[發明專利]一種免除鉀鈉鈣鎂法制備電子級硫酸錳的工藝

在審

• 申請號: 202010770056.0
• 申請日: 2020-08-04
• 公開（公告）號: CN112062159A
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 劉清華
• 申請（專利權）人: 福建省連城錳礦有限責任公司
• 主分類號: C01G45/10
• 分類號: C01G45/10
• 代理公司: 福州順升知識產權代理事務所(普通合伙) 35242
• 代理人: 陳為志

本發明公開了電池技術領域一種免除鉀鈉鈣鎂法制備電子級硫酸錳的工藝，采用一種新的思路將鈣鎂鉀鈉均留下溶液中，獨將錳以沉淀的形式從溶液中分離出來，再經過洗滌后得到純凈的錳鹽沉淀，從而徹底解決氟帶入的所有問題；本法所用各種原料均有無機化工產品，避開了萃取中所涉及的有機物質，不產生危廢，同時節約了生產設備投入；采用的沉錳劑及其廢水為鈉鹽，其它有害重金屬均在前端已處理干凈，根據含量高低可通過結晶副產出硫酸鈉或稀釋至排放標準外排。

技術領域

本發明涉及電池技術領域，具體為一種免除鉀鈉鈣鎂法制備電子級硫酸錳的工藝。

背景技術

電子級硫酸錳主要用于制備錳酸鋰正級材料、NCM三元電池正極材料中的錳源，現在技術路線主要有兩條：無機工藝為錳礦石經酸浸后得硫酸錳溶液，硫酸錳溶液經除鐵、除鉀鈉、除重金屬雜質、氟法除鈣鎂、除氟后得到高純硫酸錳溶液，再經過常壓蒸發結晶制備得一水電子級硫酸錳固體；有機工藝為錳礦石經酸浸后得硫酸錳液，硫酸錳溶液經除鐵、除重金屬雜質后經萃取得到電子級硫酸錳液，再經過常壓蒸發結晶制備得一水。

缺點1：無機工藝中利用氟化物除鈣鎂存在氟化錳價格貴且難購買；而氟化鈉、氟化銨等有引入其它雜質風險，為達到除鈣鎂效果需要較大的過量系數，造成氟化劑使用量過大，成本升高；同時除氟成本高，除氟渣也需要再處理方可排放。

缺點2：有機工藝中存在設備系統投資大，萃取劑價格貴，在萃取、反萃過程均有萃取劑扣件，反萃液中存在萃取劑殘留需要要活性炭吸附脫除，處理費用大。

基于此，本發明設計了一種免除鉀鈉鈣鎂法制備電子級硫酸錳的工藝，以解決上述問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種免除鉀鈉鈣鎂法制備電子級硫酸錳的工藝，以解決上述背景技術中提出的利用氟化物除鈣鎂存在氟化錳價格貴且難購買；而氟化鈉、氟化銨等有引入其它雜質風險、成本高的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種免除鉀鈉鈣鎂法制備電子級硫酸錳的工藝，包括以下步驟：

步驟一：將100-150目細粉的二氧化錳礦石與黃鐵礦在硫酸溶液中加熱至 85℃以上酸浸得粗硫酸錳液；

步驟二：經過碳酸錳精礦或者石灰調節pH至4.5-5.5除去鐵雜質，過濾得除鐵硫酸錳液；

步驟三：往除鐵后的硫酸錳液中加入硫化鋇除重金屬過濾后靜置后再過濾得已凈化硫酸錳液；

步驟四：將凈化后的硫酸錳液用沉錳劑B將錳完全沉淀過濾得錳鹽D，將沉淀錳鹽D用高純水清洗至pH＝7后過濾備用；

步驟五：將沉淀錳鹽用工業級硫酸稀釋液浸出至完全溶解，反應終點控制在pH2-3，反應過程將產生C，C用E溶液酸堿中和吸收后生成沉錳劑B；

步驟六：用高純碳酸錳調節步驟五中浸出液pH至5.0，加入雙氧水確保硫酸中夾帶的鐵完全沉淀，過濾得合格電子級硫酸錳液；

步驟七：將合格電子級硫酸錳液結晶得電子級硫酸錳。

優選的，步驟一中二氧化錳礦石研磨成120目的細粉，硫酸溶濃度為 1.5mol/L。

優選的，步驟二中調節pH至5.0除去鐵雜質。

優選的，步驟三中硫酸錳液和硫化鋇摩爾按1.5倍雜質鋅、銅、鉛、鎘的總摩爾數之和，過濾后靜置24h之后再過濾。

優選的，步驟四中的沉錳劑采用去離子水，用去離子水清洗沉淀錳鹽。

優選的，沉錳劑B可以為硫化鈉、硫化鉀、硫化銨的一種或者幾種混合物，錳鹽D為硫化錳，C為硫化氫，E可為氨水、碳酸氫銨、氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鉀或者碳酸氫鉀中的一種或者混合物。

優選的，步驟五中使反應終點pH控制在pH＝2.5。