m³，優選1.7～3.4L/m³。

本發明還涉及一種利用前述方法制備得到的高純硫酸錳產品。