[發(fā)明專利]一種高純硫酸錳的制備方法

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• 申請日: 2018-04-17
• 公開（公告）號: CN108557895A
• 公開（公告）日: 2018-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韋慶錳;楊雄強(qiáng);莫燕姣;張帆;甘永蘭
• 申請（專利權(quán)）人: 廣西錳華新能源科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: C01G45/10
• 分類號: C01G45/10
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 45107
• 代理人: 湯凌志

本發(fā)明公開了一種高純硫酸錳的制備方法，具體包括以下步驟：首先將待處理的雜質(zhì)含量高的初級硫酸錳溶液加入二氧化錳(礦粉)，用堿液調(diào)節(jié)pH到5?6，再加入重金屬離子的硫化物，攪拌加溫反應(yīng)，然后進(jìn)行固液分離，得到凈化初液，將凈化后液體部分濃縮結(jié)晶，得到高純硫酸錳產(chǎn)品和含雜的硫酸錳母液，在密閉反應(yīng)釜內(nèi)將得到的硫酸錳母液通入氮?dú)猓偌尤氚彼桃悍蛛x，最后將得到的氫氧化錳固體加酸重溶，制得高純硫酸錳產(chǎn)品。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無機(jī)精細(xì)化工制備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種高純硫酸錳的制備方法。

背景技術(shù)

由于石油、煤等傳統(tǒng)資源的日益枯竭，新能源技術(shù)已經(jīng)成為人類可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵，鋰離子電池可望大規(guī)模應(yīng)用于電動汽車和太陽能、風(fēng)能等清潔電能的，高純硫酸錳是鋰電池三元正極材料的重要組成部分。因此高純硫酸錳的前景被廣泛看好。高純硫酸錳主要應(yīng)用于三元正極材料以及錳酸鋰、富鋰錳基正極材料的合成，是近幾年國內(nèi)錳行業(yè)研究的熱點(diǎn)。

高純硫酸錳的制備方法很多，但是K、Na、Ca、Mg、重金屬離子等雜質(zhì)含量要求嚴(yán)格，其中鈣鎂離子的去除是整個工藝的核心難點(diǎn)所在。在一般情況下,鈣、鎂可通過濃縮、靜置、結(jié)晶分離部分除去，但此方法產(chǎn)量低、成本高、產(chǎn)品質(zhì)量很難滿足電池要求；此外，傳統(tǒng)的氟化物法除鈣鎂，對于沉淀劑氟化物的選擇不僅難把控，還容易給體系帶入其他雜志。而且氟化物對設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，使產(chǎn)品含氟，無法做到優(yōu)等級產(chǎn)品；

因此，急需發(fā)展出一種成本低、收率高、節(jié)能環(huán)保的工藝路線。

發(fā)明內(nèi)容

為了改善上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種高純硫酸錳的制備方法。本發(fā)明工藝簡單，易于操作，能耗、成本低。

本發(fā)明首先將待處理的雜質(zhì)含量高的初級硫酸錳溶液加入二氧化錳 (礦粉)，用堿液調(diào)節(jié)pH到5-6，再加入重金屬離子的硫化物，攪拌加溫反應(yīng)，然后進(jìn)行固液分離，得到凈化初液，將凈化后液體部分濃縮結(jié)晶，得到高純硫酸錳產(chǎn)品和含雜的硫酸錳母液，在密閉反應(yīng)釜內(nèi)將得到的硫酸錳母液通入氮?dú)猓偌尤氚彼桃悍蛛x，最后將得到的氫氧化錳固體加酸重溶，制得高純硫酸錳產(chǎn)品。

本發(fā)明涉及到的基本化學(xué)反應(yīng)為：

M+MnS→MS+Mn²⁺(M代表重金屬離子)

2Fe²⁺+MnO₂+2H₂O+2OH-→2Fe(OH)₃+Mn²⁺

MnSO₄+2NH₃·H₂0→Mn(OH)₂+(NH₄)₂SO₄

本發(fā)明所述的一種高純硫酸錳的制備方法，具體包括以下步驟：

1)除鐵：向初級硫酸錳溶液中加入二氧化錳(礦粉)，并加堿調(diào)節(jié) pH至5-6；

2)除雜：向上步驟得到的液體，加入除重金屬離子的硫化物，加熱，反應(yīng)結(jié)束后進(jìn)行固液分離，得到凈化粗液；

3)蒸發(fā)結(jié)晶：將上步驟得到的液體蒸發(fā)結(jié)晶，固液分離，得到高純硫酸錳產(chǎn)品與含雜硫酸錳母液；

4)向上步驟得到的含雜硫酸錳母液在密閉釜內(nèi)通入氮?dú)猓偌尤氚彼桃悍蛛x，熱水洗滌分離得到的氫氧化錳固體；

5)向上步驟得到的氫氧化錳固體，加水與硫酸，反溶為硫酸錳液體，全部濃縮結(jié)晶，得到高純硫酸錳干品。

本發(fā)明步驟1)所述的初級硫酸錳溶液，優(yōu)選用錳礦制備得到、或者是含雜量高的硫酸錳廢液、或者是錳鹽副產(chǎn)物；所述的初級硫酸錳溶液為10-200g/L，優(yōu)選60-100g/L。