[發(fā)明專利]一種四氧化三錳及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810617022.0
• 申請日: 2018-06-15
• 公開（公告）號: CN108585049B
• 公開（公告）日: 2020-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁曉鋒;王軍偉;王以存;劉阿朋
• 申請（專利權(quán)）人: 中鋼集團(tuán)安徽天源科技股份有限公司
• 主分類號: C01G45/02
• 分類號: C01G45/02
• 代理公司: 馬鞍山市金橋?qū)＠碛邢薰?34111
• 代理人: 魯延生

本發(fā)明涉及一種四氧化三錳及其制備方法，屬于四氧化三錳技術(shù)領(lǐng)域，所述方法以金屬錳為原料，使用MClx和銨鹽為復(fù)合催化劑，水解氧化反應(yīng)生成四氧化三錳，其中，M為Al、Fe、Zn、Cu、Ni、Ti中的一種或多種，x為2或3，銨鹽選自NH₄Cl、CH₃COONH₄、(NH₄)₂SO₄、NH₄NO₃、NH₄Br或NH₄I的一種或多種，金屬錳為金屬錳片或錳粉，該方法得到的四氧化三錳產(chǎn)品穩(wěn)定性和一致性佳，在提高四氧化三錳比表面積的同時(shí)還可保證氧化鎂的去除率，且生產(chǎn)過程中不出現(xiàn)有害氣體，工作環(huán)境安全。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及四氧化三錳技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種四氧化三錳及其制備方法。

背景技術(shù)

四氧化三錳的工業(yè)制備方法多種多樣，但從反應(yīng)性質(zhì)和工藝特點(diǎn)可分為：焙燒法、還原法、氧化法和電解法。

焙燒法是將金屬錳或錳的氧化物、氫氧化物、硫酸鹽、碳酸鹽、亞硫酸鹽、硝酸鹽及高錳酸鹽在空氣中或氧氣中，于1000℃灼燒，經(jīng)冷卻、粉碎制得四氧化三錳。其反應(yīng)式如下：3MnO₂→Mn₃O₄+O₂。

還原法是用二氧化錳或水錳礦為原料，先經(jīng)焙燒成三氧化二錳，再在甲烷氣體存在下，于250～500℃進(jìn)一步還原生成四氧化三錳，經(jīng)冷卻、粉碎制得四氧化三錳成品，其反應(yīng)式如下：2MnOOH→Mn₂O₃+H₂O；3Mn₂O₃+0.25CH₄→2Mn₃O₄+0.25CO₂+0.5H₂O。

硫酸錳溶液直接氧化法是采用原生錳礦石為原料，經(jīng)過硫酸浸出、化學(xué)除雜后，在堿性條件下用空氣將錳礦石的浸出物硫酸錳溶液的二價(jià)錳氧化為四氧化三錳的一種制備方法(參見文獻(xiàn)1：王紅太.國內(nèi)四氧化三錳的生產(chǎn)工藝現(xiàn)狀及發(fā)展方向[J].山西化工，2006,26(3):55-57)。

目前，國內(nèi)四氧化三錳的生產(chǎn)基本都采用電解金屬錳粉(片)懸浮液氧化法，即通過干磨或濕法球磨將金屬片錳磨到一定的粒度后，然后加入催化藥劑進(jìn)行催化反應(yīng)制備四氧化三錳，該方法所用的催化藥劑通常為銨鹽或酸(參見CN1252385、CN1252386、CN103058280A等)催化。然而，使用銨鹽作為催化劑時(shí)，銨鹽的使用量較大，廢水中氨氮指標(biāo)較高，增加了后續(xù)的污水處理成本；采用酸催化時(shí)，通常產(chǎn)品的穩(wěn)定性不好，影響產(chǎn)品的一致性，同時(shí)，酸揮發(fā)會影響工作人員的身體健康。因此，本發(fā)明提出一種新的四氧化三錳的制備方法。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種四氧化三錳及其制備方法，該方法采用MCl_x與銨鹽作為復(fù)合催化劑，其中M選自Al、Fe、Zn、Cu、Ni、Ti中的一種或多種，x為2或3，銨鹽選自NH₄Cl、CH₃COONH₄、(NH₄)₂SO₄、NH₄NO₃、NH₄Br或NH₄I的一種或多種，該方法可保證四氧化三錳產(chǎn)品的穩(wěn)定性和一致性，在提高四氧化三錳比表面積的同時(shí)，還可保證氧化鎂的去除率；且生產(chǎn)過程中不出現(xiàn)有害氣體，工作環(huán)境安全。

為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：