[發(fā)明專利]硫酸錳溶液的純化方法

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• 申請日: 2021-03-15
• 公開（公告）號: CN112939089A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發(fā)明（設計）人: 王恒利;張陽;鄭明臻;崔宏志;戴江洪;李俊;殷書巖;王宏巖
• 申請（專利權(quán)）人: 中國恩菲工程技術(shù)有限公司
• 主分類號: C01G45/10
• 分類號: C01G45/10
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責任公司 11240
• 代理人: 梁文惠

本發(fā)明提供了一種硫酸錳溶液的純化方法。該純化方法包括：步驟S1，采用硫化物對待純化硫酸錳溶液進行除重金屬后，進行第一固液分離得到第一中間液；步驟S2，采用氟化物對第一中間液進行除鈣后，進行第二固液分離得到第二中間液；步驟S3，采用硫酸鎂或氯化鎂對第二中間液進行除氟后，進行第三固液分離得到第三中間液；步驟S4，采用皂化有機相對第三中間液進行萃取，得富錳有機相；步驟S5，采用第一硫酸對富錳有機相進行洗滌，得凈化富錳有機相；以及步驟S6，采用第二硫酸對凈化富錳有機相進行反萃，得高純硫酸錳溶液和再生有機相。采用上述萃取?洗滌?反萃的過程對第三中間液中的錳離子和鎂離子進行提純，得到高純硫酸錳溶液。

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及含錳溶液的提純技術(shù)領域，具體而言，涉及一種硫酸錳溶液的純化方法。

背景技術(shù)

三元鎳鈷錳正極材料是一類非常重要的正極材料，具有性能優(yōu)于鈷酸鋰而成本遠遠低于鈷酸鋰、能量密度遠遠高于磷酸鐵鋰等重要優(yōu)點，正在逐漸成為汽車動力電池的主流正極材料。隨著三元電池材料的發(fā)展，對電池級硫酸錳的需求量越來越大。但是由于用于電池生產(chǎn)的硫酸錳對鈣、鎂、銅、鋅、鎘及氟等雜質(zhì)要求非常嚴格，因此在合成三元材料前驅(qū)體前需對硫酸錳溶液進行提純。

如專利申請公布號為CN 109704408 A的中國專利申請公開了一種采用化學沉淀法制備電池級高純硫酸錳的方法。通過加鐵鹽除鉀鈉、加硫化劑除重金屬、加氟化劑除鈣鎂、濃縮結(jié)晶并對得到的含氟硫酸錳溶液加硫酸鈣除氟離子、最后蒸發(fā)結(jié)晶、烘干得到高純硫酸錳晶體。該方法操作方便、可控性及重現(xiàn)性高，但是兩次蒸發(fā)結(jié)晶耗能大。

專利申請公布號為CN 110172581 A的中國專利申請公開一種從反銅錳液制備電池級硫酸錳的方法。通過萃銅-濃縮-P204萃雜-硫化氫除重金屬-蒸發(fā)結(jié)晶得到電池級硫酸錳產(chǎn)品。該方法生產(chǎn)成本低、環(huán)保安全，但是當反銅錳液中鈣含量高時，通過該方法不能有效去除鈣，從而影響產(chǎn)品質(zhì)量。

專利申請公布號為CN 105000599 A的中國專利申請公開一種以鋅冶煉產(chǎn)生的鋅錳尾渣為原料制備高純硫酸錳的方法。該方法通過酸浸-氧化除鐵鋁-萃取分離鋅錳-氟化鈉除鈣鎂-硫化鈉除重金屬-萃取及蒸發(fā)結(jié)晶制備高純硫酸錳。該工藝過程在第二步萃取時，溶液中的氟離子會和錳離子形成絡合物，從而造成反萃后的硫酸錳溶液中含有大量的氟離子，需要通過蒸發(fā)結(jié)晶除去氟離子，但是，氟離子會對蒸發(fā)設備造成腐蝕。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提供一種硫酸錳溶液的純化方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中硫酸錳溶液的純化方法能耗大、不能有效除雜且設備成本高的問題。

為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種硫酸錳溶液的純化方法，該純化方法包括：步驟S1，采用硫化物對待純化硫酸錳溶液進行除重金屬后，進行第一固液分離得到第一中間液；步驟S2，采用氟化物對第一中間液進行除鈣后，進行第二固液分離得到第二中間液；步驟S3，采用硫酸鎂或氯化鎂對第二中間液進行除氟后，進行第三固液分離得到第三中間液；步驟S4，采用皂化有機相對第三中間液進行萃取，得富錳有機相；步驟S5，采用第一硫酸對富錳有機相進行洗滌，得凈化富錳有機相；以及步驟S6，采用第二硫酸對凈化富錳有機相進行反萃，得高純硫酸錳溶液和再生有機相。

進一步地，在上述步驟S3中，以鎂離子計，硫酸鎂或氯化鎂相對于第二中間液的用量為0.1594～1.6716mol/L，優(yōu)選除氟的時間為2～4h，優(yōu)選除氟的溫度為70～80℃。