[發明專利]高純硝酸錳及其制備方法

有效

• 申請號: 201310355830.1
• 申請日: 2013-08-15
• 公開（公告）號: CN103435103A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 姜志光;華東;高月飛;馬新宏
• 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: C01G45/08
• 分類號: C01G45/08
• 代理公司: 北京市浩天知識產權代理事務所 11276
• 代理人: 劉云貴;李郁

技術領域

本發明涉及無機化學領域，具體的，涉及一種高純硝酸錳及其制備方法。

背景技術

高純硝酸錳主要應用于鋰離子二次電池三元正極材料前驅體的制備，以及高純錳氧化物的生產。傳統硝酸錳的生產方法主要是金屬錳-硝酸法，該方法的缺陷是所得產品中重金屬含量高，生產能耗大、成本高。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：克服現有高純硝酸錳中重金屬含量高的缺陷，提供了一種高純硝酸錳及其制備方法，采用硫化錳-硝酸工藝路線，得到了低重金屬含量的高純液體硝酸錳產品，降低了工藝成本。

為了解決上述技術問題，本發明提供的第一技術方案是，一種硝酸錳的制備方法，該方法包括：

（1）硫化

將含有氨氣和硫化氫氣體的混合氣體與150～300g/L的硫酸錳溶液，進行硫化反應，直至溶液中Mn²⁺濃度小于500ppm時停止反應，固液分離，然后將得到的硫化錳濾餅洗滌待用；

（2）酸化

在氮氣氣氛下，將硝酸加入到（1）硫化步驟所得硫化錳濾餅中，維持反應體系溫度小于50℃，反應過程中采用氮氣置換反應產生的硫化氫氣體；攪拌反應至pH值3.5～4.0時停止加酸；然后固液分離，所得濾液為硝酸錳產品。

前述的硝酸錳的制備方法，步驟（1）中，所述硫酸錳溶液的濃度為200-250g/L。

優選的，步驟（1）中，將氨氣和硫化氫氣體（優選反應摩爾比）通入吸收塔中，硫酸錳溶液噴射吸收上述氣體進行硫化反應。溶體的噴射速度和產品品質關系不大。

前述的硝酸錳的制備方法，步驟（1）中，固液分離所得濾餅用60～65℃去離子水按料水比1:4洗滌二次，每次3小時，然后壓濾分離，得到水分含量小于25%的濾餅。

前述的硝酸錳的制備方法，步驟（2）中，反應所得硫化氫氣體用于步驟（1）中的硫化反應。

前述的硝酸錳的制備方法，步驟（2）中，固液分離前，在反應溶液中按照MnS/Fe=2/1的摩爾比例加入硫化錳濾餅，攪拌4～5小時；然后按照摩爾比例[SO₄^2-]：[Ba²⁺]=1：1，將氫氧化鋇溶液加入到反應溶液中，攪拌反應1.5～2小時。

前述的硝酸錳的制備方法，該方法進一步包括（3）凈化步驟，該步驟包括：按照每立方米溶液1.0～1.5升的比例，在步驟（2）得到的濾液中加入過氧化氫溶液，45～50℃攪拌0.5-1.5小時，過濾，冷卻。

本發明提供第二技術方案是，一種硝酸錳，由上述方法制得。

前述的硝酸錳，Fe含量＜0.34ppm，不含Cu、Co、Ni、Pb、As、Cr和Cd。

采用本發明的技術方案，至少具有如下的有益效果：

采用硫化錳-硝酸制備了低重金屬高純硝酸錳產品，其Fe含量＜0.34ppm，不含Cu、Co、Ni、Pb、As、Cr和Cd。

附圖說明

圖1本發明主要的工藝流程圖。

具體實施方式

為充分了解本發明之目的、特征及功效，借由下述具體的實施方式，對本發明做詳細說明。

一種硝酸錳的制備方法，該方法包括：

（1）硫化

將含有氨氣和硫化氫氣體的混合氣體與150～300g/L（優選200-250g/L）的硫酸錳溶液，進行硫化反應，直至溶液中Mn²⁺濃度小于500ppm時停止反應，固液分離（優選壓濾分離），然后將得到的硫化錳濾餅洗滌待用。固液分離所得濾液用于回收硫酸銨。

上述硫酸錳溶液可以由市購硫酸錳制成，也可以由煙氣脫硫制成。

在一個具體實施方式中，將氨氣和硫化氫氣體（優選反應摩爾比）通入吸收塔中，硫酸錳溶液噴射吸收上述氣體進行硫化反應。溶體的噴射速度和產品品質關系不大。常規吸收塔均可以應用于本發明。

上述洗滌優選的方式是：固液分離所得濾餅用60～65℃去離子水按料水比（重量）1:4洗滌二次，每次3小時，然后壓濾分離，得到水分含量小于25%的濾餅。

該步驟的反應方程式為：

MnSO₄+H₂S+NH₃→MnS↓+(NH₄)₂SO₄

（2）酸化