[發明專利]低鉀低鈉型錳酸鋰用電解二氧化錳制備方法

有效

• 申請號: 202011531713.2
• 申請日: 2020-12-22
• 公開（公告）號: CN112499687B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 羅冰;陳其勝;覃麗麗;涂忠益;黃朝輝;梁彩玲
• 申請（專利權）人: 廣西下田錳礦有限責任公司
• 主分類號: C01G45/02
• 分類號: C01G45/02;H01M4/505;H01M10/0525
• 代理公司: 柳州市集智專利商標事務所 45102
• 代理人: 黃桂云

1.一種低鉀低鈉型錳酸鋰用電解二氧化錳制備方法，其特征在于包括以下步驟：

A.浸出：將電解二氧化錳制備過程中產生的廢水和廢液混合，并放入化合反應器中，同時將碳酸錳粉與硫酸放入所述化合反應器中進行化合反應，反應溫度控制在95℃～98℃、PH值控制在1.5～2.5；其中，所述碳酸錳粉與所述硫酸的重量比為1：0.65～0.72，液固比9.6～17：1；在加入所述碳酸錳粉、硫酸之前先分別檢測所述廢水和廢液混合物中H₂SO₄和Mn²⁺的含量；其中，所述廢水為電解二氧化錳制備過程中產生且經檢測電解不合格的廢棄冷凝水和廢棄漂洗水，所述廢液為電解二氧化錳制備過程中產生的廢棄陽極液；碳酸錳粉加工粒度-200目90%；

B.除鉀、鈉和鐵：當所述化合反應達到3小時后，先檢測所述化合反應器中反應產物溶液里是否含有Fe²⁺，如有檢測含有Fe²⁺，則加入二氧化錳粉，先使含有的Fe²⁺氧化轉換Fe³⁺，然后再在高溫酸性環境下，使轉換生成的Fe³⁺與K⁺、Na⁺反應形成黃鉀鐵礬和黃鈉鐵礬沉淀；接著，檢測此時反應產物溶液中鉀和鈉的含量，如鉀或鈉中有一樣或者兩樣都大于50ppm，則加入硫酸鐵，使鉀和鈉的含量至：K≤50ppm、Na≤50ppm；所述二氧化錳粉為錳含量為18%的二氧化錳礦粉；

C.水解凈化除鐵：當所述化合反應達到5小時后，向所述化合反應器中投入碳酸鈣粉調節反應產物溶液的PH值至4.0～4.5，使Fe³⁺的含量≤2*10^-6；接著，繼續投入碳酸鈣粉調節反應產物溶液的PH值至5.0～6.0，然后將礦漿進行固液分離，得到粗制的硫酸錳溶液；

D.硫化沉淀法除重金屬雜質：將步驟C得到粗制的硫酸錳溶液注入凈化器中，加入硫化鋇并在溫度為68℃～72℃的條件下進行凈化，使Cu²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Pb²⁺的含量分別至：Cu≤2ppm、Co≤2ppm、Ni≤2ppm、Pb≤4ppm，然后過濾，得到初步凈化的硫酸錳溶液；

E.除鉬和砷、鉛：將步驟D得到的初步凈化的硫酸錳溶液注入除鉬器中，調節其PH值在3.0～5.0，投入電解二氧化錳粉作為吸附劑除鉬，使鉬和砷、鉛的含量分別至：Mo≤0.5ppm、As≤0.5ppm、Pb≤2ppm，然后過濾，得到二次凈化的硫酸錳溶液；所述電解二氧化錳粉粒度≤8μ，且所述電解二氧化錳粉加入初步凈化的硫酸錳溶液后的濃度為1.33g/L～2.0g/L；

F.鈣、鎂離子的沉淀：將步驟E得到的二次凈化的硫酸錳溶液通過中性液貯存、靜置，使硫酸鈣、硫酸鎂分別結晶析出；

G.電解：將步驟F得到的三次凈化的硫酸錳溶液送至電解槽進行電解，得到電解二氧化錳半成品；其中，所述電解的條件為：陽極電流密度為50?A/m²～90A/m²、電解液硫酸濃度0.40mol/L～0.45mol/L、硫酸錳濃度0.38?mol/L～0.42mol/L、電解周期為10天～12天；

H.漂洗：將步驟G得到的電解二氧化錳半成品送至漂洗桶中，采用水洗-堿洗-水洗三級漂洗工藝進行漂洗，然后研磨、磁化除鐵；其中，所述漂洗工藝中的堿洗采用氫氧化錳作為中和劑；所述漂洗工藝中的第一道水洗工藝的溫度控制在90℃以上，堿洗工藝的溫度控制在75℃，第二道水洗工藝的溫度為90℃以上，漂洗周期為30小時～35小時，漂洗液溫度均采用蒸汽直接加熱；其中，所述水洗使用的水為電解二氧化錳制備過程中產生且經檢測電解合格的廢棄冷凝水；所述氫氧化錳的制備為：用氨水與硫酸錳溶液反應，生成白色沉淀，收集白色沉淀物用水洗滌；

在步驟H之后，將該步驟得到的產物采用密相輸送方式送入重力式摻混料倉進行摻混。